C# 联合 VisionPro 进行相机采集

原创于 2025-12-22 21:47:54 发布 · 190 阅读

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#数码相机

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一、前置条件

硬件 / 软件准备：
- 工业相机（支持 GenICam/ GigE/ USB3 Vision 协议，如 Basler、Hikvision、Keyence 等）
- 已安装相机厂商驱动和 VisionPro 相机适配包（Cognex FrameGrabber）
- 确保 VisionPro 的Cognex.VisionPro.FrameGrabber.dll已添加到项目引用
核心概念：
- CogFrameGrabber：VisionPro 中管理相机的核心类，用于枚举、连接相机
- CogAcqFifo：采集队列，用于控制相机的单次 / 连续采图
- CogImageData：采集到的图像数据对象

二、完整相机采集代码示例

以下示例包含枚举相机、连接相机、单次采图、连续采图、释放资源等核心功能，可直接运行：

using System;
using System.Linq;
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.FrameGrabber;
using Cognex.VisionPro.Display;
using System.Threading;

namespace VisionProCameraCapture
{
    class CameraCaptureDemo
    {
        // 相机核心对象
        private CogFrameGrabber _frameGrabber; // 帧采集器（相机）
        private CogAcqFifo _acqFifo;           // 采集队列
        private CogDisplay _cogDisplay;         // 图像显示控件（WinForm用）
        private bool _isContinuousCapture = false; // 是否连续采集
        private Thread _captureThread;          // 连续采集线程

        // WinForm窗体（示例用，可替换为你的窗体）
        private System.Windows.Forms.Form _mainForm;

        static void Main(string[] args)
        {
            CameraCaptureDemo demo = new CameraCaptureDemo();
            
            try
            {
                // 1. 初始化窗体和显示控件（可选，用于可视化）
                demo.InitDisplayForm();

                // 2. 枚举并连接相机
                if (!demo.ConnectCamera())
                {
                    Console.WriteLine("相机连接失败！");
                    return;
                }

                // 示例1：单次采图
                Console.WriteLine("开始单次采图...");
                var singleImage = demo.CaptureSingleImage();
                if (singleImage != null)
                {
                    Console.WriteLine("单次采图成功！");
                    demo.ShowImage(singleImage); // 显示图像
                }

                // 示例2：连续采图（运行5秒后停止）
                Console.WriteLine("开始连续采图（5秒后停止）...");
                demo.StartContinuousCapture();
                Thread.Sleep(5000); // 采集5秒
                demo.StopContinuousCapture();
                Console.WriteLine("连续采图已停止！");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"程序异常：{ex.Message}");
                Console.WriteLine($"异常详情：{ex.StackTrace}");
            }
            finally
            {
                // 3. 释放所有资源
                demo.DisposeAllResources();
            }

            Console.WriteLine("按任意键退出...");
            Console.ReadLine();
        }

        /// <summary>
        /// 初始化显示窗体和CogDisplay控件（WinForm）
        /// </summary>
        private void InitDisplayForm()
        {
            _mainForm = new System.Windows.Forms.Form();
            _mainForm.Text = "VisionPro相机采集预览";
            _mainForm.Size = new System.Drawing.Size(800, 600);

            // 创建VisionPro图像显示控件
            _cogDisplay = new CogDisplay();
            _cogDisplay.Dock = System.Windows.Forms.DockStyle.Fill;
            _mainForm.Controls.Add(_cogDisplay);

            // 显示窗体
            _mainForm.Show();
        }

        /// <summary>
        /// 枚举相机并建立连接
        /// </summary>
        /// <returns>是否连接成功</returns>
        public bool ConnectCamera()
        {
            try
            {
                // 1. 获取所有可用的帧采集器（相机）
                CogFrameGrabber[] frameGrabbers = CogFrameGrabber.Show(true);
                if (frameGrabbers == null || frameGrabbers.Length == 0)
                {
                    Console.WriteLine("未检测到任何相机！");
                    return false;
                }

                // 2. 选择第一个相机（也可根据相机名称/ID筛选）
                _frameGrabber = frameGrabbers[0];
                Console.WriteLine($"已找到相机：{_frameGrabber.Name}");

                // 3. 创建采集队列（AcqFifo）
                // VideoFormat：相机分辨率/像素格式（可通过相机配置工具预设）
                _acqFifo = _frameGrabber.CreateAcqFifo("Default", CogAcqFifoPixelFormatConstants.Mono8, 1, false);
                _acqFifo.Start(); // 启动采集队列
                Console.WriteLine("相机连接成功！");
                return true;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"相机连接异常：{ex.Message}");
                return false;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 单次采图
        /// </summary>
        /// <returns>采集到的图像对象</returns>
        public CogImage8Grey CaptureSingleImage()
        {
            if (_acqFifo == null || !_acqFifo.Running)
            {
                Console.WriteLine("采集队列为空或未启动！");
                return null;
            }

            try
            {
                // 等待采集图像（超时时间5000ms）
                CogImageData imageData = _acqFifo.Acquire(5000, out bool timedOut);
                if (timedOut)
                {
                    Console.WriteLine("单次采图超时！");
                    return null;
                }

                // 转换为8位灰度图（工业视觉常用）
                CogImage8Grey greyImage = new CogImage8Grey(imageData);
                imageData.Dispose(); // 释放原始图像数据
                return greyImage;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"单次采图失败：{ex.Message}");
                return null;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 开始连续采图
        /// </summary>
        public void StartContinuousCapture()
        {
            if (_isContinuousCapture || _acqFifo == null)
                return;

            _isContinuousCapture = true;
            // 启动后台线程采集（避免阻塞UI）
            _captureThread = new Thread(ContinuousCaptureLoop)
            {
                IsBackground = true // 后台线程，程序退出时自动终止
            };
            _captureThread.Start();
        }

        /// <summary>
        /// 连续采图循环
        /// </summary>
        private void ContinuousCaptureLoop()
        {
            while (_isContinuousCapture)
            {
                var image = CaptureSingleImage();
                if (image != null)
                {
                    ShowImage(image); // 实时显示图像
                    image.Dispose();  // 释放图像资源（避免内存暴涨）
                }
                Thread.Sleep(10); // 控制采集频率（可根据需求调整）
            }
        }

        /// <summary>
        /// 停止连续采图
        /// </summary>
        public void StopContinuousCapture()
        {
            _isContinuousCapture = false;
            // 等待线程结束
            if (_captureThread != null && _captureThread.IsAlive)
            {
                _captureThread.Join(1000);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 在CogDisplay控件中显示图像
        /// </summary>
        /// <param name="image">要显示的图像</param>
        public void ShowImage(CogImage8Grey image)
        {
            if (_cogDisplay == null || image == null)
                return;

            // 跨线程访问UI控件需用Invoke
            _cogDisplay.Invoke(new Action(() =>
            {
                _cogDisplay.Image = image;
                _cogDisplay.Fit(true); // 自适应显示
            }));
        }

        /// <summary>
        /// 释放所有资源（关键！）
        /// </summary>
        public void DisposeAllResources()
        {
            // 停止连续采集
            StopContinuousCapture();

            // 释放采集队列
            if (_acqFifo != null)
            {
                if (_acqFifo.Running)
                    _acqFifo.Stop();
                _acqFifo.Dispose();
                _acqFifo = null;
            }

            // 释放帧采集器
            if (_frameGrabber != null)
            {
                _frameGrabber.Dispose();
                _frameGrabber = null;
            }

            // 释放显示控件和窗体
            if (_cogDisplay != null)
            {
                _cogDisplay.Dispose();
                _cogDisplay = null;
            }

            if (_mainForm != null)
            {
                _mainForm.Close();
                _mainForm.Dispose();
            }

            // 强制垃圾回收
            GC.Collect();
            GC.WaitForPendingFinalizers();
            Console.WriteLine("资源已全部释放！");
        }
    }
}

三、关键代码解释

相机枚举与连接：
- CogFrameGrabber.Show(true)：弹出相机选择窗口，让用户选择要连接的相机（也可通过CogFrameGrabber.FrameGrabbers静默枚举）。
- CreateAcqFifo：创建采集队列，参数说明：
  - "Default"：相机配置文件名称（可在 VisionPro 中预设）；
  - CogAcqFifoPixelFormatConstants.Mono8：像素格式（8 位灰度，工业场景首选）；
  - 1：队列长度（单次采图设 1 即可）；
  - false：非共享模式。
单次采图核心：
- _acqFifo.Acquire(5000, out bool timedOut)：阻塞式采图，第一个参数是超时时间（ms），超时后timedOut为true。
- CogImage8Grey(imageData)：将原始采集数据转换为 VisionPro 可处理的灰度图像对象。
连续采图核心：
- 必须使用后台线程（Thread）执行连续采图，避免阻塞 UI 线程导致界面卡死。
- 每次采图后需调用image.Dispose()释放图像资源，否则会导致内存持续上涨。
图像显示：
- CogDisplay是 VisionPro 官方的图像显示控件，支持缩放、标注、ROI 显示等功能。
- 跨线程更新 UI 需使用Invoke方法，否则会抛出跨线程访问异常。