海康线阵相机调试指导

前言


前段时间应结构要求一起评估结构光和硬件,主要围绕线阵相机图像质量和光均匀性做灯光调整, 在此记录调试过程中遇到的坑。希望给同行一些避坑指南,同时希望多留言和给出一些指导!

线阵相机结构光评估


  • 光源
    • 评估光源是否满足的要求是图像无太大压缩,无太大拉伸(10%以内)的情况下,模拟增益不超过4dB,gamma增强不超过0.7的情况下,图像亮度正常, 图像整体亮度基本均匀,无暗条纹等情况。
    • 图像无压缩,无拉伸可以确认行频和当前车速基本匹配,此时定下了曝光时间。
    • 模拟增益和gamma是DSP放大,放大会导致噪点的出现,因此需要做一些控制。
      图像亮度均匀是判断外界灯的角度,灯的排版是否合理的有效依据。
      量化工具可以使用照度计。
  • 镜头

    • 镜头确认需要保证像素点都使用到(比如2048的宽,那么绝大部分的像素需要可见),因此镜头的选择尤其重要。
      在选择镜头匹配到所有像素时(width),也需要考虑到抓拍的宽度,尽量满足抓拍的宽度要求(比如客户要求2米等重要指标)
  • 物距

    • 首先确认客户需要使用的环境,确认物距距离,按照物距距离模拟环境, 相机不动, 运动的传送带等通过一种控制
      转动的工具,比如马达类的电机转速等,在上面贴一些字符,方便视觉上调整行频,保证图像不被拉伸和压缩。
  • 视野

    • 抓拍模式设置为连续。调整heigh为128或256,调整曝光时间和行频,确保图像不压缩和拉伸;
      调整gamma等,确认图像正常曝光;
    • 可以找一些白色的条状物体模拟边缘, 移动物体让图像刚好在最边缘,使用卷尺测量横向距离,如果不满足客户要求,
      做结构上的调整,原则上物距越远, 可看到的横向(width)越大。
      P.S:注意晃动的时候,使用比较长的杠子,避免手进入可视区,误以为杆子边缘可见(手的物距高于杆子)

图像优化


帧率

  • 帧率= 行频(Hz)/高(当1/行频大于曝光时间的前提下), 当行频比较高的时候,帧率也会高( 前提是曝光固定切曝光*行频不超过1000000us)。行频的突破需要曝光做牺牲,比如曝光1000us,如果要出30fps, 如果height为32, 那么行频就是1000,此时如果想要帧率继续提高, 就要求行频提高,行频提高需要曝光减少, 关系为反比例

  • 当1/行频小于曝光时间时,帧率由曝光决定, 帧率 = 1/曝光时间/图像行高。

建议:
设置图像宽度(采集方向),设置行频,确认图像是否拉伸或压缩,如果压缩,增大行频, 行频如果最大依然压缩,降低曝光时间。
如果此时图像依然比较暗,优先提高外部亮度, 考虑到功耗图像质量的均衡, 做一个平衡点。
Notice:如果不考虑功耗, 尽量拉伸外部亮度,可以变相的增加了行频利用率以及图像质量。

拖影

  • 对于要做尺寸测量之类,或人脸识别算法之类的场景, 像素精度有一定的要求,一般要求不超过1/2个像素。

  • 拖影对人工智能不造成影响条件是 曝光时间 * 相对运动速度 ≤ 相对运动速度的需求。

例如曝光时间400us,小车按照10km/h的速度从相机上行驶, 分辨率为20484500, 整体视野2m * 4.5m(车长),像素精度要求1/2。
曝光时间 * 相对运动速度(相机固定) = 400/1000000 * 2.78
1000 = 1.112mm
垂直方向像素精度 : 4500(视野范围的垂直方向) / 4500 * 1/2 = 0.5mm
因此无法满足场景
解决方式: 降低曝光时间(要求外界亮度足够)或降低传送带的运动速度

  • 关于线阵相机调试后的效果,传送

适配速度

关于相对速度变化的场景, 如果保证线阵相机抓拍图像正常?

  • 需要确认当前适配的最大速度依然不变形,首先是确认可设置的最小曝光时间, 目前发现曝光在120us以下的情况,图像依然不欠曝(或微欠曝),基本能保证速度能到35km/h。
  • 保证曝光不变形的情况下,然后确认图像亮度,如果亮度不足可以适当增益模拟增益和数字增益,有限模拟增益。如果客户对分辨率没有特别的要求,可以适当降低分辨率(BIND)。

获取速度

  • 因为图像变形和车速正相关, 所以必须有一个测速的模块, 如果是匀速的传送带相关的场景,使用一套ISP参数即可。
    测速模块如果有更好的解决方案, 希望一起讨论下,方便提高产品竞争力, 谢谢!

疑难杂症

  • 在线扫过程中停止, 加速,减速。

解决方案: 目前需要评估一种测速,当速度变化后设置图像ISP,但这样会增加链路层传输的时间(调用API),导致抓拍可能丢了一些帧(特别是单帧比较小的情况)

  • 如果被扫距离不固定,如何做到图像最优化?
    该问题如果有解决方案,欢迎指导。

鲁棒性(采集稳定性)


  • 采集丢帧

原因分析:海康SDK走的是TCP/IP方式。 [^Continue]会有两个因子影响到采集,分别是客户端的CPU(arm板或工控机)以及网络往返的时间,当工控机的CPU不足等会造成进程调度问题(如果工控机性能不足或运行的任务比较多时), 或网络抖动等问题可能造成请求一帧的时间超过了一帧的时间,MVS采集帧是不设置缓存,采集时如果客户端消费者来不及请求时,会将后续的帧覆盖掉上一帧,导致客户端丢帧。 单帧采集模式不会出现上述的问题,因为拼接是在MVS相机的Soc中,当完成客户端设置的height后就将数据回调给客户端。

  • 采集方式
  • 单帧扫描采集
<think>好的,用户想了解海康威视线阵相机与编码器的接线方法。首先,我需要明确线阵相机和编码器的作用。线阵相机常用于高速图像采集,比如工业检测,而编码器通常用于测量运动物体的位置或速度,两者配合可以实现同步触发采集。 接下来,接线步骤是关键。用户可能需要知道具体的硬件接口类型,比如海康线阵相机的常见接口是RS485或数字I/O。编码器通常输出脉冲信号,可能需要接到相机的输入端口。 还要考虑信号匹配问题,比如电压电平是否兼容,是否需要使用中间继电器或信号转换器。例如,编码器输出是24V,而相机输入只支持5V,就需要分压电路或光电隔离器。 另外,软件配置部分也很重要,比如在相机SDK中设置触发模式为编码器信号触发,并调整参数如触发间隔或阈值。 用户可能还会遇到常见问题,比如信号干扰导致触发不稳定,这时候需要检查接线屏蔽和接地。或者相位误差,需要调整编码器与相机的安装位置。 最后,引用相关参考资料,比如海康的官方手册或应用笔记,确保信息的准确性。同时,生成的相关问题要覆盖接线原理、信号处理、配置步骤和故障排除,帮助用户全面理解。</think>### 海康威视线阵相机与编码器接线方法 #### 一、接线原理 线阵相机与编码器通过触发信号实现运动同步。编码器输出脉冲信号(如A/B相或Z相),相机根据脉冲频率触发图像采集,确保图像与物体运动速度匹配[^1]。 #### 二、硬件接线步骤 1. **接口确认** - 海康线阵相机常用接口:数字输入端口(如DI0/DI1)或RS485接口(如MV-CL042-91GM型号) - 编码器输出类型:差分信号(RS422)或单端信号(TTL/HTL) 2. **信号匹配** - 若编码器输出为24V HTL信号,需通过分压电路或信号转换模块(如HIKVISION HV-CB101)转换为5V TTL信号[^2] $$V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2}$$ - 差分信号接线示例: ``` 编码器A+ → 相机DI0+ 编码器A- → 相机DI0- 共地连接 ``` 3. **物理连接** - 使用带屏蔽的双绞线(推荐阻抗120Ω) - 接线长度不超过50米(RS422标准) #### 三、软件配置 1. 在海康SDK中设置触发模式为「编码器触发」 ```python # 示例代码片段 camera.TriggerMode.set(1) # 1=On camera.TriggerSource.set(3) # 3=Line0 ``` 2. 配置编码器脉冲-像素比例 $$比例系数 = \frac{编码器每转脉冲数 \times 传动比}{线阵相机行频}$$ #### 四、信号验证 1. 用示波器检测DI0端口信号波形 2. 通过相机调试软件观察触发计数器增量是否与运动距离成比例 #### 五、常见问题处理 | 现象 | 解决方法 | |------|----------| | 无触发信号 | 检查供电电压是否匹配(5V/24V) | | 图像拉伸/压缩 | 重新校准编码器脉冲与行频比例系数 | | 信号干扰 | 增加磁环滤波器或缩短接线距离 | 相关问题
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