知微传感Dkam系列3D相机SDK例程篇：配置相机曝光

配置3D相机曝光

写在前面

本人从事机器视觉细分的3D相机行业。编写此系列文章主要目的有：
- 1、便利他人应用3D相机，本系列文章包含公司所出售相机的SDK的使用例程及详细注释；
- 2、促进行业发展及交流。
欢迎与我深入交流：微信号：liu_zhisensor

配置相机曝光及API说明

相机曝光说明

知微传感Dkam系列3D相机具备灵活的曝光配置功能，广泛适应各种复杂的场景，如同一场景内存在反射率相差太大的两种物体
Dkam系列3D相机有自动曝光和手动曝光两种曝光模式
- 自动曝光模式下不允许配置曝光时间
- 手动曝光模式下允许自由配置曝光重数（重复曝光的次数）和曝光时间
  - 多重曝光策略下，曝光时间渐变方法分为等差和等比，即只给定高曝光时间和低曝光时间
    - 比如，配置为3重曝光，低曝光值为10000，高曝光值为40000，在等差模式下，3重曝光的曝光时间分别为10000us、25000us、40000us，在等比模式下，3重曝光的曝光时间分别为10000us、20000us、40000us
  - 多重曝光利用朴素的叠加思想，将每重曝光的有效点进行叠加得到有效点最多的数据
  - 多重曝光的曝光重数上限根据型号不同
- 曝光时间的上限为100000，单位为us

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曝光模式

自动曝光

单重曝光

手动曝光

单重曝光

多重曝光

等差曝光时间

等比曝光时间

Dkam系列3D相机未作任何配置时默认自动曝光和单重曝光
3D相机数据输出的帧率随曝光时间的变化而变化，曝光重数越大，曝光时间越长，帧率越慢

配置流程

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连接相机

配置相机为自动曝光或不配置

配置相机为手动曝光

配置相机为单重曝光

配置相机曝光时间

配置相机为多重曝光

配置相机曝光重数

配置相机曝光时间渐变方法

配置相机的高,低曝光时间

采集数据,保存数据

结束

例程及注释

本例程基于WIN10+VisualStudio2019+DkamSDK_1.6.71,采用C++语言
DkamSDK的配置方法请参考SDK说明书
本例程在D132S型相机上验证
本例针对点云的效果，仅示例了红外的曝光配置

// Exposure.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
#include <cstring>//DkamSDK
#include"dkam_discovery.h"
#include"dkam_gige_camera.h"
#include"dkam_gige_stream.h"int main()
{std::cout << "Hello ZhiSENSOR!"<<std::endl;std::vector<DiscoveryInfo> discovery_info;Discovery discovery;GigeCamera camera;GigeStream* pointgigestream = NULL;GigeStream* graygigestream = NULL;GigeStream* rgbgigestream = NULL;std::vector<DiscoveryInfo>().swap(discovery_info);//**********************************************查询相机****************************************************//查询局域网内的3D相机int camer_num = discovery.DiscoverCamera(&discovery_info);std::cout << "局域网内共有" << camer_num << "台相机" << std::endl;//显示局域网内相机的IPfor (int i = 0; i < camer_num; i++){std::cout << "局域网内相机的IP为:" << discovery.ConvertIpIntToString(discovery_info[i].camera_ip) << std::endl;}//**********************************************连接相机****************************************************//选定相机int k = -1;for (int i = 0; i < camer_num; i++){if (strcmp((discovery.ConvertIpIntToString(discovery_info[i].camera_ip)), "192.168.30.35") == 0){k = i;std::cout << "将连接第" << k + 1 << "台相机" << std::endl;}else{std::cout << "局域网内无该IP的相机" << std::endl;}}//连接相机int connect = camera.CameraConnect(&discovery_info[k]);if (connect == 0){std::cout << "成功连接相机" << std::endl;}else{std::cout << "连接相机失败，请检查！！！" << std::endl;}//**********************************************配置相机****************************************************if (connect == 0){//获取当前红外相机的宽和高int width = -1;int height = -1;std::cout << "获取相机红外图的宽和高。。。" << std::endl;int height_gray = camera.GetCameraHeight(&height, 0);int width_gray = camera.GetCameraWidth(&width, 0);std::cout << "camera  Grey width:" << width << "---Grey height:" << height << std::endl;//获取当前RGB相机的宽和高，如相机不支持则无此项int width_RGB = -1;int height_RGB = -1;std::cout << "获取相机RGB图的宽和高。。。" << std::endl;int height_rgb = camera.GetCameraHeight(&height_RGB, 1);int width_rgb = camera.GetCameraWidth(&width_RGB, 1);std::cout << "camera RGB width:" << width_RGB << "-----RGB height:" << height_RGB << std::endl;//定义点云数据大小PhotoInfo* point_data = new PhotoInfo;point_data->pixel = new char[width * height * 6];memset(point_data->pixel, 0, width * height * 6);//定义红外数据大小PhotoInfo* gray_data = new PhotoInfo;gray_data->pixel = new char[width * height];memset(gray_data->pixel, 0, width * height);//定义RGB数据大小PhotoInfo* RGB_data = new PhotoInfo;RGB_data->pixel = new char[width_RGB * height_RGB * 3];memset(RGB_data->pixel, 0, width_RGB * height_RGB * 3);//设置相机曝光模式int gray = 0;    //红外和点云int ExpSta = 1;  //0为自动曝光，1为手动曝光if (ExpSta == 0)//自动曝光的配置{int set_expusure = camera.SetAutoExposure(ExpSta, gray);if (set_expusure == 0){std::cout << "设置点云和红外图为自动曝光模式成功！" << std::endl;}else{std::cout << "设置点云和红外图为走动曝光模式失败！！！" << std::endl;}}if (ExpSta == 1)//手动曝光的配置{int set_expusure = camera.SetAutoExposure(ExpSta, gray);if (set_expusure == 0){std::cout << "设置点云和红外图为手动曝光模式成功！" << std::endl;}else{std::cout << "设置点云和红外图为手动曝光模式失败！！！" << std::endl;}//配置曝光重数int MltNum = 3;if (MltNum == 1)//单重曝光{int set_mulitexposure = camera.SetMutipleExposure(MltNum);if (set_mulitexposure == 0){std::cout << "设置点云和红外图单重曝光成功！" << std::endl;}else{std::cout << "设置点云和红外图单重曝光失败！！！" << std::endl;}//配置曝光时间int ExpuTime = 10000;int ExpuTimStat = camera.SetExposureTime(ExpuTime,gray);if (ExpuTimStat == 0){std::cout << "设置点云和红外曝光时间成功！" << std::endl;std::cout << "设置点云和红外曝光时间为：" << ExpuTime << "us" << std::endl;}else{std::cout << "设置点云和红外曝光时间失败！！！" << std::endl;}}if (MltNum > 1)//多重曝光{int set_mulitexposure = camera.SetMutipleExposure(MltNum);if (set_mulitexposure == 0){std::cout << "设置点云和红外图多重曝光成功！" << std::endl;std::cout << "点云和红外图曝光重数为：" << MltNum << std::endl;}else{std::cout << "设置点云和红外图多重曝光失败！！！" << std::endl;}//配置曝光时间渐变方法int Arithmetic = 0;  //等差int Geometrics = 1;  //等比int ExpuMeth = Arithmetic; //配置为int set_multiexpomode = camera.SetMultiExpoMode(ExpuMeth);if (set_multiexpomode == 0){std::cout << "设置曝光时间渐变方法成功！" << std::endl;if (ExpuMeth == 0){std::cout << "曝光时间渐变方法为：等差" << std::endl;}else{std::cout << "曝光时间渐变方法为：等比" << std::endl;}}else{std::cout << "设置曝光时间渐变方法失败！！！" << std::endl;}//配置起始曝光时间int MinExpu = 2000;//usint set_multiexpomin = camera.SetMultiExpoMin(MinExpu);if (set_multiexpomin == 0){std::cout << "多重曝光起始曝光时间设置成功。" << std::endl;std::cout << "多重曝光起始曝光时间为"<< MinExpu <<"us" << std::endl;}else{std::cout << "多重曝光起始曝光时间设置失败！！！" << std::endl;}//配置终止曝光时间int MaxExpu = 20000;//usint set_multiexpomax = camera.SetMultiExpoMax(MaxExpu);if (set_multiexpomax == 0){std::cout << "多重曝光终止曝光时间设置成功。" << std::endl;std::cout << "多重曝光终止曝光时间为" << MaxExpu << "us" << std::endl;}else{std::cout << "多重曝光终止曝光时间设置失败！！！" << std::endl;}}}//**********************************************打开数据通道****************************************************//开启数据流通道(0:红外 1:点云 2:RGB)int stream_gray = camera.StreamOn(0, &graygigestream);if (stream_gray == 0){std::cout << "红外图通道打开成功！" << std::endl;}else{std::cout << "红外图通道打开失败！！！" << std::endl;}int stream_point = camera.StreamOn(1, &pointgigestream);if (stream_point == 0){std::cout << "点云通道打开成功！" << std::endl;}else{std::cout << "点云通道打开失败！！！" << std::endl;}int stream_RGB = camera.StreamOn(2, &rgbgigestream);if (stream_RGB == 0){std::cout << "RGB图通道打开成功！" << std::endl;}else{std::cout << "RGB图通道打开失败！！！" << std::endl;}//开始接受数据int acquistion = camera.AcquisitionStart();if (acquistion == 0){std::cout << "可以开始接受数据！" << std::endl;}//刷新缓冲区数据pointgigestream->FlushBuffer();graygigestream->FlushBuffer();rgbgigestream->FlushBuffer();//**********************************************等待相机上传数据***************************************//采集点云int capturePoint = -1;capturePoint = pointgigestream->TimeoutCapture(point_data, 3000000);if (capturePoint == 0){std::cout << "点云接收成功！" << std::endl;}else{std::cout << "点云接收失败！！！" << std::endl;std::cout << "失败代号：" << capturePoint << std::endl;}//采集红外int captureGray = -1;captureGray = graygigestream->TimeoutCapture(gray_data, 3000000);if (captureGray == 0){std::cout << "红外接收成功！" << std::endl;}else{std::cout << "红外接收失败！！！" << std::endl;std::cout << "失败代号：" << capturePoint << std::endl;}//采集RGBint captureRGB = -1;captureRGB = rgbgigestream->TimeoutCapture(RGB_data, 3000000);if (captureRGB == 0){std::cout << "RGB接收成功！" << std::endl;}else{std::cout << "RGB接收失败！！！" << std::endl;std::cout << "失败代号：" << capturePoint << std::endl;}//**********************************************保存数据到本地***************************************//保存点云（pcd）int savepoint = camera.SavePointCloudToPcd(*point_data, (char*)"PointCloud.pcd");if (savepoint == 0){std::cout << "点云保存成功！" << std::endl;}else{std::cout << "点云保存失败！！！" << std::endl;}//保存红外数据int savegray = camera.SaveToBMP(*gray_data, (char*)"Gray.bmp");if (savegray == 0){std::cout << "红外图保存成功！" << std::endl;}else{std::cout << "红外图保存失败！！！" << std::endl;}//保存RGB数据int savergb = camera.SaveToBMP(*RGB_data, (char*)"RGB.bmp");if (savergb == 0){std::cout << "RGB图保存成功！" << std::endl;}else{std::cout << "RGB图保存失败！！！" << std::endl;}//保存深度图int savedepth = camera.SaveDepthToPng(*point_data, (char*)"Depth.png");if (savedepth == 0){std::cout << "深度图保存成功！" << std::endl;}else{std::cout << "深度图保存失败！！！" << std::endl;}//**********************************************结束工作***************************************memset(point_data->pixel, 0, width * height * 6);memset(gray_data->pixel, 0, width * height);memset(RGB_data->pixel, 0, width_RGB * height_RGB * 3);//释放内存delete[] point_data->pixel;delete point_data;delete[] gray_data->pixel;delete gray_data;delete[] RGB_data->pixel;delete RGB_data;//关闭数据流通道 int streamoff_gray = camera.StreamOff(0, graygigestream);int streamoff_point = camera.StreamOff(1, pointgigestream);int streamoff_rgb = camera.StreamOff(2, rgbgigestream);//断开相机连接int disconnect = camera.CameraDisconnect();std::cout << "工作结束！！！！！！" << std::endl;}return (0);
}

运行结果

结果对比

各种曝光策略下的效果对比，当场景内有低反射物体时，自动曝光不能使低反射物体形成点云，当用手动曝光提高曝光使低反射物体有点云时，其余区域可能会产生过曝而没有点云，使用手动曝光多重曝光策略，则会起到很好的兼容效果。
RGB图片
自动曝光
手动曝光高曝光时间
多重曝光

后记

曝光模式和曝光时间配置好后，可通过相应查询曝光参数的API进行查询，以验证是否配置成功
如有问题，欢迎与我深入交流：微信号：liu_zhisensor