相机接入与参数设置¶
这一页讲怎么把一台工业相机接进软件、怎么调曝光和触发、以及拍出来的图不对劲时先查什么。 装新机、换相机、现场图偏暗偏亮、拍照时机不对,都从这里入手。
前置条件¶
- 相机的厂家驱动已经装好(海康相机要装 MVS,迈德威视要装对应 SDK,度申要装度申驱动),相机的网线或 USB 线已插好、供电正常。
- 已经用超级管理员身份进入调试端。
- 工程已经打开。
支持哪些相机¶
| 品牌 | 软件里显示的品牌名 | 说明 |
|---|---|---|
| 海康机器人 | hikrobot |
需要在工控机上装海康 MVS。软件也用海康的枚举接口去发现别家相机 |
| 迈德威视 | mindvision |
随软件自带驱动 |
| Basler | basler |
需要装 Basler 的驱动;GigE 与 USB3 机型都能被发现 |
| 度申 | do3think |
需要装度申驱动包(DS_DRIVERS)里的 64 位运行库"DVP2 x64",以及相机接口对应的驱动(USB3 / GigE)。USB 与网口机型都能被发现。网口机型的 IP 必须和工控机相机网口在同一网段:不在时软件开工程/选相机会直接报 "camera IP … is not in any local NIC subnet"(不再干等十几秒),按提示用度申工具把相机改到网口所在网段;IP 是 169.254 开头 = 相机没拿到地址,要设静态 IP。 |
| 虚拟相机 | virtual |
没有真相机时用一个图片文件夹冒充相机,用来演示和排查软件问题,不能上产线 |
列表里没有你的相机
先用相机厂家自带的取图软件确认能出图。厂家软件能出图、我们的软件枚举不到,多半是驱动装的位数不对(要 64 位)或者驱动没装在工控机本机上。度申相机还要确认度申自带的 BasedCam 已经关掉,它开着会占住相机。
第一步:把相机绑到相机工位上¶
- 在调试端左侧任务树里点"新建相机工位"。已有工位则在工位名上点右键,选"设置相机工位"。
- 弹出的窗口里填"相机工位名称:",名字里不能有英文括号。
- 下方列表会列出当前枚举到的相机,五列分别是"序号""序列号""品牌""信息""自定义名称"。在要用的那一行第一列打勾。已经被别的工位占用的相机是灰的,不能重复绑。
- "设置相机读图超时(s):"填一个正数,表示等一张图最多等几秒,超过就报"读取图片超时"停机。填
-1表示无限等(等不到图会一直卡住,不建议产线用)。 - 点"确认"。
要换相机时,打开同一个窗口点"断开相机绑定",再重新勾选。
第二步:打开相机参数窗口¶
在任务树里选中检测方案(不是相机工位),点右键选"设置相机参数",打开标题为"相机参数配置界面"的窗口。
相机参数是跟着检测方案走的
同一台相机下的每个检测方案都有自己独立的一套曝光、增益、触发、HDR 和光源亮度。改了 A 方案不会影响 B 方案。想让两个方案一样,得分别设两遍。
窗口左上角有四个按钮:开始预览、停止预览、"设置为模板图"(把当前这张图直接当模板图)、"打开光源"。右边是实时图像。左边是参数页签。任何改动都必须点"保存配置"才生效。
曝光(Exposure)页¶
| 项 | 填写/含义 | 调参建议 |
|---|---|---|
| 曝光模式 | 三选一:"手动曝光"、"自动曝光"、"多曝光(HDR)" | 产线一律选"手动曝光";标签反光、一次曝光顾头不顾尾时才选"多曝光(HDR)"。自动曝光会随环境光变来变去,模板图和实拍对不上 |
| 自动测光… | 圈个区域,软件扫一遍曝光给出几张候选图(单曝光 / 多曝光 2~4 档)点选 | 新上一种产品先用它,再微调 |
| 亮度目标 | 自动曝光时的目标亮度,0~255 | 只在选了"自动曝光"时可填 |
| 曝光时间 | 曝光时间,单位微秒。这一项的标签里会带上这台相机允许的范围,例如"曝光时间( 46-2000000 微秒) :",范围是从相机读出来的,不同型号不一样 | 越大越亮。先把光源调好再调曝光。数值改完要按回车或点别处才会下发到相机 |
| 模拟增益 | 模拟增益,括号里会显示这台相机允许的范围,例如"模拟增益(倍数0-23) :" | 尽量用小值。增益大了图像噪点多,会把噪点当缺陷检出来 |
| 添加曝光值到HDR | 把当前这个曝光时间加进下面的 HDR 曝光列表 | 见下面的 HDR 一节 |
| HDR | 多曝光要用的曝光值列表。只有曝光模式选了"多曝光(HDR)"才能编辑;相机按这些曝光值一次触发连拍,软件合成一张 | 放 2~4 个值(最多 4 个);相机不支持多曝光时整组置灰 |
| 删除 / 全部删除 | 删掉 HDR 曝光列表里选中的一条 / 全部 |
自动曝光和多曝光不能同时开
曝光模式是三选一,选"多曝光(HDR)"就等于关掉自动曝光。老工程里自动曝光和 HDR 两项都勾着的,打开时按多曝光处理、自动曝光自动关掉(两者同时开时 HDR 的曝光值会被自动曝光吞掉,本来就拍不出来)。曝光模式选中就生效;HDR 曝光值列表改完要点"保存配置"才写入。
什么时候用 HDR¶
标签上有镜面反光的烫金、镀铝层,或者光打不匀导致"调亮了反光处过曝、调暗了暗处看不清"时,开 HDR:相机收到一次触发,按列表里的 2~4 个曝光值连拍(一次触发出 4 帧),软件把这几帧合成一张明暗都能看清的图,拿合成图去检测。触发那一刻拍到的就在这几帧里,不会事后补拍。列表只有 3 个值时,相机仍连拍 4 帧,其中一个曝光值会拍两次,不影响合成效果。
哪些相机能用:
- 海康:型号要带"HDR 轮询"功能(软件开机时会自动查)。不支持的型号,"多曝光(HDR)"这一项是灰的,鼠标停在上面会写明原因。
- 迈德威视:不支持(厂家面阵相机的 SDK 没有这个接口),此项置灰。
- Basler:暂不支持(待真机验证),此项置灰。
- 度申:不支持(度申相机还没接分档曝光接口,待有相机再验证),此项置灰。
不想手填就点「自动测光…」(见下)。用法:曝光模式选"多曝光(HDR)",在"手动曝光"分组里调到一个偏暗的值,点"添加曝光值到HDR";再调到一个偏亮的值,再点一次;最后点"保存配置"。列表里放 2~4 个值,最多 4 个,满了再点"添加"只会提示不再加入。选了多曝光但列表是空的或只有 1 个值,点开始运行时会提示"取像设置错误"拦下来;相机不支持多曝光的,开跑时会提示"相机不支持多曝光"。迈德 / Basler / 度申上原来开了多曝光的方案、以及序列只有 1 个或多于 4 个值的方案,升级后开跑会提示,改成手动曝光或把序列改成 2~4 个。
HDR 的三条限制
- 触发模式必须是软触发或外触发。连续采集模式下保存会提示"连续采集模式下不能使用 HDR"。
- 检测方案的触发方式(在"设置检测方案"里选)是"模板触发"时,多曝光不生效:运行时会提示"模板触发模式不支持HDR合成, 按单张曝光取图"。
- 开了 HDR 的相机不参与"组内同时预拍"(见 PLC 硬触发接线与设置),因为它一次触发出 4 帧。
自动测光:圈个区域,软件给候选图¶
曝光值不用自己一个个试。曝光页"曝光模式"那一行最右边有个「自动测光…」按钮,任何曝光模式下都能点:
- 点「自动测光…」,弹出"自动测光"窗口,左边是相机当前拍的一张图(预览会先停下)。
- 在左图上按住鼠标拖一个框,圈住要看清的区域(例如烫金字 + 旁边的暗色印刷);不圈就按整幅图算。在图上点一下可以清掉框。
- 产品放好别动、灯光稳定,点「开始测光」。软件把相机临时切成软触发,从相机最短曝光开始每次翻一倍,一直拍到"最长曝光",每档拍一张,只看圈住的区域。进度条走完大约 3~5 秒。
- 软件按圈住区域里"最暗处要多长曝光才看得见""最亮处多长曝光就过曝"算出两者差多少,差得不多就说明一档曝光就够,差得多就需要多曝光、要几档。
- 窗口下方列出候选图:单曝光 1 张,加上多曝光 2 / 3 / 4 档各 1 张(都是刚才扫描拍到的图直接合成,不再补拍);标着"★推荐"的那张已经默认选中。
- 点一张候选,左边大图会换成它,看清楚了点「应用」:选单曝光的,写进"手动曝光"的曝光时间;选多曝光的,曝光模式切到"多曝光(HDR)",曝光值写进 HDR 列表。最后照旧点"保存配置"。
每张候选卡片上三行字:
- 第一行:单曝光写"单曝光 X ms";多曝光写"多曝光 N 档"和各档曝光值(毫秒),推荐的那张后面带"★推荐"。
- 第二行"暗部丢失 / 亮部丢失":圈住的区域里有百分之多少的像素黑成一片 / 白成一片,看不出东西。两个都越小越好。
- 第三行:单曝光是"一次触发 1 帧 曝光 X ms";多曝光是"一次触发 4 帧 曝光合计 X ms",即每件产品相机要曝光的总时间,产线节拍紧时要看这个数。
测光前后要注意
- 测光时产品要静止、灯光要稳定(扫描约 3~5 秒),否则各档拍到的不是同一个画面,候选图会糊或推荐不准。
- "最长曝光"默认 100 ms(100000 微秒),扫描最多拍到这么长;产线速度快、曝光不能太长时,先把它改小再点「开始测光」。
- 相机不支持 HDR 轮询的(见上面"哪些相机能用"),只给单曝光候选,相当于按圈住的区域自动定一次曝光。
触发(Trigger)页¶
这一页决定相机"什么时候曝光"。
| 项 | 填写/含义 | 调参建议 |
|---|---|---|
| 连续模式 | 连续采集。相机自己不停地拍,软件来取就给最近一张 | 只在调试看画面时用。产线别用,拍到的不一定是产品到位那一刻 |
| 软触发模式 | 软触发。软件发一条指令,相机拍一张 | 配合"通讯触发"用,是现在最常用的方式 |
| 外部触发模式 | 外触发(硬触发)。相机等外部电信号才曝光 | 传感器/PLC 的信号直接接到相机触发线上时选这个,时序最准 |
| 软触发(按钮) | 手动发一次软触发,用来试拍 | 调试用 |
| 触发延时(微秒) | 触发延时,单位微秒。收到触发后等这么久才曝光 | 传感器装得比相机靠前、产品还没走到画面中间时,用它补上这段时间。1 秒 = 1000000 |
| 外部触发信号 | 外触发的信号类型:"上升沿触发"、"下降沿触发"、"高电平触发" | 按传感器/PLC 输出的是常开还是常闭来选,现场试一下哪种每来一个产品只拍一张 |
| 去抖时间(us) | 信号抖动过滤时间,单位微秒 | 传感器在产品边缘反复跳变导致一个产品拍好几张时,把这个值调大。常用 10000(=10 毫秒) |
低电平触发和双边沿触发被去掉了
下拉框里不会出现"低电平触发"和"双边触发"。低电平触发会让相机在没有产品时也一直拍,双边沿会一个产品拍两张,都不适合这套软件的流程。
保存后软件会按当前触发模式自动把用不上的参数灰掉。闪光灯(Strobe)和外触发快门类型这两组参数在界面上是隐藏的,不需要也不能在这里配。
这里的触发模式只管调参预览
"连续 / 软触发 / 外部触发模式"只决定在这个窗口里预览、试拍时相机怎么出图。点"开始运行"后软件统一把相机设成外部触发(外部触发下软件发的软触发也照样响应),调试端"单次触发"也一样;这个检测方案运行时到底是主动触发、被动触发还是模板触发,在任务树里检测方案右键"设置检测方案 → 基础参数设置 → 触发方式"里选,详见 PLC 硬触发接线与设置。这里选的触发模式会原样保存,不会再被运行改掉。
图像设置(Image Setting)页¶
| 项 | 填写/含义 | 调参建议 |
|---|---|---|
| 图像增强(整组开关) | 勾上才启用下面三项 | 一般不开。相机端做增强会改变像素分布,可能让模板图和实拍对不上 |
| 对比度 | 对比度 | |
| 伽马变换 | 伽马 | |
| 锐度 | 锐化强度 | 锐化会把噪点也放大,慎用 |
| 反色 | 黑白反转 | 白底黑字的标签一般不用 |
| 垂直镜像 / 水平镜像 | 图像翻转 | 相机装反了(画面上下颠倒/左右反)时用它摆正,比拆装相机快。改完必须重新拍模板图。迈德威视、海康、度申、Basler 都由相机自己翻(海康 / Basler 走标准的 ReverseX / ReverseY 节点);不能翻的品牌这两项是灰的。相机型号没有镜像节点时,运行不受影响(日志告警一次),相机设置窗保存会提示 |
颜色调整(Color Setting)页¶
只有彩色相机才有这一页(页签名叫"颜色调整")。可设"自动白平衡"、"红通道增益 / 绿通道增益 / 蓝通道增益"和"饱和度"。 产线建议关掉自动白平衡、手动固定三个增益,否则不同批次产品的颜色会漂。
液态镜头设置页¶
用的是普通镜头就不用管这一页,把"使用液态镜头"保持不勾即可。
用液态镜头时:勾上"使用液态镜头",在端口下拉框选镜头对应的串口,镜头类型选"虹瞳"或"道显",点"保存配置";然后在"手动变焦"里拖"焦距挡位"滑块(1~1023),看着右边实时图像最清楚时停下,再点一次"保存配置"。
没有自动变焦
这一页只有"手动变焦"。老版本里那个"自动变焦"分组(起始档位/终止档位/步长/对焦区域)功能从来没做完,已经整组移除。
光源控制配置页¶
只有在运行端启用了光源控制器、软件也确实连上了控制器时,才会出现这一页。在这里给当前这个检测方案设各通道的亮度值。详见光源控制器。
常见问题¶
打开相机参数窗口,画面一片空白、或提示"相机取图失败"。 先点左上角的开始预览按钮。仍然没有画面:触发模式如果是"外部触发模式",相机在等外部信号,画面本来就不会动,点"软触发"按钮试拍一张。都不行就查相机线、查厂家软件能不能出图。
运行时报"读取图片超时"停机。 按顺序查:①相机线松没松、②触发模式和实际接法是不是对得上(设了外触发但线没接、或设了软触发但运行顺序里没有触发指令)、③相机工位的"设置相机读图超时(s)"是不是设得太短。
图上有一条黑色横条,或者一条错位的细横线。 这是两个不同的毛病:
- 整条黑横条:早期版本在触发模式下会打开相机频闪输出但配不全脉冲宽度,导致一部分像素行没被照到。现在频闪默认关闭,升级到当前版本即可。装好后还有黑条,说明问题出在现场的光上(频闪光源或日光灯的工频闪烁),换直流光源或加长曝光时间。
- 错位的细横线:网口(GigE)相机丢包。丢掉的那几行显示的是上一帧的内容。软件会在日志里写明"取图丢包",并自动重拍最多 2 次换一张好帧,但根治要靠网络设置,见下一条。
网口相机丢包、画面偶尔花、条码读不出。 按下面顺序做:
- 相机独占一个千兆网口,不要和公司网、PLC 网共用,中间不要经交换机。
- 在网卡属性里把"巨帧 / Jumbo Frame"开到最大(9014 字节或网卡支持的最大值),相机端的包长也要设成一样。
- 把网卡的"接收缓冲区 / Receive Buffers"调到最大值。
- 多台相机同时拍时,检测占满所有 CPU 核会挤掉收流线程。在运行端"设置 → 打开系统设置 → 通用设置"里把"有无 AI 线程数(0 = 全部核)"调小(例如
2),点"确认"后重启软件再看。
改曝光时弹框说"相机拒绝了该曝光值"。 界面上显示的曝光范围是固定的,相机实际能接受的最小曝光会随帧率和增益变化。软件已经自动退回上一个有效值,不会留下半套配置。换一个大一点的曝光值再试。
相机列表里一台都枚举不到。 海康 MVS 没装、或者装的是 32 位版本;也可能软件启动时没找到 MVS 的运行库目录。装好 64 位 MVS 后重启软件。