海康工业相机功能模块-IO输入输出控制

前言

机器视觉行业里面，相机作为最重要的图像传感器，除了主要的拍摄功能外，它也承担了一部分信号控制功能.
一方面能够接受外部的触发信号例如PLC、光电传感器等，进行指定时刻拍照；另外一方面，能够输出IO信号，控制外围机构进行机械运动；
海康标准工业相机，支持1路GPIO输入，1路GPIO输出，一路可配置的IO输出（非光耦），本文主要讲一下如何使用SDK进行IO配置以及注意事项

IO输入

IO输入的主要作用就是，相机通过IO管脚，收到1个IO信号，相机就立即拍摄一帧图像；
通用的使用方法如下代码依次设置：

触发模式：TriggerMode设置为1，开启触发模式
触发源选择：TriggerSource设置为0，选择line0，也可以选择line2，或者选择anyway；line0、line2取决于硬件电路接线，anyway支持软触发、硬触发同时使用，需要看相机是否支持
沿信号TriggerActivation：默认上升沿触发（可以不设置）
触发缓存TriggerCacheEnable：默认不开启。当相机同时收到两个触发信号时，不开启此功能，相机只会响应1个信号，出一张图；开启后，相机会自动缓存第二个信号，上个信号处理完毕后，立即处理缓存信号
触发延时TriggerDelay：收到信号后，固定延迟一段时间再曝光
滤波设置 LineDebouncerTime：去除信号毛刺抖动，根据实际情况进行调节

//C语言代码段：硬触发模式初始化配置
//参数值，仅针对海康工业相机，其他品牌相机需根据对应节点微调
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "AcquisitionMode", 2);
//0:SingleFrame 1:MultiFrame 2:Continuous 
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "TriggerMode", 1);//0：off 1：on
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "TriggerSource", 0);//line2也可做输入源，非光耦
//0:Line0 1:Line1 2:Line2  7:Software 8:FrequencyConverter 13：anyway
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "TriggerActivation", 0);//0：Rising Edge  1：Falling Edge 2：LevelHigh 3：LevelLow
nRet = MV_CC_SetFloatValue(handle,"TriggerDelay",0);//根据实际情况设置，默认0 us
nRet = MV_CC_SetBoolValue(handle,"TriggerCacheEnable",TRUE);//开启后会默认缓存1个信号
//滤波设置
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineSelector", 0);//0:Line0  2:Line2 
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle,"LineDebouncerTime",10);//硬件滤波时间，可加大此参数防抖us

触发配置：

滤波：

IO输出

IO输出，参考用法主要分为两类

strobe输出，配合频闪光源拍摄，IO输出跟随曝光，输出周期与曝光周期同步
software输出，用户自定义时刻输出，用户自主控制，必要时刻输出OK或NG信号

strobe输出配合频闪光源，IO输出与曝光同步
这里需要注意StrobeLineDuration、StrobeLineDelay、StrobeLinePreDelay三个参数，用于调节与光源同步；光源的LED从灭到亮有个响应时间，那么我们就需要适当的去调节StrobeLineDelay/StrobeLinePreDelay这两个值去做匹配，StrobeLineDuration是持续时间，可以不配置，也可以根据需要配置

//Strobe输出
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineSelector", 1);
//0:Line0 1:Line1 2:Line2 
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineMode", 8);//仅LineSelector为line2时需要特意设置，其他输出不需要
//0:Input 1:Output 8:Strobe 
int DurationValue=0,DelayValue=0,PreDelayValue=0;//us
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle, "StrobeLineDuration",DurationValue);
//strobe持续时间，设置为0，持续时间就是曝光时间，设置其他值，就是其他值时间
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle, "StrobeLineDelay",DelayValue);//strobe延时，从曝光开始，延时多久输出
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle, "StrobeLinePreDelay",PreDelayValue);//strobe提前输出，曝光延后开始
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
nRet = MV_CC_SetBoolValue(handle, "StrobeEnable",TRUE);//Strobe输出使能，使能之后，上面配置参数生效，IO输出与曝光同步
//Strobe输出，多用作点亮频闪光源，sensor快门类型为Global相机都支持，rolling需注意相机是否支持

Software输出，IO输出与LineSource同步

//IO输出做NG信号用
//参数初始化
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineSelector", 2);
//0:Line0 1:Line1 2:Line2 
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineMode", 8);//仅line2需要设置
//0:Input 1:Output 8:Strobe 
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineSource", 5);
//0:ExposureStartActive 5:SoftTriggerActive  6:HardTriggerActive
int DurationValue=1000,DelayValue=0,PreDelayValue=0;//us
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle, "StrobeLineDuration",DurationValue);
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle, "StrobeLineDelay",DelayValue);//strobe延时，从曝光开始，延时多久输出
nRet = MV_CC_SetIntValue(handle, "StrobeLinePreDelay",PreDelayValue);//strobe提前输出，曝光延后开始
nRet = MV_CC_SetBoolValue(handle, "StrobeEnable",TRUE);
//Strobe输出使能，使能之后，上面配置参数生效，IO输出与LineSource同步
//-------------------------------------------------------------------------------------
//输出IO信号命令
nRet = MV_CC_SetCommandValue(m_handle, "LineTriggerSoftware");

这里会存在一个问题就是，海康部分相机，LineSource没有SoftTriggerActive的参数选项，那么就必须使用另外一种方法实现

电平反转，通过快速反转电平状态，来模拟一个信号输出
当然这种控制电平变化时间做不到精确控制，只能适用于那种不太严格要求信号质量的场景

//电平反转
//IO输出做NG信号用
//参数初始化
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineSelector", 2);
//0:Line0 1:Line1 2:Line2 
nRet = MV_CC_SetEnumValue(handle, "LineMode", 8);//仅line2需要设置
//0:Input 1:Output 8:Strobe 
//信号输出----------------------------------------------------
nRet = MV_CC_SetBoolValue(handle, "LineInverter",TRUE);//电平反转，也可用作IO输出,连续两次翻转可以输出一个IO信号
Sleep(10);//延时就相当于电平持续时间，也可以不设置
nRet = MV_CC_SetBoolValue(handle, "LineInverter",false);