python 海康相机图片类型转换

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mob64ca14150f43 2025-01-07 13:06:25

文章标签 python 海康相机图片类型转换 qt opencv c++ 计算机视觉 文章分类 Python 后端开发

先前出于工作需要，接触学习了一下视觉上位机的制作，了解到一般都是使用C#+halcon或者OpenCVSharp，本人基本没有接触过C#，对C++和OpenCV倒是有一点认识，于是尝试用Qt实现一下简易的视觉上位机上学习资料杂乱不堪，学习难度大，故本文综合了一下这些资料，分享一下我自己的学习经验，代码不全，主要演示思路：

本文主要分为：

1.OpenCV，海康相机SDK环境配置，SDK二次封装

2.UI界面功能板块介绍

2.项目代码，实现逻辑

一.OpenCV与海康相机SDK配置，SDK二次封装

这部分内容网上已经有很多教程了，如果使用Qt自带的Mingw编译器，就可以下载Cmake来编译一次OpenCV，这个可以移步B站去找教程，如果使用MSVC编译器的话，就直接在项目文件中引入外部库即可，同样也有教程，请读者自行查阅，这里不再赘述

引入海康相机的SDK需要去官网下载MVS软件，下载后在文件夹内找到的development文件，将includes下的.h文件和lib文件下的.lib文件（WIN32或者WIN64文件下）复制到pro文件同目录下即可完成配置，注意，这时点击构建的时候有可能出现未定义__int64 错误，这是由于在PixelType文件下的__int64数据类型未定义，找到typedef __int64 int64_t;并在其上方写如下，再点击构建即可，编译成功后便完成了海康相机SDK的加载

#define __int64 long long

引入的SDK直接使用会比较麻烦，不太符合面对对象的编程思想，一般会进行二次封装，在Qt中额外定义一个camera类，封装一下SDK中的打开相机，采集相机，关闭相机等常用的函数，这里做主要二次封装的思路演示，具体重写的函数数量与类型视需求而定，可以通过查阅SDK中MvCameraControl.h与中对各函数的解释与定义即可完成二次封装：

//引入SDK文件

class camera
{
public:
    camera();
    ~camera();
public:
  int open(MV_CC_DEVICE_INFO *deviceinfoPtr);
  int close();
  bool IsDeviceConnected();
  //抓图
  int StartGrabbing();
  //停止抓图
  int StopGrabbing();
  //主动获取一帧的图像数据
  int GetImageBuffer(MV_FRAME_OUT *framePtr,int Sec);
  //释放图像缓存
  int FreeImageBuffer(MV_FRAME_OUT *framePtr);
  ..........

}

二.UI界面功能

这部分较为简单，本文着重说明如何代码实现，UI根据项目需求自行设计，大体可以分为相机设置，PLC通讯设置，采集图像显示，视觉算法处理，本案例暂不制作该模块，读者自行根据需求加载即可

1.相机设置容器：

主要包括5个功能，加载相机名，查找子网下的所有GIGE和USB3的海康相机并显示名字到combox里面，打开相机，关闭相机，开始采集与停止采集功能

2.采集图像容器：

实时显示从相机中获取的图像

3.PLC通讯容器：

Qt可以通过串口与TCP进行PLC通讯，使用的协议是Modbus协议，本文中QT使用ModbusTCP协议封装数据包（视觉检测结果），PLC端使用FreeTCP（socket）发送视觉检测需求，这样设置的原因是，汇川PLC作为通讯主站时使用FreeTCP比较简单，指令很少，后面细说

python 海康相机图片类型转换_c++

三.项目代码

该部分主要是建立TCP服务端，相机进程，视觉算法封装三个模块

1.建立TCP服务端与实现PLC通讯细节

该部分我们需要通过IP地址与端口号进行与PLC的通讯建立，IP地址可以在汇川PLC的编程软件AutoShop中的通讯设置模块进行配置，这里假设设置为192.168.10.10，端口号默认为502，那么Qt中就需要通过这两个建立连接，使用Qt中自带的类，信号与槽机制完成，首先在pro文件中引入如下代码：

QT+= serialbus
QT+= network

构建通过后，在.h文件中引入如下文件，并分别定义ModbusClient,QTcpSocket,QTcpServer类指针，并在主线程（UI）启动时，在构造函数中进行初始化，在析构中完成资源释放

#include<QModbusClient>
#include<QModbusDataUnit>
#include<QModbusReply>
#include<QTcpSocket>
#include<QTcpServer>
......

private：

  QModbusClient *myclient=nullptr;
  QTcpSocket *mySocket=nullptr;
  QTcpServer *myServer=nullptr;

  QList<QString>RWMod;//combox显示内容

...
Wiget::Widget(QWidget *parent):QWidget(parent)
,ui(new Ui::Widget)
{
   ui->setupUi(this);

   //初始化指针，记得释放
   myclient=new QModbusClient();
   mySocket=new QTcpSocket();
   myServet=new QTcpServer();
   
   //初始化选择读取寄存器类型，
   //按需求添加K，C，T，X，Y等寄存器
    RWMod.push_back("M寄存器");
    RWMod.push_back("D寄存器");
    for(int i=0;i<RWMod.size();i++) 
    {
      ui->CBPLCdata->addItem(RWMod.at(i));
    }

   ui->PBdisConnect->setEnable(false);
}

Widget::~widget()
{
    connect(socket,&QTcpSocket::disconnected,this,[=]()
    {
            qDebug()<<"断开客户端连接";
            //close and deletelater
    });

    if(myclient!=null)
    {
        delete myclient;
    }
    if(mySocket!=null) 
    {
        delete mySocket;
    }
    if(myServer!=null)
    {
       delete myServer;
    }

    delete ui;
}

下面在cpp文件中实现TCP服务端建立，使用listen方法监听本机的7960端口，监听成功后，server对象作为发送者，发送建立连接的信号，主线程UI接受信号，并执行表达式内的方法由socket完成建立连接，socket发送读取端口数据的信号，并在表达式内解包读取到的TCP报文

//在构造函数中建立连接或者在槽函数中建立
    bool result =server->listen(QHostAddress::Any,7960);//监听本机7960端口
    if(result)
    {
        qDebug()<<"服务器启动成功";
    }
    else{
        qDebug()<<"服务器启动失败";
        QMessageBox::warning(this,"警告","未能连接上PLC");
        return;
    }
    qDebug()<<ret<<server->errorString();
    connect(server,&QTcpServer::newConnection,this,[=]()
    {
        socket=server->nextPendingConnection();
        if(socket!=nullptr)
        {
           qDebug()<<"已成功与客户端建立连接";
        }
             connect(socket,&QTcpSocket::readyRead,this,[=]()
            {
                 QByteArray data=socket->readAll();
                 ui->plainTextEdit_15->insertPlainText(data);
                 qDebug()<<data;
                //执行视觉检测
                //上位机会接受到一个TCP报文，数据类型是QByteArray,根据报文选择不同的处理方法
                QByteArray byte("0x00000");
                 if(data==byte)
                 {
                     qDebug()<<"检测到PLC视觉检测需求，开始检测";
                      //实现视觉检测并传递检测结果到PLC
                 }
            })；
    });

通过上述的代码，我们就可以实现一个简易的TCP服务端，读者只需根据实际需求，设置switch语句对PLC发来的不同TCP报文内容进行选择执行，这里不再演示。

下面开始建立与PLC的连接，通过ip与端口号进行连接，这里必须确保电脑的IP地址与PLC在同一个子网下，如果连接失败可以先去检查电脑的网络配置和PLC是否接入同一个路由器，这里内定了PLC的IP和端口，实际使用过程可以通过遍历当前网络下的所用IP来进行选择连接

void MainWindow::on_PBconnect_clicked()
{
   if(myclient==NULL)
   {
      return ;
      //添加异常处理
   }   
   if(myclient->state()==QModbusDevice::ConnectedState)
   {
      myclient->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkPortParameter,502);
myclient->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkAddresstParameter,"192.168.10.10");
      myclient->setTimeout(3000);
      myclient->setNumberRetties(3);
      if(myclient->connectDevice())
      {
            QMessageBox::information(this," ","connected!");
            ui->PBdisconnect->setEnable（true）;
            //连接后才可点击断开，在ui构造函数中初始设置为false
      }
   }

}

void Widget::on_PBdisconnect_clicked()
{
    if(myclient->state()==QModbusTcpClient::ConnectedState)
    {
        myclient->disconnectDevice();
        QMessageBox::information(this,"information","已断开连接");
       
    }
        ui->PBconnect->setEnable(true);
}

接着是构建发送读写请求的报文，我们使用ModbusTCP协议，主要使用QModbusDataUnit封装报文，通过信号与槽机制来完成，这里演示D位寄存器的读取与写入，修改unit的构造即可：

//读取
void Widget::readMethod(int readAddress，quint16 data)
{
    //HoldingRegisters：保持寄存器
    //Coils：线圈
    
    QModbusDataUnit unit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters,readAddress,data);
    QModbusReply *reply=client->sendReadRequest(unit,1);
    if(reply)
    {
        if(!reply->isFinished())
        {
            connect(reply,QModbusReply::finished,this,replyData);
            return;
        }
        reply->deleteLater();
    }
}
void Widget::replyData()
{
    QModbusReply *reply =(QModbusReply*)(sender());
    QModbusDataUnit unit =reply->result();
    reply->deleteLater();
    if(unit.valueCount()>0)
    {
        ui->plainTextEdit->insertPlainText(QString::number(unit.value(0)));
    }
     readunit=unit.value(0);
     //qDebug()<<readunit;
}
void Widget::on_pushButton_clicked()
{
   readMethod(ui->plainTextEdit_4->toPlainText().toInt());
   //传入窗口的值
}

//写入
void Widget::writeMethod(int writeAddress,quint16 data)
{
    QModbusDataUnit unit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters,writeAddress,data);
    unit.setValue(0,data);

    QModbusReply *reply=client->sendWriteRequest(unit,1);
    if(!reply->isFinished())
    {
        connect(reply,&QModbusReply::finished,this,[this,reply]()
        {
            if(reply->error()!=QModbusDevice::NoError)
                reply->deleteLater(); 
        });
    }
    else{
            if(reply->error()!=QModbusDevice::NoError)
                reply->deleteLater();
        }
}

通过上述代码，我们就实现了Qt上位机连接PLC并读取与写入到保持寄存器（D类）的功能，只需要在按钮的clicked（）函数中使用这两个方法就可以完成读写操作。

至此我们基本完成了上位机通讯模块的设置，下位机也需要对应的通讯设置，在汇川PLC的编程软件中写入如下代码：

M8000 TCPCON K192 K168 K10 K80 K7960
      TCPSTA K192 K168 K10 K80 K7960 D1

X1 DMOV K2 D2
   DMOV H30 D3
   SET M0

//M8000为常开，X1为上升沿触发
//D1表示通讯状态，-1表示断开连接
//在AutoShop左侧工具栏中的通讯设置找到以太网设置，右键点击生成以太网配置，在其中配置如下：
//从站ip地址：192.168.10.80（假定主机地址）
//通讯方式：触发
//功能：读寄存器（03）
//触发条件：M0
//从站寄存器地址：D2（实际发送下一个地址的寄存器的数据，即D3）
//数据长度:50
//主站缓冲区地址：D500（填写不用的寄存器即可）
//端口号：7960
//站号：默认255
//协议：FreeTCP

至此就完成了该项目demo的全部制作，谢谢观看

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