C++（Ubuntu）

本章介绍如何在Ubuntu系统中使用CMake配置Mech-Eye API的C++例程，并使用make指令构建例程。

例程简介

例程分为以下类别：Basic、Advanced、Util、Calibration、Pcl和Halcon。

  • Basic例程：连接和采集数据。

  • Advanced例程：通过复杂、高阶的方式采集数据，设置部分型号特有参数。

  • Util例程：获取相机信息和设置通用参数。

  • Calibration例程：通过Mech-Eye API进行手眼标定。

  • Pcl例程：利用PCL库进行数据格式转换、可视化等。

  • Halcon例程：通过Mech-Eye API获取HALCON可读取的点云。

各分类中包含的例程及其简介如下。

Basic

  • ConnectToCamera：连接相机。

  • ConnectAndCaptureImages：连接相机并获取2D图、深度图及点云数据。

  • Capture2DImage：从相机获取并保存2D图。

  • CaptureDepthMap：从相机获取并保存深度图。

  • CapturePointCloud：从相机获取并保存无纹理点云和纹理点云。

  • CapturePointCloudHDR：设置多个曝光时间，然后从相机获取并保存点云。

  • CapturePointCloudWithNormals：计算法向量，并保存含法向量的点云。

Advanced

  • ConvertDepthMapToPointCloud：从深度图生成并保存点云。

  • MultipleCamerasCaptureSequentially：使用多台相机按序获取并保存2D图、深度图及点云。

  • MultipleCamerasCaptureSimultaneously：使用多台相机同时获取并保存2D图、深度图及点云。

  • CapturePeriodically：在设定时间内，定时获取并保存2D图、深度图和点云。

  • Mapping2DImageToDepthMap：从覆盖掩膜的2D图和深度图生成并保存无纹理点云和纹理点云。

  • RenderDepthMap：获取并保存使用jet配色方案渲染的深度图。

  • TransformPointCloud：获取并保存自定义坐标系下的点云。

  • SetParametersOfLaserCameras：设置激光相机特有的参数。

  • SetParametersOfUHPCameras：设置UHP系列相机特有的参数。

  • RegisterCameraEvent：定义并注册检测相机事件的回调函数。

  • CaptureStereo2DImages：获取Deep（V3）、Laser L Enhanced（V3）、PRO XS（V4）、LSR L（V4）、LSR S（V4）和DEEP（V4）的两个2D相机的2D图像。

Util

  • GetCameraIntrinsics：获取并打印相机内参。

  • PrintCameraInfo：获取并打印相机型号、序列号、固件版本、温度等信息。

  • SetScanningParameters：设置3D参数、2D参数和感兴趣区域分组下的参数。

  • SetDepthRange：设置深度范围参数。

  • SetPointCloudProcessingParameters：设置点云后处理参数。

  • ManageUserSets：管理参数组，如获取所有参数组的名称、新增参数组、切换参数组和保存参数设置至参数组。

  • SaveAndLoadUserSet：从JSON文件导入并替换所有参数组，将所有参数组保存为JSON文件。

Calibration

  • HandEyeCalibration: 进行手眼标定。

Pcl

  • ConvertPointCloudToPcl：从相机获取点云数据并转换为PCL数据结构。

  • ConvertPointCloudWithNormalsToPcl：从相机获取含法向量的点云数据并转换为PCL数据结构。

Halcon

  • ConvertPointCloudToObjectModel3D：从相机获取点云数据，通过HALCON C++接口转换并保存点云。

    该例程无法在ARM64架构的平台上使用。

使用前提

使用Mech-Eye API的C++例程，需先满足以下使用前提：

  • 正确连接相机和电脑。

  • Ubuntu系统版本为18或以上。

  • 获取例程。

  • 安装必需软件。

  • （可选）安装例程依赖的软件库。

若使用Ubuntu系统的虚拟机，请保证磁盘可用空间大于20G，否则软件安装可能失败。

获取例程

C++例程包含在Mech-Eye SDK的安装路径中，也可从GitHub克隆获取。安装路径中的例程为Mech-Eye SDK发布时的版本，GitHub上的例程可能包含最新修改。

  • 安装路径中的例程位于/opt/mech-mind/mech-eye-sdk/samples/cpp/area_scan_3d_camera路径下；

  • 通过GitHub克隆获取的例程位于xxx/mecheye_cpp_samples/area_scan_3d_camera路径下。

安装必需软件

使用Mech-Eye API的C++例程，必须更新软件源列表，并安装依赖库及Mech-Eye SDK。

  1. 更新软件源列表：

    sudo apt-get update

  2. 安装依赖库：

    sudo apt-get install -y build-essential pkg-config cmake

  3. 安装Mech-Eye SDK：详见Mech-Eye SDK安装指南（Ubuntu）。

（可选）安装依赖的软件库

部分例程中的功能依赖以下第三方软件库。如需使用下表中列出的例程，则必须安装其依赖的软件库。

  • OpenCV：推荐最新版本

  • PCL：推荐最新版本

  • HALCON：20.11或以上版本

    低于20.11版本的HALCON未经完全验证。
如未安装可选软件库，则配置例程前必须执行禁用不需要的例程（可选）中的操作。

依赖第三方软件库的例程详见下表。

例程 OpenCV PCL HALCON

Capture2DImage

√

CaptureDepthMap

√

MultipleCamerasCaptureSequentially

√

MultipleCamerasCaptureSimultaneously

√

CapturePeriodically

√

CaptureStereo2DImages

√

HandEyeCalibration

√

RenderDepthMap

√

ConvertPointCloudToObjectModel3D

√

ConvertPointCloudToPcl

√

ConvertPointCloudWithNormalsToPcl

√

安装OpenCV

请执行以下命令安装最新版本的OpenCV：

sudo apt update && sudo apt install -y unzip
wget -O opencv.zip https://github.com/opencv/opencv/archive/4.x.zip
unzip opencv.zip
mkdir build && cd build
cmake ../opencv-4.x
cmake --build .
sudo make install

安装PCL

请执行以下命令安装PCL：

sudo apt-get install libpcl-dev
不同版本的Ubuntu，运行该指令安装的PCL版本不同。Ubuntu 18.04将安装PCL 1.8.1，Ubuntu 20.04将安装PCL 1.10.0。

安装HALCON

请执行以下步骤安装HALCON：

  1. 下载HALCON安装包后，执行以下命令安装HALCON（以20.11版本为例）：

    tar zxvfHALCON-20.11.3.0-linux.tar.gz
sudo sh install-linux.sh #Note down the installation directory ofHALCON.

  2. 添加HALCON的环境变量：在编辑器（如vi）中打开/etc/profile，并将以下内容复制到该文件末尾。将/opt/halcon替换为HALCON的实际安装路径。

    HALCONARCH=x64-linux; exportHALCONARCH
HALCONROOT="/opt/halcon"; exportHALCONROOT
HALCONEXAMPLES=${HALCONROOT}/examples; exportHALCONEXAMPLES
HALCONIMAGES=${HALCONROOT}/examples/images; exportHALCONIMAGES
PATH=${HALCONROOT}/bin/${HALCONARCH}:${PATH}; export PATH
if [ ${LD_LIBRARY_PATH} ]; then
   LD_LIBRARY_PATH=${HALCONROOT}/lib/${HALCONARCH}:${LD_LIBRARY_PATH}; export LD_LIBRARY_PATH
else
   LD_LIBRARY_PATH=${HALCONROOT}/lib/${HALCONARCH}; export LD_LIBRARY_PATH
fi

    • 环境变量在重新登录后生效。或者请在构建例程前先执行source /etc/profile/指令。

    • 更多关于HALCON安装的内容，请参阅HALCON的安装指南。

构建及运行例程

你可以一次性构建全部例程，也可以仅构建单独一个例程。

本节以安装路径中包含的例程为例提供相关路径，如使用从GitHub克隆获取的例程，需对应更改路径。

禁用不需要的例程（可选）

未安装可选软件库的情况下一次性构建全部例程时，必须进行该节的操作。否则使用CMake配置例程时将报错。

如不需要使用依赖OpenCV、PCL或HALCON的例程，在一次性构建全部例程前，需对CMakeLists文件进行编辑，禁用这些例程。

  1. 在编辑器（如vi）中打开/opt/mech-mind/mech-eye-sdk/samples/cpp/area_scan_3d_camera/CMakeLists.txt。

  2. 编辑option语句：找到以option开头的行，将行末的ON改为OFF，可禁用依赖该行提及软件库的例程。

    示例：不需要构建依赖HALCON的例程，则将option(USE_HALCON…​)行末尾的ON改为OFF。

  3. 在编辑器中保存对CMakeLists文件的修改。

构建例程

请执行以下步骤构建例程：

  1. 进入例程所在路径：

    • 如一次性构建全部例程，请使用以下指令。

      cd /opt/mech-mind/mech-eye-sdk/samples/cpp/area_scan_3d_camera/

    • 如单独构建某个例程，请使用以下指令。将路径中的Category替换为例程所在类别的名称，将SampleName替换为例程名称。

      cd /opt/mech-mind/mech-eye-sdk/samples/cpp/area_scan_3d_camera/Category/SampleName/

  2. 在例程所在路径下新建build文件夹，用于保存构建完成的例程等。

    sudo mkdir build && cd build

  3. 配置并构建例程：

    sudo cmake ..
sudo make
如修改了例程文件夹中的源码文件，需删除build文件夹后，重新执行第2和3步，重新构建例程。

运行例程

构建例程后，请执行以下步骤运行例程：

  1. 进入例程路径下的build文件夹（如构建例程后直接运行例程，可跳过此步）：

    • 如一次性构建了全部例程，请使用以下指令。

      cd /opt/mech-mind/mech-eye-sdk/samples/cpp/area_scan_3d_camera/build/

    • 如单独构建了某个例程，请使用以下指令。将路径中的Category替换为例程所在类别的名称，将SampleName替换为例程名称。

      cd /opt/mech-mind/mech-eye-sdk/samples/cpp/area_scan_3d_camera/Category/SampleName/build/

  2. 运行例程：将SampleName替换为例程名称。例程运行过程中，请根据提示输入待连接相机的编号（index），并按Enter键连接相机。

    sudo ./SampleName

  3. 如例程保存了图像或点云，将在build文件夹中得到保存的文件。

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