Python程式設計指南#

本主題提供有關 Basler blaze 及 Smart blaze 攝影機的具體資訊，並非旨在對 pypylon 進行全面概述。

Basler pylon 的官方 Python 語言綁定是pypylon專案。pypylon 是一個託管於 GitHub 上的開源專案。若要使用 Basler 3D 攝影機，必須使用 4.0 版或更高版本。

除了官方的 Python 封裝函式外，亦可透過 PythonHarvester函式庫來操作相機。Harvester 是一個 Python 函式庫，旨在簡化電腦視覺應用中的影像擷取流程。它能透過 GenTL Producers 進行影像擷取。

pypylon#

安裝 pypylon#

• 安裝pylon（版本 7.5 或更高）以及 pylon Supplementary Package for blaze （版本 1.7 或更高）
• 安裝 pypylon： pip3 install pypylon

Python 程式設計範例#

《pylon Supplementary Package for blaze 》收錄了若干 Python 程式設計範例，用以說明如何透過 Python 和 pypylon 存取 Blaze 攝影機。

每個範例都附有一個README.md檔案，其中說明了該範例的功能以及執行範例所需的條件。

使用 pypylon 存取 Blaze 攝影機#

請參閱SimpleGrab/simple_grab.py，或使用以下程式碼片段：

from pypylon import pylon

dc = pylon.DeviceInfo()
dc.SetDeviceClass("BaslerGTC/Basler/GenTL_Producer_for_Basler_blaze_101_cameras")
camera = pylon.InstantCamera(pylon.TlFactory.GetInstance().CreateFirstDevice(dc))
camera.Open()

camera.StartGrabbing(pylon.GrabStrategy_LatestImageOnly)

while camera.IsGrabbing():
    grabResult = camera.RetrieveResult(1000, pylon.TimeoutHandling_ThrowException)

    if grabResult.GrabSucceeded():
        pylonDataContainer = grabResult.GetDataContainer()

        for componentIndex in range(pylonDataContainer.DataComponentCount):

            pylonDataComponent = pylonDataContainer.GetDataComponent(componentIndex)
            if pylonDataComponent.ComponentType == pylon.ComponentType_Intensity:
                intensity = pylonDataComponent.Array
                _2d_intensity = intensity.reshape(pylonDataComponent.Height, pylonDataComponent.Width)

            pylonDataComponent.Release()

    grabResult.Release()

camera.StopGrabbing()

收割機#

安裝 Harvester#

在命令列中，執行以下指令：

pip3 install harvesters

Python Harvester 程式設計範例#

《pylon Supplementary Package for blaze 》中包含一些 Python 程式設計範例，用以說明如何透過 Python 和 Harvester 存取 Blaze 攝影機。

每個範例都附有一個README.md檔案，其中說明了該範例的功能以及執行範例所需的條件。

使用 Harvester 存取 Blaze 攝影機#

請依照以下步驟，使用 Harvester 搜尋所有可用的 Blaze 攝影機：

1. 匯入 Harvester 模組。

   from harvesters.core import Harvester
   

2. 建立一個 Harvester 物件。

   h = Harvester()
   

3. 載入 Blaze 攝影機的 GenTL 產生器。

   WindowsLinux

   h.add_file(r"C:\Program Files\Basler\pylon\Runtime\x64\ProducerBaslerBlazePylon.cti")
   

   h.add_file("/opt/pylon/lib/gentlproducer/gtl/ProducerBaslerBlazePylon.cti")
   

4. 更新可用裝置清單。

   h.update()
   

5. 取得有關可用裝置的資訊。

   h.device_info_list
   

若要連接攝影機，請使用 h.create() 函式。

以下指令會連線至第一個可用的 Blaze 攝影機：

ia = h.create(0)

若要開啟特定的攝影機，您可以透過由 device_info_list Harvester 類別物件的屬性。

範例：

ia = h.create(serial_number='9032635')

請注意，這些指定條件必須能唯一識別您要開啟的裝置。若有多台攝影機符合條件，則無法開啟任何裝置。

若要與相機斷開連線，請執行以下指令：

ia.destroy()

存取相機參數#

可透過影像擷取器的 remote_device 屬性。遠端裝置的 node_map 此屬性可讓您存取所有相機參數。

範例：

# Get a parameter.
operatingMode = ia.remote_device.node_map.OperatingMode.value
# Set a parameter.
ia.remote_device.node_map.OperatingMode.value = 'ShortRange'

若要取得所有可用相機參數的清單，請使用以下指令：

dir(ia.remote_device.node_map)

請參閱SimpleGrab 範例，以了解更多關於如何設定及取得 Blaze 攝影機參數的範例。

資料蒐集#

ia.remote_device.node_map.GenDCStreamingMode.value = "Off"

從火焰攝影機擷取的緩衝區可能包含多個組成部分。其中包括「範圍」、「強度」和「可信度」這三個組成部分。

以下程式碼片段會啟用所有可用的元件，並設定 Range 元件的像素格式，使深度資料以點雲形式呈現。在點雲中，每個感測器像素都會被賦予一組 x、y、z 座標三元組。

ia.remote_device.node_map.ComponentSelector.value = "Range"
ia.remote_device.node_map.ComponentEnable.value = True
ia.remote_device.node_map.PixelFormat.value = "Coord3D_ABC32f"

ia.remote_device.node_map.ComponentSelector.value = "Intensity"
ia.remote_device.node_map.ComponentEnable.value = True
ia.remote_device.node_map.PixelFormat.value = "Mono16"

ia.remote_device.node_map.ComponentSelector.value = "Confidence"
ia.remote_device.node_map.ComponentEnable.value = True
ia.remote_device.node_map.PixelFormat.value = "Confidence16"

若您想使用深度圖而非點雲，請依下列方式設定「Range」元件：

ia.remote_device.node_map.ComponentSelector.value = "Range"
ia.remote_device.node_map.ComponentEnable.value = True
ia.remote_device.node_map.PixelFormat.value = "Coord3D_C16"

要開始擷取影像，請呼叫影像擷取器的 start() 函數：

ia.start()

一個典型的抓取迴圈看起來像這樣：

ia.start()
while True:
    with ia.fetch() as buffer:
        # Do something with the buffer.
ia.stop()

以下程式碼片段示範了如何存取緩衝區的元件：

with ia.fetch() as buffer:
      depth = buffer.payload.components[0]
      intensity = buffer.payload.components[1]
      confidence = buffer.payload.components[2]

Harvester 會將這些元件以一維 NumPy 陣列的形式傳回。

為了便於後續處理，可將一維陣列轉換為二維或三維陣列：

depth_arr = depth.data.reshape(pointcloud.height, pointcloud.width,
                              int(pointcloud.num_components_per_pixel))

intenstiy_arr = intensity.data.reshape(intensity.height, intensity.width)

confidence_arr = confidence.data.reshape(confidence.height, confidence.width)

num_components_per_pixel 這取決於 Range 元件的像素格式。如果像素格式等於 Coord3D_ABC32f, Range 元件以點雲的形式呈現，也就是說，每個像素都有 3 個浮點數值。結果是一個三維陣列，用來儲存每個像素的 x、y 和 z 座標。

若像素格式等於 Coord3D_C16, 「範圍」元件以 16 位元灰階影像的形式呈現，也就是說，每個像素對應一個 16 位元整數值。

有關如何將深度圖的灰階值轉換為毫米的詳細資訊，請參閱「處理測量結果」一節。

完成資料擷取後，請呼叫 stop() 函數：

ia.stop()

除了如上所述實作抓取迴圈外，Harvester 還能提供一個背景執行緒，該執行緒負責實作抓取迴圈，並透過發出回呼來通知應用程式。此方法在SimpleGrab_Callback 範例中有所說明。

應用程式除錯與 GigE Vision 心跳訊號的控制#

像 blaze 相機這樣的 GigE Vision 相機，需要應用程式透過定期向相機發送特殊的網路封包，來定期存取相機。如果相機未收到這些心跳訊號，它會將連線視為中斷，並不再接受來自應用程式的任何指令。

當您執行應用程式時，Blaze 攝影機的 GenTL 產生器通常會產生這些心跳訊號。若您在應用程式中設定了中斷點，且該中斷點被觸發，除錯器將會暫停所有執行緒，包括負責傳送心跳訊號的執行緒。 因此，當您在除錯應用程式並以單步執行程式碼時，系統將不會向攝影機傳送心跳訊號。結果，攝影機會偵測到心跳超時，並關閉連線。心跳超時的預設值為 3000 毫秒。

為了解決這個問題，您必須在開發期間延長心跳超時時間。您可以透過設定一個名為 GEV_HEARTBEAT_TIMEOUT 並指定所需的超時時間（以毫秒為單位）。

此外，您也可以在應用程式中像這樣設定心跳超時：

ia.device.node_map.HeartbeatTimeout.value=600000