海康相机---采集图像

理论知识

一、环境准备

1. 系统要求

Linux，Windows，Mac都可，由于linux的工业应用普遍性，在此用Linux为例讲解。

2. 硬件连接

• USB相机：通过USB3.0线缆连接相机，确保供电充足（建议使用有源USB hub）。
• GigE相机：
  • 配置相机IP：使用海康官方工具（如MVS Linux版）或ifconfig设置电脑IP与相机同网段（默认相机IP为192.168.1.60）。
  • 安装libpcap库：用于网络通信，执行sudo apt-get install libpcap-dev（Ubuntu）或sudo yum install libpcap-devel（CentOS）。

3. 依赖库安装

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y libusb-1.0-0-dev libudev-dev libopencv-dev# CentOS/RHEL
sudo yum install -y libusb-devel libudev-devel opencv-devel

二、SDK下载与安装

1. 获取SDK

• 访问海康威视机器视觉官网，下载对应版本的Linux MVSDK（区分32位/64位，工业相机SDK包名通常为Hikvision_MV_SDK_Linux_x86_64_Vx.x.x.tar.gz）。

2. 解压与配置

tar -zxvf Hikvision_MV_SDK_Linux_x86_64_Vx.x.x.tar.gz -C /usr/local/hikvision_mvsdk
cd /usr/local/hikvision_mvsdk

• 目录结构：
  • include/：头文件（MvCameraControl.h为核心接口）。
  • lib/：动态链接库（libMvCameraControl.so为核心库）。
  • samples/：示例代码（C++/Python）。

3. 添加库路径

# 临时生效（当前终端）
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/hikvision_mvsdk/lib# 永久生效（全局）
sudo sh -c 'echo "/usr/local/hikvision_mvsdk/lib" >> /etc/ld.so.conf.d/hikvision.conf'
sudo ldconfig

三、权限配置

1. USB相机权限

# 创建udev规则
sudo tee /etc/udev/rules.d/51-hikvision-camera.rules <<EOF
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="0408", MODE="0666", GROUP="plugdev"
EOF
sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger
# 将当前用户加入plugdev组
sudo usermod -aG plugdev $USER
newgrp plugdev  # 重新登录后生效

2. GigE相机权限

# 允许非root用户访问网络设备（需谨慎）
sudo setcap cap_net_raw,cap_net_admin+eip $(which your_program)

四、核心API流程与代码示例

1. 关键API调用流程

2. C++示例代码（同步采集单张图像）

#include <iostream>
#include "MvCameraControl.h"using namespace std;int main() {// 1. 初始化SDKMV_CC_InitSDK();// 2. 枚举设备MV_CC_DEVICE_INFO_LIST stDeviceList;int nRet = MV_CC_EnumDevices(MV_GIGE_DEVICE | MV_USB_DEVICE, &stDeviceList);if (nRet != MV_OK) {cerr << "枚举设备失败, 错误码: " << nRet << endl;return -1;}if (stDeviceList.nDeviceNum == 0) {cerr << "未发现设备" << endl;return -1;}// 3. 创建句柄并打开设备（以第一个设备为例）MV_CC_HANDLE hDevice;nRet = MV_CC_CreateHandle(&hDevice, stDeviceList.pDeviceInfo[0]);if (nRet != MV_OK) {cerr << "创建设备句柄失败, 错误码: " << nRet << endl;return -1;}nRet = MV_CC_OpenDevice(hDevice);if (nRet != MV_OK) {cerr << "打开设备失败, 错误码: " << nRet << endl;MV_CC_DestroyHandle(hDevice);return -1;}// 4. 配置参数（示例：设置自动曝光）MV_EXPOSURE_MODE_TYPE eExpMode = MV_EXPOSURE_MODE_AUTO;nRet = MV_CC_SetEnumValue(hDevice, "ExposureMode", eExpMode);if (nRet != MV_OK) {cerr << "设置曝光模式失败, 错误码: " << nRet << endl;}// 5. 开始抓图nRet = MV_CC_StartGrabbing(hDevice);if (nRet != MV_OK) {cerr << "开始抓图失败, 错误码: " << nRet << endl;MV_CC_CloseDevice(hDevice);MV_CC_DestroyHandle(hDevice);return -1;}// 6. 同步获取图像（超时时间1000ms）MV_FRAME_OUT_INFO_EX stFrameInfo = {0};unsigned char* pData = nullptr;nRet = MV_CC_GetImageBuffer(hDevice, &pData, &stFrameInfo, 1000);if (nRet == MV_OK && stFrameInfo.nFrameStatus == MV_FRAME_STATUS_SUCCESS) {cout << "获取图像成功, 宽度: " << stFrameInfo.nWidth << ", 高度: " << stFrameInfo.nHeight << ", 像素格式: " << stFrameInfo.enPixelType << endl;// 7. 示例：转换为BGR格式（需OpenCV支持）if (stFrameInfo.enPixelType == PixelType_Gvsp_Mono8) {cv::Mat img(stFrameInfo.nHeight, stFrameInfo.nWidth, CV_8UC1, pData);cv::imwrite("capture.jpg", img);cout << "图像已保存为capture.jpg" << endl;}} else {cerr << "获取图像失败, 错误码: " << nRet << endl;}// 8. 停止抓图并释放资源MV_CC_StopGrabbing(hDevice);MV_CC_CloseDevice(hDevice);MV_CC_DestroyHandle(hDevice);MV_CC_UnInitSDK();return 0;
}

3. 编译命令（使用GCC）

g++ -o capture capture.cpp -I/usr/local/hikvision_mvsdk/include \
-L/usr/local/hikvision_mvsdk/lib -lMvCameraControl -lpthread -ldl -lopencv_core -lopencv_highgui

五、参数配置与高级功能

1. 常用参数设置

参数名称	接口函数	示例代码
分辨率	MV_CC_SetEnumValue	MV_CC_SetEnumValue(hDevice, "Width", 1920);
帧率限制	MV_CC_SetFloatValue	MV_CC_SetFloatValue(hDevice, "AcquisitionFrameRate", 30.0);
手动曝光时间	MV_CC_SetFloatValue	MV_CC_SetFloatValue(hDevice, "ExposureTime", 10000.0);（单位：μs）
增益	MV_CC_SetIntValue	MV_CC_SetIntValue(hDevice, "Gain", 10);
ROI区域	MV_CC_SetStructValue	MV_Roi roi = {x, y, width, height}; MV_CC_SetStructValue(hDevice, "Roi", &roi);
触发模式（软触发）	MV_CC_SetEnumValue + MV_CC_SoftTrigger	MV_CC_SetEnumValue(hDevice, "TriggerMode", MV_TRIGGER_MODE_ON); MV_CC_SoftTrigger(hDevice);

2. 图像格式转换

// 将RAW格式转换为BGR（以Mono8转BGR为例）
MV_PIXEL_CONVERT_PARAM stConvertParam = {0};
stConvertParam.nWidth = stFrameInfo.nWidth;
stConvertParam.nHeight = stFrameInfo.nHeight;
stConvertParam.pSrcData = pData;
stConvertParam.nSrcDataLen = stFrameInfo.nFrameLen;
stConvertParam.enSrcPixelType = stFrameInfo.enPixelType;
stConvertParam.enDstPixelType = PixelType_BGR8;
unsigned char* pConvertData = new unsigned char[stFrameInfo.nWidth * stFrameInfo.nHeight * 3];
stConvertParam.pDstData = pConvertData;
nRet = MV_CC_ConvertPixelType(hDevice, &stConvertParam);
if (nRet == MV_OK) {// 使用pConvertData创建OpenCV图像cv::Mat bgrImg(stFrameInfo.nHeight, stFrameInfo.nWidth, CV_8UC3, pConvertData);
}
delete[] pConvertData;

六、多相机并发采集

1. 线程安全方案

• 为每个相机创建独立线程，避免句柄竞争。
• 使用互斥锁保护全局资源（如日志输出）。

#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void CaptureThread(MV_CC_HANDLE hDevice) {mtx.lock();MV_CC_StartGrabbing(hDevice);mtx.unlock();// 线程内采集逻辑...mtx.lock();MV_CC_StopGrabbing(hDevice);mtx.unlock();
}int main() {// 枚举所有设备并创建设备句柄...std::vector<MV_CC_HANDLE> handles = {hDevice1, hDevice2};std::vector<std::thread> threads;for (auto& h : handles) {threads.emplace_back(CaptureThread, h);}for (auto& t : threads) {t.join();}return 0;
}

七、常见问题与解决方案

1. 设备枚举失败

• 原因：USB权限不足或GigE相机IP未配置。
• 解决：
  • 重新加载udev规则并重启电脑。
  • 使用ifconfig确认电脑IP与相机同网段（GigE相机）。
  • 检查相机电源与线缆连接。

2. 图像采集异常（花屏/丢帧）

• 原因：传输带宽不足或缓冲区设置过小。
• 解决：
  • USB相机：确保使用USB3.0接口，调整TransferBufferNumber参数（默认8，可增大至16）。
  • GigE相机：启用PacketSize自动协商，执行sudo ethtool -K eth0 gso off关闭GSO功能。

3. 动态库找不到

• 原因：LD_LIBRARY_PATH未正确配置。
• 解决：
  • 执行echo $LD_LIBRARY_PATH确认路径包含SDK的lib目录。
  • 重新运行sudo ldconfig更新系统库缓存。

4. 触发模式不生效

• 原因：触发参数未正确配置或触发源错误。
• 解决：
  • 确保触发模式设置为MV_TRIGGER_MODE_ON，触发源设置为MV_TRIGGER_SOURCE_SOFTWARE（软触发）或硬件触发源。
  • 调用MV_CC_SoftTrigger触发采集（软触发场景）。

八、性能优化建议

1. 缓冲区管理：

   • 增大GrabBufferNumber（默认3，可设为5-10）以减少丢帧。
   • 使用异步采集接口MV_CC_RegisterImageCallBackEx提升吞吐量。

2. 网络优化（GigE相机）：

   • 设置相机GevSCPSPacketSize为最大值（通常9000，需交换机支持Jumbo Frame）。
   • 禁用相机GevTimestampEnable以降低CPU占用。

3. 预处理优化：

   • 在MV_FRAME_OUT_INFO_EX中判断nFrameStatus，跳过无效帧（如MV_FRAME_STATUS_TIMEOUT）。
   • 直接使用原始像素数据（如Mono8），避免不必要的格式转换。

九、官方资源与支持

• 开发文档：/usr/local/hikvision_mvsdk/doc/MV_SDK_Programming_Guide.pdf
• 示例代码：samples/C++/MvSampleGrabImage（同步采集）、samples/C++/MvSampleGrabImageAsync（异步采集）
• 技术支持：海康威视机器视觉技术支持邮箱（mv_support@hikvision.com）或官网工单系统。

通过以上步骤，可全面掌握Linux下使用海康MVSDK进行图像采集的核心流程与高级功能，覆盖设备控制、参数调优、多线程开发及问题排查等关键知识点。实际开发中建议结合官方文档与调试工具（如strace跟踪系统调用）进行深度优化。

示例

完整的用Cmake架构，调用Hik相机的代码示例：

//main.cpp
#include "MvCameraControl.h"#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>int main() {// 创建设备列表MV_CC_DEVICE_INFO_LIST stDeviceList;memset(&stDeviceList, 0, sizeof(MV_CC_DEVICE_INFO_LIST));// 枚举设备int nRet = MV_CC_EnumDevices(MV_GIGE_DEVICE | MV_USB_DEVICE, &stDeviceList);if (nRet != MV_OK || stDeviceList.nDeviceNum == 0) {std::cout << "No devices found!" << std::endl;return -1;}// 创建句柄并打开设备void* handle = nullptr;nRet = MV_CC_CreateHandle(&handle, stDeviceList.pDeviceInfo[0]);if (nRet != MV_OK) {std::cout << "Create handle failed!" << std::endl;return -1;}nRet = MV_CC_OpenDevice(handle);if (nRet != MV_OK) {std::cout << "Open device failed!" << std::endl;return -1;}// 开始采集nRet = MV_CC_StartGrabbing(handle);if (nRet != MV_OK) {std::cout << "Start grabbing failed!" << std::endl;return -1;}// 获取图像MV_FRAME_OUT_INFO_EX stImageInfo = {0};unsigned char* pData = (unsigned char*)malloc(1920 * 1080 * 3); // 假设最大分辨率为 1920x1080while (true) {nRet = MV_CC_GetOneFrameTimeout(handle, pData, 1920 * 1080 * 3, &stImageInfo, 1000);if (nRet == MV_OK) {// 转换为 OpenCV 格式cv::Mat img(stImageInfo.nHeight, stImageInfo.nWidth, CV_8UC3, pData);cv::imshow("Image", img);if (cv::waitKey(1) == 27) break; // 按 ESC 退出}}// 停止采集并释放资源MV_CC_StopGrabbing(handle);MV_CC_CloseDevice(handle);MV_CC_DestroyHandle(handle);free(pData);return 0;
}

cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
project(HikTest)# 设置 C++ 标准
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)# 查找 OpenCV 库
find_package(OpenCV REQUIRED)
include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})# 包含海康相机 SDK 的头文件目录
include_directories(/opt/MVS/include)  # 请替换为实际的海康 SDK 头文件目录
link_directories(/opt/MVS/lib/64)# 添加可执行文件
add_executable(hik_test hik_test.cpp)# 链接 OpenCV 库
target_link_libraries(hik_test ${OpenCV_LIBS})target_link_libraries(hik_test MvCameraControl)