使用 Qt 实现基于海康相机的图像采集和显示系统（不使用外部视觉库，如Halcon\OpenCv）[工程源码联系博主索要]

本文将梳理一个不借助外部视觉库（如 OpenCV/Halcon）的海康相机图像采集和显示 Demo。该程序直接使用 Qt GUI 来显示图像。通过海康 MVS SDK 实现相机的连接、参数设置、图像采集和异常处理等功能，并通过 Qt 界面展示操作结果。

在这里插入图片描述

1. 功能概述

该程序通过 Qt 的 GUI 作为界面，通过海康 MVS SDK 控制相机并显示实时图像。主要功能包括：

  • 相机连接和设置
  • 参数调整（如曝光时间和触发模式）
  • 图像采集与显示
  • 异常处理（如设备断开）

2. 初始化与 GUI 设置

在 MainWindow 的构造函数中进行界面初始化，包括设置按钮的可见性、启用状态等。 initStyle() 函数用于加载并应用界面的样式表。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow) {
    ui->setupUi(this);
    initStyle();

    // 设置初始 UI 状态
    ui->btn_Start->setEnabled(false);
    ui->btn_Stop->setEnabled(false);
    ui->btn_close->setEnabled(false);
    ui->btn_Grab->setVisible(false);
    ui->groupBox->setEnabled(false);
}

3. 相机连接与操作

3.1 枚举和连接相机

通过点击“搜索相机”按钮，程序调用 MV_CC_EnumDevices 枚举连接的相机设备，将可用的相机序列号显示在列表中供用户选择。

void MainWindow::on_btnSeachCamera_clicked() {
    ui->listWidget->clear();
    int nRet = MV_OK;
    bool isGige = ui->radioGIGE->isChecked();

    // 枚举连接的相机
    if (isGige) {
        nRet = MV_CC_EnumDevices(MV_GIGE_DEVICE, &cameraList);
    } else {
        nRet = MV_CC_EnumDevices(MV_USB_DEVICE, &cameraList);
    }

    if (nRet != MV_OK || cameraList.nDeviceNum == 0) {
        setLastErrorMsg(tc("未找到任何可用相机, 错误码: %1").arg(nRet));
        return;
    }

    // 添加相机序列号到列表中
    for (int i = 0; i < cameraList.nDeviceNum; i++) {
        const char *serial = isGige
                             ? reinterpret_cast<char *>(cameraList.pDeviceInfo[i]->SpecialInfo.stGigEInfo.chSerialNumber)
                             : reinterpret_cast<char *>(cameraList.pDeviceInfo[i]->SpecialInfo.stUsb3VInfo.chSerialNumber);
        ui->listWidget->addItem(serial);
    }
}
3.2 相机连接及初始化

点击“连接相机”按钮后，程序通过创建相机句柄并打开设备。设置默认曝光时间和注册图像采集、异常处理回调函数。

void MainWindow::on_btnconnect_clicked() {
    MV_CC_DEVICE_INFO cameraInfo;
    int nRet = MV_OK;

    // 创建句柄并打开相机
    memcpy(&cameraInfo, cameraList.pDeviceInfo[0], sizeof(MV_CC_DEVICE_INFO));
    if ((nRet = MV_CC_CreateHandle(&m_handle, &cameraInfo)) != MV_OK) {
        setLastErrorMsg(tc("相机初始化失败, 错误码: %1").arg(nRet));
        return;
    }

    if ((nRet = MV_CC_OpenDevice(m_handle, MV_ACCESS_Exclusive)) != MV_OK) {
        setLastErrorMsg(tc("相机打开失败, 错误码: %1").arg(nRet));
        return;
    }

    // 设置曝光时间并注册回调函数
    MV_CC_SetExposureTime(m_handle, ui->spinBox->value());
    MV_CC_RegisterImageCallBackEx(m_handle, ImageCallBack, this);
    MV_CC_RegisterExceptionCallBack(m_handle, ExceptionCallBack, this);

    // 更新 UI 状态
    ui->btn_Start->setEnabled(true);
    ui->btn_Stop->setEnabled(true);
    ui->btn_close->setEnabled(true);
    ui->btnconnect->setEnabled(false);
    ui->groupBox->setEnabled(true);
}

4. 图像采集与显示

4.1 图像采集回调

通过注册图像回调函数 ImageCallBack，将采集到的图像数据转换为 QImage 格式，以便在 Qt 的 QLabel 中显示。

void ImageCallBack(unsigned char *pData, MV_FRAME_OUT_INFO_EX *pFrameInfo, void *pUser) {
    MainWindow *camera = static_cast<MainWindow *>(pUser);
    QImage img;

    switch (pFrameInfo->enPixelType) {
        case PixelType_Gvsp_Mono8:
            // 单通道灰度图像转换
            img = QImage(pData, pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight, pFrameInfo->nWidth, QImage::Format_Grayscale8);
            break;

        case PixelType_Gvsp_RGB8_Packed:
            // RGB8 数据转换
            img = QImage(pData, pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight, QImage::Format_RGB888);
            break;

        case PixelType_Gvsp_BayerRG8:
        case PixelType_Gvsp_BayerBG8:
            // Bayer 格式转换
            img = QImage(pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight, QImage::Format_RGB888);
            for (int y = 0; y < pFrameInfo->nHeight - 1; y++) {
                for (int x = 0; x < pFrameInfo->nWidth - 1; x++) {
                    int index = y * pFrameInfo->nWidth + x;
                    uchar r, g, b;
                    if (pFrameInfo->enPixelType == PixelType_Gvsp_BayerRG8) {
                        r = pData[index];
                        g = (pData[index + 1] + pData[index + pFrameInfo->nWidth]) / 2;
                        b = pData[index + pFrameInfo->nWidth + 1];
                    } else {
                        b = pData[index];
                        g = (pData[index + 1] + pData[index + pFrameInfo->nWidth]) / 2;
                        r = pData[index + pFrameInfo->nWidth + 1];
                    }
                    img.setPixel(x, y, qRgb(r, g, b));
                }
            }
            break;

        default:
            qWarning("Unsupported pixel type");
            return;
    }

    // 显示图像
    camera->detect(img);
}

void MainWindow::detect(const QImage &image) {
    ui->lab_image->setPixmap(QPixmap::fromImage(image).scaled(ui->lab_image->size()));
}
4.2 触发模式和曝光时间调整

根据用户选择的触发模式和曝光时间设置相机参数。Qt 的信号和槽机制使得切换触发模式和调整曝光时间变得直观。

void MainWindow::on_comboBox_activated(int index) {
    int nRet = MV_OK;
    switch (index) {
        case OpenContinue:
            nRet = MV_CC_SetEnumValue(m_handle, "TriggerMode", 0);
            break;
        case OpenSoftWare:
            nRet = MV_CC_SetEnumValue(m_handle, "TriggerMode", 1);
            nRet = MV_CC_SetEnumValue(m_handle, "TriggerSource", 7);
            break;
        case OpenHardWare:
            nRet = MV_CC_SetEnumValue(m_handle, "TriggerMode", 1);
            nRet = MV_CC_SetEnumValue(m_handle, "TriggerSource", 0);
            break;
    }
    if (nRet != MV_OK) setLastErrorMsg(tc("设置触发模式失败, 错误码: %1").arg(nRet));
}

5. 异常处理与资源释放

5.1 异常处理

程序注册了异常回调函数 ExceptionCallBack，用于处理如设备断开连接等异常情况，并将错误信息显示在界面上。

void ExceptionCallBack(unsigned int nMsgType, void *pUser) {
    if (nMsgType == MV_EXCEPTION_DEV_DISCONNECT) {
        MainWindow *camera = static_cast<MainWindow *>(pUser);
        camera->setLastErrorMsg(tc("相机连接断开"));
    }
}
5.2 资源释放

程序退出时，调用相机停止、关闭函数，释放资源以避免内存泄漏。

void MainWindow::on_btn_close_clicked() {
    on_btn_Stop_clicked();
    int nRet = MV_CC_CloseDevice(m_handle);
    if (nRet != MV_OK) {
        setLastErrorMsg(tc("关闭相机失败, 错误码: %1").arg(nRet));
    }
}

6. 总结

本代码实现了

基于 Qt 的海康相机图像采集和显示系统，直接通过 MVS SDK 进行图像数据处理和显示。Qt 的信号槽机制、MVS SDK 的相机控制 API，以及图像格式转换，使得整个系统操作简单高效。

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