GenICam: Der Standard

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1 GenICam: Der Standard Lars Fermum Schulungsleiter STEMMER IMAGING GmbH Technologie-Tag GigE Vision und GenICam München, 14. September 2006 M E M B E R O F T H E S T E M M E R I M A G I N G G R O U P

2 Kunden-Situation BV-Praxis und Applikation: Kamera finden und anbinden Kamera konfigurieren Bilder erfassen ( grabben ) Konfiguration laden und speichern

3 Frame Grabber: Ausgangssituation Konfiguration der Kamera-Features mit proprietärer Software vom Kamera- Hersteller (Shutter-Zeiten etc.) Bildeinzug per proprietärer Software (Board level library des Frame Grabber-Herstellers) Kamera-Anbindung an Frame Grabber über proprietäres config file (Beschreibung des Timings, Bildformat) Kamera- Konfigurator Applikation Board level Library config file

4 Firewire: Ausgangssituation Idee: Definierte Kamera-Features Features definiert als Register in DCAM-Spezifikation. Idee eines Standards für Konfiguration und Zugriff Applikation Realität: faktisch Unzahl von Features, die in DCAM nicht abgebildet werden Kamera-Anbindung, Konfiguration und Bildeinzug per proprietärer Software (BCAM, FirePackage...) für jeden Hersteller nötig Software A Software B

5 GenICam Zielsetzung Kamera meldet sich selbst am System an Kamera teilt mögliche Konfiguration dem System mit Die Software ermöglicht einheitlichen Zugriff auf Konfiguration und Bildeinzug nicht nur für GigE Vision entwickelt, sondern auch theoretisch möglich mit Firewire, USB, CameraLink etc. Applikation Software

6 Konfiguration Kamera konfigurieren Kamera finden und anbinden Konfiguration laden und speichern Bilder grabben

7 Konfiguration: Was ist ein Feature? Ein Feature ist eine Einstellung in der Kamera z.b. ShutterTime, Gain, TriggerMode etc. Es gibt verschiedene Typen von Features: Integer (z.b. ShutterTime in us) Float (z.b. Gain) Boolean (z.b. Autogain) String (z.b. VendorName) Aufzählung (z.b. TriggerMode) etc.

8 Konfiguration: Was ist ein Feature? Jedes Feature hat einen Wert und ein oder mehrere Eigenschaften (Attribute), die vom Typen abhängen Alle Features haben einen: Namen, DisplayNamen Tooltip einige weitere Attribute Ein Integer besitzt z.b. ein: Minimum Maximum Inkrement

9 Konfiguration: Was ist ein Feature? Features können in Kategorien zusammen gefasst werden Z.B. Breite und Höhe in die Kategorie Bildgröße Der Datentyp eines Features kann mit einem Kontrollelement verbunden werden Integer, Float <-> Scrollbar String Boolean Enumartion <-> Edit Box <-> Check Box <-> Combo Box Ideal zur Erstellung graphischer Benutzeroberflächen (z.b. CVB)

10 Zugriffsmodi Zugriffsmodi können sich dynamisch verändern während der Aufnahme darf sich z.b. die Größe nicht verändern Implementierte Modi: RW: read/write Das Feature kann gelesen und geschrieben werden WO: write only Das Feature ist nur beschreibbar RO: read only Das Feature ist nur lesbar NI: not implemented Kamera unterstützt das Feature nicht NA: not available: Das Feature ist zur Zeit nicht verfügbar

11 XML Feature-Beschreibung Idee der XML-Datei: Kamera-Handbuch in elektronischer Form : beschreibt Kamera-Features Features zeigen auf Register in der Kamera GigE Vision: fertiges XML wird in der Kamera mitgeliefert und bereit gestellt Dynamische Selbstbeschreibung Applikation XML A Kamera A Kamera B XML B

12 Aufbau der XML-Datei Feature-Knoten Beschreibung für Anwender <Integer Name="Gain" NameSpace="Standard"> <ToolTip>Device overall amplification factor.</tooltip> <DisplayName>Gain</DisplayName> <pvalue>gainreg</pvalue> <Min>1</Min> <Max>255</Max> Register-Knoten Umsetzung in Kamera-Register </Integer> <MaskedIntReg Name="GainReg"> <Address>0x100</Address> <Length>4</Length> <AccessMode>RW</AccessMode> <pport>device</pport> <LSB>2</LSB> Port-Knoten Verbindung zum Gerät </MaskedIntReg> <MSB>10</MSB> <Port Name="Device"> <Endianess>BigEndian</Endianess> <ToolTip>Port giving access to the device.</tooltip> </Port>

13 XML: Zusammenfassung Die Device-Features sind in einer Baumstruktur angeordnet Die hierarchische Strukturierung erfolgt durch Kategorien Diese enthalten Features und Unterkategorien ROOT Category A Feature A.F1 Category A.A Feature A.A.F1 :Integer :Enum Register Jedes Feature besitzt eine Anzahl von Attributen, die es beschreibt Jedes Feature verweist auf ein oder mehrere Register Die GenApi tätigt Lese- und Schreib-Zugriffe auf die Register Feature A.A.F2 Category B Feature B.F1 Feature B.F2 :String :Float :Bool

14 Finden, Verwalten und Grabben Bleiben noch folgende Fragen offen: Finden & Verwalten der Kamera Grabben der Kamera-Bilder XML GenApi Factory Transport- Layer

15 Die Factory Die Factory organisiert und verwaltet den Zugriff auf die verschiedenen Module von GenICam: GenApi Konfiguration der Kameras Transport-Layer Register lesen und schreiben Grabben von Bildern Die Factory macht das System unabhängig von den Transport- Layern, diese sind beliebig austauschbar: Unabhängig vom Transportmedium! Applikation GenAPI Transport- Layer GigE Factory Transport- Layer 1394

16 Die Factory Aufgaben der Factory: Finden von Devices welche Transport-Layer sind vorhanden? welche Devices sind an welchen Interfaces angeschlossen? Anbinden von Devices Erzeugen der GenApi zur Device-Konfiguration Zugriff auf Grab-Schnittstelle Applikation Factory Transport Layer 1 Interface A Device A.1 Device A.2 Transport Layer 2 Interface B Device B.1 Device B.2

17 Der Transport-Layer Aufgaben des Transport-Layers (TL): Datentransport zum/vom Device Register lesen/ schreiben Grabben von Bildern GenICam definiert nur die Schnittstelle, die Transport-Layer sind austauschbar Die TL sind nicht Bestandteil von GenICam Die Transport-Layer kommen vom: Kamera-Hersteller Frame Grabber-Hersteller Software-Hersteller Applikation GenAPI Factory TL Schnittstelle GigE 1394 USB...

18 GenICam: Zusammenspiel Zusammenspiel von GenApi, Factory und Transport-Layer: Hardware-unabhängig Konfigurieren (XML) XML Applikation GenAPI Hardware-unabhängig Finden und Anbinden der Kamera Hardware-unabhängig Register lesen und schreiben Factory Verwalten, Konfiguration Austauschbar Daten-Transport mit Transport-Layer Transport- Layer GigE Transport- Layer 1394 Hardware-unabhängig Organisation von: Register lesen/schreiben Grabben der Bilder

19 GenICam: Der Standard GenICam umfasst: die Standard-Definition und Struktur der XML-Elemente Erklärung der Elemente Zusammenspiel der Elemente die Definition von Schnittstellen, z.b. zu Transport-Layern Die GenICam-Software ist nicht Teil des Standards Referenz-Implementierung in C++ GenApi Factory + (Registry) + Transport Layer Interface wird vom Standard-Gremium gepflegt Eigene Software muss sich verhalten wie Referenz-Software, um zum GenICam-Standard kompatibel zu sein.

20 GenICam: Zusammenfassung GenICam ermöglicht Hardware-unabhängigen, umfassenden Kamera-Zugriff...unabhängig von verschiedenen Transport-Layern...mit Unterstützung aller Kamera-Features Applikation GenICam macht es einfacher für Transport Layer GigE Transport Layer 1394 Transport Layer USB2 Transport Layer PCIe Anwender Kamera-Hersteller Software-Hersteller

21 GenICam: Der Standard Lars Fermum Schulungsleiter STEMMER IMAGING GmbH Technologie-Tag GigE Vision und GenICam München, 14. September 2006 M E M B E R O F T H E S T E M M E R I M A G I N G G R O U P