CN116320737A - 用于千兆以太网标准工业相机的控制方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供用于千兆以太网标准工业相机的控制方法、设备及介质。可以通过第一命令来设定新的相机参数，并且不需要导致重启相机，也不影响原本的初始化方式；并且，实现了在相机运行期间根据需要灵活地设定新的相机参数，这是因为只有当所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器才会触发后续的操作，因此可以通过所述应用侧来精细地控制具体的暂停图像采集以及设定新的相机参数的时机。另外，因为是依赖相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言的新的命令和数据格式也就是第一命令，因此不涉及到改动现有的所述千兆以太网标准协议的框架，有利于推广应用。

Description

用于千兆以太网标准工业相机的控制方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及用于千兆以太网标准工业相机的控制方法、设备及介质。

背景技术

随着工业自动化、物联网等技术的发展，越来越普遍地使用工业相机来进行图像采集，进而为自动化操作和决策制定等提供依据。例如，在物流自动化应用中，使用工业相机来实现自动分拣、自动分类、自动计件和自动估价等。工业相机不同于消费者使用的手机自带相机或者数码摄像机等图像采集设备，工业相机在长期运行可靠性方面有很高的要求，因为工业相机一般部署在较难接触到的位置，例如设置在比较高的位置从而具有较好的俯瞰视角，这使得对工业相机进行维护和更新的机会有限。另外，工业相机需要提供可靠稳定的图像数据并且用于长期的保存和监控。工业相机一般通过数据接口与主机连接，数据接口用于工业相机向主机传输图像。工业相机的数据接口可以采用不同的接口标准，例如千兆以太网（Gigabit Ethernet，GigE）标准，USB 3.0，CoaXPress等。其中，千兆以太网标准作为得到广泛认可的通信协议标准，用来实现在机器视觉领域利用千兆以太网接口进行图像的高速传输，适合高速大数据量的图像传输，且传输距离远、成本较低、最大数据率也较好。但是，现有技术中，对工业相机特别是千兆以太网标准工业相机，缺乏灵活的手段来应对在工业相机长期运行过程中可能面临的各种变化，特别是当工业相机的工作环境发生了较大变化时，只能依赖人工介入进行工业相机的维护和更新，因此导致效率低下也不利于维持较高的稳定性。

为此，本申请提供了用于千兆以太网标准工业相机的控制方法、设备及介质，以便应对现有技术中的技术难题。

发明内容

第一方面，本申请提供了一种用于千兆以太网标准工业相机的控制方法。所述控制方法包括：基于千兆以太网标准协议，创建在应用侧和设备侧之间的控制通道，所述设备侧用于所述千兆以太网标准工业相机的图像采集，所述应用侧被部署在与所述千兆以太网标准工业相机连接的主机，所述控制通道用于所述应用侧向所述设备侧传递设备操作命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述设备操作命令写入所述设备侧的设备寄存器，所述设备操作命令包括所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令和不同于所述控制通道命令的第一命令，所述控制通道命令包括图像采集命令、数据包重传命令以及关闭流通道命令；基于存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项，所述设备侧初次设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数；至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器；所述设备侧在确定所述第一命令被写入所述第二寄存器后，暂停图像采集并且基于所述第一命令再次设定所述相机参数，以及在调整完成后通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的第一确认信息给所述应用侧；所述应用侧，响应于接收到所述第一确认信息，通过所述控制通道向所述设备侧传递所述控制通道命令中的所述图像采集命令从而使得所述千兆以太网标准工业相机按照被再次设定后的所述相机参数重启图像采集。

通过本申请的第一方面，可以通过第一命令来设定新的相机参数，并且不需要导致重启相机，也不影响原本的初始化方式；并且，实现了在相机运行期间根据需要灵活地设定新的相机参数，这是因为只有当所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器才会触发后续的操作，因此可以通过所述应用侧来精细地控制具体的暂停图像采集以及设定新的相机参数的时机。另外，因为是依赖相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言的新的命令和数据格式也就是第一命令，因此不涉及到改动现有的所述千兆以太网标准协议的框架，有利于推广应用。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一寄存器是所述千兆以太网标准协议所定义的可定制寄存器空间，所述启动选项是被加载到所述可定制寄存器空间的与所述千兆以太网标准工业相机相关联的设备描述文档。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述启动选项在所述千兆以太网标准工业相机出厂时、部署时或者重启时设定，并且，所述启动选项在所述千兆以太网标准工业相机运行期间保持不变。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一命令用于在所述千兆以太网标准工业相机运行期间改变所述千兆以太网标准工业相机的分辨率和/或帧率。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述千兆以太网标准协议所定义的所述控制通道命令不包括所述第一命令，并且，所述控制通道命令不包括对所述第二寄存器的访问。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制通道命令还包括等待命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述第二寄存器后传递所述等待命令给所述设备侧，所述设备侧在所述等待命令所指示的第一时段内暂停图像采集。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述设备侧至少在所述第一时段结束后才通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的所述第一确认信息给所述应用侧。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述设备侧在所述第一时段内进行缓存资源清理。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制方法包括：所述应用侧，至少基于所述千兆以太网标准工业相机的丢包率，生成所述第一命令，所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的分辨率或者帧率。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述应用侧还基于所述千兆以太网标准工业相机的应用场景生成所述第一命令，当所述应用场景是表面缺陷检测时所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的帧率，当所述应用场景是工件个数自动检测或者高速记录时所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的分辨率。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述千兆以太网标准工业相机的丢包率至少基于所述应用侧通过所述控制通道向所述设备侧传递的所述控制通道命令中的所述数据包重传命令的频次。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述设备侧在确定所述设备寄存器被写入所述控制通道命令后通过所述控制通道反馈与所述控制通道命令对应的确认信息给所述应用侧。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述千兆以太网标准工业相机通过工业应用图像接口与所述主机连接并通过所述工业应用图像接口向所述主机传输所述千兆以太网标准工业相机所采集的图像，所述工业应用图像接口符合所述千兆以太网标准协议。

在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述相机参数包括最大图像宽度、最大图像高度、输出图像宽度、输出图像高度、输出帧率和图像切换选项。

第二方面，本申请实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据上述任一方面的任一种实现方式的方法。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备上运行时使得所述计算机设备执行根据上述任一方面的任一种实现方式的方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的指令，当所述指令在计算机设备上运行时使得所述计算机设备执行根据上述任一方面的任一种实现方式的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种千兆以太网标准工业相机的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于千兆以太网标准工业相机的控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。

应当理解的是，在本申请的描述中，“至少一个”指一个或一个以上，“多个”指两个或两个以上。另外，“第一”、“第二”等词汇，除非另有说明，否则仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

图1为本申请实施例提供的一种千兆以太网标准工业相机的示意图。如图1所示，千兆以太网标准工业相机110与主机120之间连接，其中，设备侧102用于千兆以太网标准工业相机110的图像采集。设备侧102与部署在主机120的应用侧104连接。应用侧104与设备侧102一起实现了千兆以太网标准工业相机110的运行。应用侧104可以对应运行在主机120的操作系统中的应用程序等，设备侧102可以对应千兆以太网标准工业相机110的图像采集设备，应用侧104与设备侧102之间进行数据交互以实现下达指令给千兆以太网标准工业相机110以及从千兆以太网标准工业相机110传输图像数据到主机120。

千兆以太网标准工业相机110采用特定的数据接口，千兆以太网（GigabitEthernet，GigE）标准数据接口，以及采用千兆以太网（Gigabit Ethernet，GigE）标准作为通信协议标准，从而实现图像高速传输。并且，应用侧104与设备侧102之间一般采用有线连接，例如采用专门的高速数据传输数据线。千兆以太网标准工业相机110可以应用于如工业自动化、物联网等应用场景，例如在物流自动化应用中，通过使用千兆以太网标准工业相机110采集实时图像数据、实时视频数据从而为自动分拣、自动分类、自动计件和自动估价等功能提供依据，例如用于人工智能模型的推理和预测等。千兆以太网标准工业相机110的设备侧102用于采集图像数据，这里图像数据包括了单帧图像、多帧图像以及视频流等一般意义上的相机、摄像机、闭路电视机等可能采集的数据类型及数据格式。为了取得较好的采集效果，一般将设备侧102部署在有较好的鸟瞰角度的高处。千兆以太网标准工业相机110可以用于物流自动化中的自动分拣，通过图像采集功能提供实时采集的图像数据，然后通过主机120或者来自云端、服务器端的人工智能模型来生成自动分拣决策或者做出判断，例如判断当前用于拾取物件的磁盘、吸手的运动状态等。因此，设备侧102一般部署在难以接触到的位置，如有较好的鸟瞰角度的高处，这样意味着难以对设备侧102进行更新和维护。因此，千兆以太网标准工业相机110一旦部署后并且经过初始化开始运行，往往要面临较长的运行周期并且在此期间需要提供可靠稳定的图像数据流。其中，为了维持较高的稳定性，千兆以太网标准协议包括了丢包重传机制，就是在工业相机向主机传输图像数据的过程中，检测到了丢失的数据包或者说丢失的图像帧，会通过重传来保证图像数据传输的正确性。另外，对于工业相机的速率调优，是考虑到在可接受的一定丢包率范围内的最大速率，例如要求24小时不丢帧或者48小时不丢帧，且要求控制在一定的丢包率内。因此，10 GigE工业相机，可能会设定到相当于8 GigE工业相机的速率，也就是可能不会充分发挥工业相机的全部性能。这是考虑到，如果短时间内出现大量丢帧会导致相机掉线或者破坏了图像数据传输的完整性和正确性。还需要考虑主机120这一侧的系统负载，例如中央处理器在处理大量其它任务的情况下可能没有足够算力处理来自千兆以太网标准工业相机110所采集的图像数据，又或者网路传输条件发生变化如发生了网络拥塞或者天气变化等。但是，在千兆以太网标准工业相机110被部署后，在其长期运行过程中，可能面临工作环境发生重大变化的情况，这些变化可能使得千兆以太网标准工业相机110最初的部署和配置，难以维持稳定可靠的图像采集效果，例如在发生高负荷、网络拥塞等极端情况时，最初的工业相机的设置可能会导致急剧增加的丢包率，从而导致通道关闭和相机掉线。但是依赖人工介入进行工业相机的维护和更新的方式效率低下也难以灵活地应对复杂多变的情况。为此，本申请提供了用于千兆以太网标准工业相机的控制方法、设备及介质，不仅可以维持稳定可靠的图像采集效果，有利于避免大量丢帧或相机掉线的情况出现，而且可以在无需人工介入的前提下灵活地应对复杂多变的情况和工作环境的变化。下面结合图2进一步详细说明。

图2为本申请实施例提供的一种用于千兆以太网标准工业相机的控制方法的流程示意图。所述控制方法包括以下步骤。

步骤S202：基于千兆以太网标准协议，创建在应用侧和设备侧之间的控制通道，所述设备侧用于所述千兆以太网标准工业相机的图像采集，所述应用侧被部署在与所述千兆以太网标准工业相机连接的主机，所述控制通道用于所述应用侧向所述设备侧传递设备操作命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述设备操作命令写入所述设备侧的设备寄存器，所述设备操作命令包括所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令和不同于所述控制通道命令的第一命令，所述控制通道命令包括图像采集命令、数据包重传命令以及关闭流通道命令。

步骤S204：基于存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项，所述设备侧初次设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数。

步骤S206：至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器。

步骤S208：所述设备侧在确定所述第一命令被写入所述第二寄存器后，暂停图像采集并且基于所述第一命令再次设定所述相机参数，以及在调整完成后通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的第一确认信息给所述应用侧。

步骤S210：所述应用侧，响应于接收到所述第一确认信息，通过所述控制通道向所述设备侧传递所述控制通道命令中的所述图像采集命令从而使得所述千兆以太网标准工业相机按照被再次设定后的所述相机参数重启图像采集。

参阅上述各个步骤，在步骤S202中，基于千兆以太网标准协议，创建在应用侧和设备侧之间的控制通道。并且，所述设备侧用于所述千兆以太网标准工业相机的图像采集，所述应用侧被部署在与所述千兆以太网标准工业相机连接的主机，所述控制通道用于所述应用侧向所述设备侧传递设备操作命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述设备操作命令写入所述设备侧的设备寄存器。其中，千兆以太网标准协议也就是GigE Vision标准协议中，规定了控制通道。一般地，控制通道包括主通道和从通道。主通道是由主要应用创建，主要应用有权限写入设备寄存器。从通道由次要应用创建，次要应用只能读取设备寄存器而没有权限写入。控制通道必须在流通道或者信息通道被创建之前实现。在创建控制通道之后，应用与GigE相机之间的操作指令的传递是通过写入设备寄存器实现。例如，当主要应用写入了设备寄存器发起捕捉图像的操作指令，相机会在设备寄存器被写入指令后反馈确认。因此，所述控制通道用于所述应用侧向所述设备侧传递设备操作命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述设备操作命令写入所述设备侧的设备寄存器。另外，千兆以太网标准协议还规定了控制通道命令。这里，所述设备操作命令包括所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令，所述控制通道命令包括图像采集命令、数据包重传命令以及关闭流通道命令。这样，所述应用侧通过所述控制通道将所述控制通道命令写入所述设备寄存器，可以驱使所述千兆以太网标准工业相机执行相应的操作，例如执行图像采集命令、数据包重传命令以及关闭流通道命令各自对应的操作。应当理解的是，所述设备操作命令，除了包括所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令以外，还包括了不同于所述控制通道命令的第一命令。第一命令可以理解为，相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言，新定义的命令和数据格式，或者可以被认为是对所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令做出的拓展。这样得到的所述第一命令可以用于实现相对于原本的所述千兆以太网标准协议所支持的特性而言的新特性。

接着，在步骤S204中，基于存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项，所述设备侧初次设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数。这里，千兆以太网标准协议规定了启动寄存器，用于对设备进行配置。其中，千兆以太网标准协议所规定的启动寄存器相关的寄存器定义里没有包含对相机的分辨率、像素、帧率等的设定，而是提供了厂商自定义的寄存器空间，这样可以通过加载设备描述文档等到厂商自定义的寄存器空间来实现在初始化所述千兆以太网标准工业相机时进行相应的配置，例如设定相机的分辨率、像素、帧率等。在一些实施例中，所述第一寄存器对应厂商自定义的寄存器空间，可以用于通过加载设备描述文档来实现可定制的初始化配置或者启动选项。然后，在步骤S206，至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器。所述设备侧初次设定所述相机参数，可以理解为代表了在部署所述千兆以太网标准工业相机之后启动并进行初始化，也就是在初始化所述千兆以太网标准工业相机时进行相应的配置如通过加载设备描述文档来实现可定制的初始化配置或者启动选项。至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，这意味着在完成对所述千兆以太网标准工业相机的启动及初始化之后，或者说初次启动之后，也就是说在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间。这时，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器。上面提到，在创建控制通道之后，应用与GigE相机之间的操作指令的传递是通过写入设备寄存器实现。例如，当主要应用写入了设备寄存器发起捕捉图像的操作指令，相机会在设备寄存器被写入指令后反馈确认。因此，将所述第一命令写入所述设备寄存器，也会触发类似的控制指令的写入以及反馈确认，也就是说，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器会导致所述设备侧执行相应的操作。然后，在步骤S208，所述设备侧在确定所述第一命令被写入所述第二寄存器后，暂停图像采集并且基于所述第一命令再次设定所述相机参数，以及在调整完成后通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的第一确认信息给所述应用侧。如此，通过写入第一命令触发所述设备侧执行相应的操作，包括暂停图像采集并且基于所述第一命令再次设定所述相机参数，然后在调整完成后通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的第一确认信息给所述应用侧。如上所述，所述设备操作命令，除了包括所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令以外，还包括了不同于所述控制通道命令的第一命令。第一命令可以理解为，相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言，新定义的命令和数据格式，或者可以被认为是对所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令做出的拓展。这样得到的所述第一命令可以用于实现相对于原本的所述千兆以太网标准协议所支持的特性而言的新特性。这里，通过定义相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言的新的命令和数据格式也就是第一命令，可以在所述千兆以太网标准协议所提供的框架基础上实现新的特性和新的操作功能。并且，因为所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器，而所述第一寄存器存储启动选项，这意味着写入第一命令不会改动原本存储在所述第一寄存器的启动选项，也就不会影响所述设备侧初次设定所述相机参数。GigE Vision协议提供的控制通道和控制通道命令里，没有包含对相机参数进行设定的命令，其提供的启动寄存器也没有提供相机参数的启动选项，而是通过厂商自定义的寄存器空间提供定制化选项，例如通过第一寄存器存储的启动选项来实现所述设备侧初次设定所述相机参数。但是，在所述设备侧初次设定所述相机参数也就是在部署所述千兆以太网标准工业相机之后启动并进行初始化之后，在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间，除非发生重启动等事件，否则一般不会再次访问启动寄存器，所述千兆以太网标准协议也没有在其标准通信协议中规定这样的再次访问的机制。因此，在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间，例如至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述应用侧一般不再次访问启动寄存器也就不会试图改变存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项。这样意味着，所述千兆以太网标准工业相机，或者说基于GigE Vision协议的工业相机，在启动之后的运行过程中不具备基于所述千兆以太网标准协议或者GigE Vision协议来在运行中再次调节相机参数的功能。

上面提到，受限于所述千兆以太网标准协议所规定的控制通道、控制通道命令和启动寄存器的有关细节，控制通道命令不提供对相机参数进行设定的命令而是包含如图像采集命令、数据包重传命令以及关闭流通道命令等，所述千兆以太网标准协议所规定的启动寄存器相关的寄存器定义里没有包含对相机的分辨率、像素、帧率等的设定，而是提供了厂商自定义的寄存器空间。因此，通过加载设备描述文档等到厂商自定义的寄存器空间来实现在初始化所述千兆以太网标准工业相机时进行相应的配置，这对应了，在步骤S204中，基于存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项，所述设备侧初次设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数。但是，在部署所述千兆以太网标准工业相机之后启动并进行初始化之后，也就是在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间，所述千兆以太网标准协议自身的框架里并没有包含再次访问启动寄存器的机制，并且考虑到启动寄存器本身的定位和厂商自定义的寄存器空间的定位，这意味着，除非发生所述千兆以太网标准工业相机的重启动等事件，否则一般不会再次访问启动寄存器也不会再次访问厂商自定义的寄存器空间。因此，在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间，例如至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述千兆以太网标准协议自身的框架里没有包含再次访问启动寄存器的机制也就无法改变存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项。只能利用重新启动所述千兆以太网标准工业相机的机会，例如通过加载新的设备描述文档到厂商自定义的寄存器空间，来实现对启动选项的改动进而改变所述千兆以太网标准工业相机的相机参数，也就是通过新的设备描述文档和新的启动选项来设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数。但是，这样重启所述千兆以太网标准工业相机来实现通过新的设备描述文档和新的启动选项来设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数的方式，在需要频繁改动相机参数时，必然导致频繁的重启相机和加载文档，这样不利于保持图像数据采集的稳定性和维持采集效率。

为此，上述的用于千兆以太网标准工业相机的控制方法，定义了第一命令，第一命令是相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言，新定义的命令和数据格式，或者可以被认为是对所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令做出的拓展。这样得到的所述第一命令可以用于实现相对于原本的所述千兆以太网标准协议所支持的特性而言的新特性。进一步地，通过写入第一命令触发所述设备侧执行相应的操作，包括暂停图像采集并且基于所述第一命令再次设定所述相机参数，然后在调整完成后通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的第一确认信息给所述应用侧。通过定义相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言的新的命令和数据格式也就是第一命令，可以在所述千兆以太网标准协议所提供的框架基础上实现新的特性和新的操作功能。并且，因为所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器，而所述第一寄存器存储启动选项，这意味着写入第一命令不会改动原本存储在所述第一寄存器的启动选项，也就不会影响所述设备侧初次设定所述相机参数。如此，可以通过第一命令来设定新的相机参数，并且不需要导致重启相机，也不影响原本的初始化方式（基于存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项，所述设备侧初次设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数）；并且，实现了在相机运行期间（至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后）根据需要灵活地设定新的相机参数，这是因为只有当所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器才会触发后续的操作，因此可以通过所述应用侧来精细地控制具体的暂停图像采集以及设定新的相机参数的时机。另外，因为是依赖相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言的新的命令和数据格式也就是第一命令，因此不涉及到改动现有的所述千兆以太网标准协议的框架，有利于推广应用。

在一种可能的实施方式中，所述第一寄存器是所述千兆以太网标准协议所定义的可定制寄存器空间，所述启动选项是被加载到所述可定制寄存器空间的与所述千兆以太网标准工业相机相关联的设备描述文档。在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间，例如至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述千兆以太网标准协议自身的框架里没有包含再次访问所述第一寄存器也就是所述千兆以太网标准协议所定义的可定制寄存器空间。只能利用重新启动所述千兆以太网标准工业相机的机会，例如通过加载新的设备描述文档到可定制寄存器空间，来实现对启动选项的改动进而改变所述千兆以太网标准工业相机的相机参数。但是频繁的重启相机和加载文档不利于保持图像数据采集的稳定性和维持采集效率。为此，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器，而，所述第一寄存器是所述千兆以太网标准协议所定义的可定制寄存器空间，这意味着写入第一命令不会改动原本存储在所述第一寄存器的启动选项，也就不会影响所述设备侧初次设定所述相机参数。在一些实施例中，所述启动选项在所述千兆以太网标准工业相机出厂时、部署时或者重启时设定，并且，所述启动选项在所述千兆以太网标准工业相机运行期间保持不变。这意味着，在所述千兆以太网标准工业相机的运行期间，例如至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述启动选项保持不变，为此，通过定义相对于所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令而言的新的命令和数据格式也就是第一命令，可以在所述千兆以太网标准协议所提供的框架基础上实现新的特性和新的操作功能。在一些实施例中，所述第一命令用于在所述千兆以太网标准工业相机运行期间改变所述千兆以太网标准工业相机的分辨率和/或帧率。在一些实施例中，所述千兆以太网标准协议所定义的所述控制通道命令不包括所述第一命令，并且，所述控制通道命令不包括对所述第二寄存器的访问。如此，实现了在相机运行期间（至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后）根据需要灵活地设定新的相机参数。

在一种可能的实施方式中，所述控制通道命令还包括等待命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述第二寄存器后传递所述等待命令给所述设备侧，所述设备侧在所述等待命令所指示的第一时段内暂停图像采集。在一些实施例中，所述设备侧至少在所述第一时段结束后才通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的所述第一确认信息给所述应用侧。在一些实施例中，所述设备侧在所述第一时段内进行缓存资源清理。如此，实现了在相机运行期间（至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后）根据需要灵活地设定新的相机参数。

在一种可能的实施方式中，所述控制方法包括：所述应用侧，至少基于所述千兆以太网标准工业相机的丢包率，生成所述第一命令，所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的分辨率或者帧率。为了维持较高的稳定性，千兆以太网标准协议包括了丢包重传机制，就是在工业相机向主机传输图像数据的过程中，检测到了丢失的数据包或者说丢失的图像帧，会通过重传来保证图像数据传输的正确性。因此可以设定可接受的一定丢包率范围内的最大速率，例如要求24小时不丢帧或者48小时不丢帧，且要求控制在一定的丢包率内。在千兆以太网标准工业相机被部署及初始化后，在其长期运行过程中，可能面临工作环境发生重大变化的情况，这些可能影响最初设定可接受的丢包率时的参考因素。为此，通过检测丢包率来生成第一命令，以及通过第一命令来降低分辨率或者帧率，就可以有效地应对工业相机运行期间可能遭遇的各种意外，例如发生了高负荷、网络拥塞或者天气变化等情况时可以通过降低帧率和分辨率，以便避免大量丢帧或相机掉线的情况出现，进而可以在无需人工介入的前提下灵活地应对复杂多变的情况和工作环境的变化。在一些实施例中，所述应用侧还基于所述千兆以太网标准工业相机的应用场景生成所述第一命令，当所述应用场景是表面缺陷检测时所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的帧率，当所述应用场景是工件个数自动检测或者高速记录时所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的分辨率。在一些实施例中，所述千兆以太网标准工业相机的丢包率至少基于所述应用侧通过所述控制通道向所述设备侧传递的所述控制通道命令中的所述数据包重传命令的频次。这里，取决于工业相机的具体应用场景，如表面缺陷检测、裂纹检测等应用场景，对相机分辨率要求较高，特别是考虑到整幅图的灰度变化总体来说非常均匀且缺乏纹理特征，因此需要保留较高的分辨率也就是优先降低帧率；相对的，如自动检测工件个数、高速记录等应用场景，需要保证帧率不小于检测速度，因此对帧率要求较高，可以优先降低像素如降低分辨率。因此，根据具体应用场景来确定工业相机的调节策略，可以通过与相机连接的主要应用来完成。例如，主要应用有权限写入相机的设备寄存器，可以通过控制通道发出操作指令，根据自适应设计，基于检测到的丢包率，基于控制通道的新的命令格式，以及基于场景特化的调节策略，调节相机的分辨率或者帧率。并且，对丢包率的检测还可以至少基于所述应用侧通过所述控制通道向所述设备侧传递的所述控制通道命令中的所述数据包重传命令的频次。这样可以根据所述数据包重传命令的频次有效地判断是否需要发出第一命令来降低帧率或者分辨率。

在一种可能的实施方式中，所述设备侧在确定所述设备寄存器被写入所述控制通道命令后通过所述控制通道反馈与所述控制通道命令对应的确认信息给所述应用侧。在一种可能的实施方式中，所述千兆以太网标准工业相机通过工业应用图像接口与所述主机连接并通过所述工业应用图像接口向所述主机传输所述千兆以太网标准工业相机所采集的图像，所述工业应用图像接口符合所述千兆以太网标准协议。如此，不仅可以维持稳定可靠的图像采集效果，有利于避免大量丢帧或相机掉线的情况出现，而且可以在无需人工介入的前提下灵活地应对复杂多变的情况和工作环境的变化。在一种可能的实施方式中，所述相机参数包括最大图像宽度、最大图像高度、输出图像宽度、输出图像高度、输出帧率和图像切换选项。应当理解的是，通过第一命令来设定新的相机参数，也就是，基于所述第一命令再次设定所述相机参数，可以适用任意合适的相机参数，只要有助于避免大量丢帧或相机掉线的情况出现。

图3是本申请实施例提供的一种计算设备的结构示意图，该计算设备300包括：一个或者多个处理器310、通信接口320以及存储器330。所述处理器310、通信接口320以及存储器330通过总线340相互连接。可选地，该计算设备300还可以包括输入/输出接口350，输入/输出接口350连接有输入/输出设备，用于接收用户设置的参数等。该计算设备300能够用于实现上述的本申请实施例中设备实施例或者系统实施例的部分或者全部功能；处理器310还能够用于实现上述的本申请实施例中方法实施例的部分或者全部操作步骤。例如，该计算设备300执行各种操作的具体实现可参照上述实施例中的具体细节，如处理器310用于执行上述方法实施例中部分或者全部步骤或者上述方法实施例中的部分或者全部操作。再例如，本申请实施例中，计算设备300可用于实现上述装置实施例中一个或者多个部件的部分或者全部功能，此外通信接口320具体可用于为了实现这些装置、部件的功能所必须的通讯功能等，以及处理器310具体可用于为了实现这些装置、部件的功能所必须的处理功能等。

应当理解的是，图3的计算设备300可以包括一个或者多个处理器310，并且多个处理器310可以按照并行化连接方式、串行化连接方式、串并行连接方式或者任意连接方式来协同提供处理能力，或者多个处理器310可以构成处理器序列或者处理器阵列，或者多个处理器310之间可以分成主处理器和辅助处理器，或者多个处理器310之间可以具有不同的架构如采用异构计算架构。另外，图3所示的计算设备300，相关的结构性描述及功能性描述是示例性且非限制性的。在一些示例性实施例中，计算设备300可以包括比图3所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者具有不同的部件布置。

处理器310可以有多种具体实现形式，例如处理器310可以包括中央处理器（central processing unit，CPU）、图形处理器（graphic processing unit，GPU）、神经网络处理器（neural-network processing unit，NPU）、张量处理器（tensor processingunit，TPU）或数据处理器（data processing unit，DPU）等一种或多种的组合，本申请实施例不做具体限定。处理器310还可以是单核处理器或多核处理器。处理器310可以由CPU和硬件芯片的组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路（application-specific integratedcircuit，ASIC），可编程逻辑器件（programmable logic device，PLD）或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件（complex programmable logic device，CPLD），现场可编程逻辑门阵列（field-programmable gate array，FPGA），通用阵列逻辑（generic array logic，GAL）或其任意组合。处理器310也可以单独采用内置处理逻辑的逻辑器件来实现，例如FPGA或数字信号处理器（digital signal processor，DSP）等。通信接口320可以为有线接口或无线接口，用于与其他模块或设备进行通信，有线接口可以是以太接口、局域互联网络（local interconnect network，LIN）等，无线接口可以是蜂窝网络接口或使用无线局域网接口等。

存储器330可以是非易失性存储器，例如，只读存储器（read-only memory，ROM）、可编程只读存储器（programmable ROM，PROM）、可擦除可编程只读存储器（erasable PROM，EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（electrically EPROM，EEPROM）或闪存。存储器330也可以是易失性存储器，易失性存储器可以是随机存取存储器（random access memory，RAM），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器（static RAM，SRAM）、动态随机存取存储器（dynamic RAM，DRAM）、同步动态随机存取存储器（synchronous DRAM，SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（double data rate SDRAM，DDR SDRAM）、增强型同步动态随机存取存储器（enhancedSDRAM，ESDRAM）、同步连接动态随机存取存储器（synchlink DRAM，SLDRAM）和直接内存总线随机存取存储器（direct rambus RAM，DR RAM）。存储器330也可用于存储程序代码和数据，以便于处理器310调用存储器330中存储的程序代码执行上述方法实施例中的部分或者全部操作步骤，或者执行上述设备实施例中的相应功能。此外，计算设备300可能包含相比于图3展示的更多或者更少的组件，或者有不同的组件配置方式。

总线340可以是快捷外围部件互连标准（peripheral component interconnectexpress，PCIe）总线，或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，EISA）总线、统一总线（unified bus，Ubus或UB）、计算机快速链接（compute express link，CXL）、缓存一致互联协议（cache coherent interconnect for accelerators，CCIX）等。总线340可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。总线340除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本申请实施例提供的方法和设备是基于同一发明构思的，由于方法及设备解决问题的原理相似，因此方法与设备的实施例、实施方式、示例或实现方式可以相互参见，其中重复之处不再赘述。本申请实施例还提供一种系统，该系统包括多个计算设备，每个计算设备的结构可以参照上述所描述的计算设备的结构。该系统可实现的功能或者操作可以参照上述方法实施例中的具体实现步骤和/或上述装置实施例中所描述的具体功能，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备（如一个或者多个处理器）上运行时可以实现上述方法实施例中的方法步骤。所述计算机可读存储介质的处理器在执行上述方法步骤的具体实现可参照上述方法实施例中所描述的具体操作和/或上述装置实施例中所描述的具体功能，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。本申请实施例可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线）或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（如软盘、硬盘、磁带）、光介质、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘，也可以是随机存取存储器，闪存，只读存储器，可擦可编程只读存储器，电可擦可编程只读存储器，寄存器或任何其他形式的合适存储介质。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并或删减；本申请实施例系统中的模块可以根据实际需要进行划分、合并或删减。如果本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种用于千兆以太网标准工业相机的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

基于千兆以太网标准协议，创建在应用侧和设备侧之间的控制通道，所述设备侧用于所述千兆以太网标准工业相机的图像采集，所述应用侧被部署在与所述千兆以太网标准工业相机连接的主机，所述控制通道用于所述应用侧向所述设备侧传递设备操作命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述设备操作命令写入所述设备侧的设备寄存器，所述设备操作命令包括所述千兆以太网标准协议所定义的控制通道命令和不同于所述控制通道命令的第一命令，所述控制通道命令包括图像采集命令、数据包重传命令以及关闭流通道命令；

基于存储在所述设备寄存器中的第一寄存器的启动选项，所述设备侧初次设定所述千兆以太网标准工业相机的相机参数；

至少在所述设备侧初次设定所述相机参数之后，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述设备寄存器中的不同于所述第一寄存器的第二寄存器；

所述设备侧在确定所述第一命令被写入所述第二寄存器后，暂停图像采集并且基于所述第一命令再次设定所述相机参数，以及在调整完成后通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的第一确认信息给所述应用侧；

所述应用侧，响应于接收到所述第一确认信息，通过所述控制通道向所述设备侧传递所述控制通道命令中的所述图像采集命令从而使得所述千兆以太网标准工业相机按照被再次设定后的所述相机参数重启图像采集。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一寄存器是所述千兆以太网标准协议所定义的可定制寄存器空间，所述启动选项是被加载到所述可定制寄存器空间的与所述千兆以太网标准工业相机相关联的设备描述文档。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述启动选项在所述千兆以太网标准工业相机出厂时、部署时或者重启时设定，并且，所述启动选项在所述千兆以太网标准工业相机运行期间保持不变。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述第一命令用于在所述千兆以太网标准工业相机运行期间改变所述千兆以太网标准工业相机的分辨率和/或帧率。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述千兆以太网标准协议所定义的所述控制通道命令不包括所述第一命令，并且，所述控制通道命令不包括对所述第二寄存器的访问。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制通道命令还包括等待命令，所述应用侧通过所述控制通道将所述第一命令写入所述第二寄存器后传递所述等待命令给所述设备侧，所述设备侧在所述等待命令所指示的第一时段内暂停图像采集。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述设备侧至少在所述第一时段结束后才通过所述控制通道反馈与所述第一命令对应的所述第一确认信息给所述应用侧。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述设备侧在所述第一时段内进行缓存资源清理。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

所述应用侧，至少基于所述千兆以太网标准工业相机的丢包率，生成所述第一命令，所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的分辨率或者帧率。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述应用侧还基于所述千兆以太网标准工业相机的应用场景生成所述第一命令，当所述应用场景是表面缺陷检测时所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的帧率，当所述应用场景是工件个数自动检测或者高速记录时所述第一命令指示降低所述千兆以太网标准工业相机的分辨率。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述千兆以太网标准工业相机的丢包率至少基于所述应用侧通过所述控制通道向所述设备侧传递的所述控制通道命令中的所述数据包重传命令的频次。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述设备侧在确定所述设备寄存器被写入所述控制通道命令后通过所述控制通道反馈与所述控制通道命令对应的确认信息给所述应用侧。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述千兆以太网标准工业相机通过工业应用图像接口与所述主机连接并通过所述工业应用图像接口向所述主机传输所述千兆以太网标准工业相机所采集的图像，所述工业应用图像接口符合所述千兆以太网标准协议。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述相机参数包括最大图像宽度、最大图像高度、输出图像宽度、输出图像高度、输出帧率和图像切换选项。

15.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据权利要求1至14中任一项所述的方法。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备上运行时使得所述计算机设备执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法。

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