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// MainFrm.cpp : implementation of the CMainFrame class
//
#include "stdafx.h"
#include "3D_SCAN.h"
#include <math.h>
#include "MainFrm.h"
#include "cv.h"
#include "highgui.h"
#include <io.h>
#include <fcntl.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
//void InitConsole() ;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMainFrame
IMPLEMENT_DYNCREATE(CMainFrame, CFrameWnd)
#define WM_READY WM_USER+500 //自定义消息
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)
//{{AFX_MSG_MAP(CMainFrame)
ON_WM_CREATE()
ON_MESSAGE(WM_SNAP_CHANGE, OnSnapChange)
ON_WM_CLOSE()
ON_COMMAND(ID_STARTSNAP, OnStartsnap)
ON_COMMAND(ID_STOPSNAP, OnStopsnap)
ON_COMMAND(IDC_ScanSet, ScanSet)
//ON_COMMAND(IDC_BUTTON_OK, OnOK)
ON_MESSAGE(WM_READY, Scan)
ON_COMMAND(ID_EDIT_ScanStart,OnStartscan)
//ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_STARTSNAP, OnUpdateStartscan)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_STARTSNAP, OnUpdateStartsnap)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_STOPSNAP, OnUpdateStopsnap)
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
#define MY_ZERO 0.000000001
//const
const HV_RESOLUTION Resolution = RES_MODE0;
const HV_SNAP_MODE SnapMode = CONTINUATION;
const HV_BAYER_LAYOUT Layout = BAYER_GR;
const HV_BAYER_CONVERT_TYPE ConvertType = BAYER2RGB_NEIGHBOUR;
const long Gain = 8;
const long ExposureTint_Upper = 60;
const long ExposureTint_Lower = 1000;
const long ADCLevel = ADC_LEVEL2;
const int XStart = 0;
const int YStart = 0;
const int Width =1280; //800;
const int Height = 1024;//600;
static bool canny=false;
unsigned int my_flag;
unsigned char Port=10;
//double data[1000][Height];
#define BaudRate B9600//波特率
#define DataBits BIT_8 //数据位
#define Parity P_NONE //效验位
#define StopBits STOP_1 //停止位
/*******三角测距参数*******/
#define FS 1585
#define PIX_SIZE 0.005396
#define PIX_OFF 0.7968
#define DIST_OFF 22.65
#define LaserAngle 1.1345
#define f 8
#define rotation_r 100
#define PI 3.1415927
/******************************/
int Scan_num; //扫描序列号
#define Num 2
#define num '2'
#define Scan_step 0.1*PI/180 //扫描步进角度
#define Scan_total 250//500/Num //扫描总次数
#define dataout "C:\\Users\\ZLK\\Desktop\\output\\data.asc"
/*****测量结果结构体数组*****/
struct result
{
float X;
float Y;
float Z;
}Scan_result[Scan_total][Height];
/***********************************************************/
static UINT indicators[] =
{
ID_SEPARATOR, // status line indicator
ID_INDICATOR_CAPS,
ID_INDICATOR_NUM,
ID_INDICATOR_SCRL,
};
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMainFrame construction/destruction
CMainFrame::CMainFrame()
{
// TODO: add member initialization code here
//InitConsole() ;
/*
* 初始化所有成员变量,同时打开数字摄像机
*/
HVSTATUS status = STATUS_OK;
m_bStart = FALSE;
m_pBmpInfo = NULL;
m_pRawBuffer = NULL;
m_pImageBuffer = NULL;
DisplayBuffer = NULL;
for(int i=0;i<256;i++)
{
m_pLutR[i] = i;
m_pLutG[i] = i;
m_pLutB[i] = i;
}
// 打开数字摄像机 1
status = BeginHVDevice(1, &m_hhv);
// 检验函数执行状态,如果失败,则返回错误状态消息框
HV_VERIFY(status);
}
CMainFrame::~CMainFrame()
{
HVSTATUS status = STATUS_OK;
// 关闭数字摄像机,释放数字摄像机内部资源
status = EndHVDevice(m_hhv);
HV_VERIFY(status);
// 回收图像缓冲区
delete []m_pRawBuffer;
delete []m_pImageBuffer;
delete []DisplayBuffer;
}
int CMainFrame::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
if (CFrameWnd::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)
return -1;
/*
* 初始化数字摄像机硬件状态,用户也可以在其他位置初始化数字摄像机,
* 但应保证数字摄像机已经打开,建议用户在应用程序初始化时,
* 同时初始化数字摄像机硬件。
*/
// 设置数字摄像机分辨率
HVSetResolution(m_hhv, Resolution);
// 采集模式,包括 CONTINUATION(连续)、TRIGGER(外触发)
HVSetSnapMode(m_hhv, SnapMode);
// 设置各个分量的增益
for (int i = 0; i < 4; i++){
HVAGCControl(m_hhv, RED_CHANNEL + i, Gain);
}
// 设置曝光时间
SetExposureTime(Width,ExposureTint_Upper,ExposureTint_Lower);
// 设置ADC的级别
HVADCControl(m_hhv, ADC_BITS, ADCLevel);
/*
* 视频输出窗口,即视频输出范围,输出窗口取值范围必须在输入窗口范围以内,
* 视频窗口左上角X坐标和窗口宽度应为4的倍数,左上角Y坐标和窗口高度应为2的倍数
* 输出窗口的起始位置一般设置为(0, 0)即可。
*/
HVSetOutputWindow(m_hhv, XStart, YStart, Width, Height);
// m_pBmpInfo即指向m_chBmpBuf缓冲区,用户可以自己分配BTIMAPINFO缓冲区
m_pBmpInfo = (BITMAPINFO *)m_chBmpBuf;
// 初始化BITMAPINFO 结构,此结构在保存bmp文件、显示采集图像时使用
m_pBmpInfo->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
// 图像宽度,一般为输出窗口宽度
m_pBmpInfo->bmiHeader.biWidth = Width/2;
// 图像宽度,一般为输出窗口高度
m_pBmpInfo->bmiHeader.biHeight = Height/2;
/*
* 以下设置一般相同,
* 对于低于8位的位图,还应设置相应的位图调色板
*/
m_pBmpInfo->bmiHeader.biPlanes = 1;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biBitCount = 24;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biSizeImage = 0;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biXPelsPerMeter = 0;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biYPelsPerMeter = 0;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biClrUsed = 0;
m_pBmpInfo->bmiHeader.biClrImportant = 0;
/*
* 分配原始图像缓冲区,一般用来存储采集图像原始数据
* 一般图像缓冲区大小由输出窗口大小和视频格式确定。
*/
m_pRawBuffer = new BYTE[Width * Height];
ASSERT(m_pRawBuffer);
/*
分配Bayer转换后图像数据缓冲
*/
m_pImageBuffer = new BYTE[Width * Height * 3];
DisplayBuffer = new BYTE[Width/2 * Height/2 * 3];
ASSERT(m_pImageBuffer);
ASSERT(DisplayBuffer);
return 0;
}
BOOL CMainFrame::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)
{
if( !CFrameWnd::PreCreateWindow(cs) )
return FALSE;
// TODO: Modify the Window class or styles here by modifying
// the CREATESTRUCT cs
return TRUE;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMainFrame diagnostics
#ifdef _DEBUG
void CMainFrame::AssertValid() const
{
CFrameWnd::AssertValid();
}
void CMainFrame::Dump(CDumpContext& dc) const
{
CFrameWnd::Dump(dc);
}
#endif //_DEBUG
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMainFrame message handlers
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnSnapexOpen()
{
// TODO: Add your command handler code here
HVSTATUS status = STATUS_OK;
/*
* 初始化数字摄像机采集图像到内存的控制,
* 指定回调函数SnapThreadCallback和用户参数m_hWnd
*/
status = HVOpenSnap(m_hhv, SnapThreadCallback, m_hWnd);
HV_VERIFY(status);
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnSnapexStart()
{
// TODO: Add your command handler code here
HVSTATUS status = STATUS_OK;
/*
* 启动数字摄像机采集图像到内存
*/
BYTE *ppBuf[1];
ppBuf[0] = m_pRawBuffer;
status = HVStartSnap(m_hhv, ppBuf,1);
HV_VERIFY(status);
if (HV_SUCCESS(status)) {
m_bStart = TRUE;
}
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnSnapexStop()
{
// TODO: Add your command handler code here
HVSTATUS status =STATUS_OK;
// 停止采集图像到内存,可以再次调用HVStartSnapEx启动数字摄像机采集
status = HVStopSnap(m_hhv);
HV_VERIFY(status);
if (HV_SUCCESS(status)) {
m_bStart = FALSE;
}
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnSnapexClose()
{
// TODO: Add your command handler code here
HVSTATUS status = STATUS_OK;
/*
* 终止数字摄像机采集图像到内存,同时释放所有采集环境,
* 再次启动数字摄像机采集,必须重新初始化
*/
status = HVCloseSnap(m_hhv);
HV_VERIFY(status);
if (HV_SUCCESS(status)) {
m_bOpen = FALSE;
m_bStart = FALSE;
}
}
/***********************************************************/
int CALLBACK CMainFrame::SnapThreadCallback(HV_SNAP_INFO *pInfo)
{
HWND hwnd = (HWND)(pInfo->pParam);
/*
* 发送自定义消息WM_SNAP_EX_CHANGE到主窗口,
* 同时传入当前可以处理的图像序号
* 注意:用SendMessage发送消息,必须等待消息处理完毕后,才能退出整个SendMessage函数
*/
::SendMessage(hwnd, WM_SNAP_CHANGE, 0, 0);
return 1;
}
/***********************************************************/
LRESULT CMainFrame::OnSnapChange(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HVSTATUS status = STATUS_OK;
CView *pView = GetActiveView(); //获取当前VIEW视图
CDC *pDC = pView->GetDC(); //得到VIEW的DC
// 将原始图像数据进行Bayer转换,转换后为24位。
ConvertBayer2Rgb(m_pImageBuffer,m_pRawBuffer,Width,Height,ConvertType,m_pLutR,m_pLutG,m_pLutB,true,Layout);
//同时将原始数据进行上下翻转
Resize();
//在视图客户区显示图像
StretchDIBits(pDC->GetSafeHdc(),
0,
0,
Width/2, //显窗口宽度
Height/2, //显示窗口高度
0,
0,
Width/2, //图像宽度
Height/2, //图像高度
DisplayBuffer, //图像缓冲区
m_pBmpInfo, //BMP图像描述信息
DIB_RGB_COLORS,
SRCCOPY
);
pView->ReleaseDC(pDC);
return 1;
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnClose()
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
/*
* 用户在没有通过菜单项正常关闭数字摄像机采集,
* 而直接关闭应用程序时,应保证数字摄像机采集被关闭
*/
if (m_bOpen) {
HVCloseSnap(m_hhv);
}
CFrameWnd::OnClose();
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::SetExposureTime(int nWindWidth,long lTintUpper,long lTintLower)
{
int size = sizeof(HVTYPE);
HVTYPE type;
HVGetDeviceInfo(m_hhv,DESC_DEVICE_TYPE, &type, &size);
//When outputwindow changes, change the exposure
//请参考曝光系数转换公式
long lClockFreq = 24000000;
int nOutputWid = nWindWidth;
double dExposure = 0.0;
double dTint = max((double)lTintUpper/(double)lTintLower,MY_ZERO);
if(type == MV1300UCTYPE || type == MV1301UCTYPE)
{
long lTb = 0;
dExposure = (dTint* lClockFreq + 180.0)/((double)nOutputWid + 244.0 + lTb);
}
else
{
long lTb = 0;
dExposure = (dTint* lClockFreq + 180.0)/((double)nOutputWid + 305.0 + lTb) + 1 ;
}
if (dExposure > 16383)
dExposure = 16383;
HVAECControl(m_hhv, AEC_EXPOSURE_TIME, (long)dExposure);
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnStartsnap()
{
// TODO: Add your command handler code here
OnSnapexOpen();
OnSnapexStart();
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnUpdateStartsnap(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable( !m_bStart);
pCmdUI->SetCheck(m_bStart);
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnStopsnap()
{
// TODO: Add your command handler code here
OnSnapexStop();
OnSnapexClose();
CView *pView = GetActiveView(); //获取当前VIEW视图
CDC *pDC = pView->GetDC(); //得到VIEW的DC
RECT rect;
GetClientRect(&rect);
pDC->FillSolidRect(&rect, RGB(255, 255, 255));
pView->ReleaseDC(pDC);
}
/***********************************************************/
void CMainFrame::OnUpdateStopsnap(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable( m_bStart);
}
/***********************************************************/
/******************将图片缩小至640*512方便显示***********************/
void CMainFrame::Resize()
{
CvSize cvSize;
cvSize.width = Width;
cvSize.height = Height;
//生成支持OPENCV的IPLIMAGE数据结构,并使用相机采集的图像数据初始化
IplImage *iplImage = cvCreateImageHeader(cvSize,IPL_DEPTH_8U,3);
cvSetData(iplImage,m_pImageBuffer,Width*3);
CvSize my_cvSize; //新图片尺寸
my_cvSize.width = Width/2;
my_cvSize.height = Height/2;
IplImage *iplgraytemp = cvCreateImage(my_cvSize,IPL_DEPTH_8U,3); //新图片矩阵
cvResize(iplImage,iplgraytemp,CV_INTER_NN);
//从LPLIMAGE数据结构中提取图像数据
memcpy(DisplayBuffer,(BYTE*)iplgraytemp->imageData,Height/2*Width/2*3);
//释放申请的图象空间
cvReleaseImage(&iplgraytemp);
}
/*void InitConsole()
{
int nRet= 0;
FILE* fp;
AllocConsole();
nRet= _open_osfhandle((long)GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), _O_TEXT);
fp = _fdopen(nRet, "w");
*stdout = *fp;
setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);
} */
/**************串口中断回调函数***************/
VOID CALLBACK CntIrq(int port)
{
if(::AfxGetMainWnd())
{
if(::AfxGetMainWnd()->m_hWnd)
{
::PostMessage(::AfxGetMainWnd()->m_hWnd,WM_READY,0,0);
}
}
}
/******************* Start Scan ***************/
void CMainFrame:: OnStartscan()
{
if(SIO_OK!=sio_open(Port))
{
MessageBox("串口打开错误");
return;
}
else
{
sio_ioctl(Port,BaudRate,DataBits | StopBits | Parity);
sio_cnt_irq(Port,CntIrq,1);
}
Scan_num=0;
OnBtnSend(num);
//OnBtnSend('1');
}
/* void CMainFrame:: OnUpdateStartscan(CCmdUI* pCmdUI)
{
pCmdUI->Enable( !m_bOpen);
pCmdUI->SetCheck(m_bOpen);
}
*/
/****************************************************/
/**********扫描函数**********************/
void CMainFrame::Scan()
{
CView *pView = GetActiveView(); //获取当前VIEW视图
CDC *pDC = pView->GetDC(); //得到VIEW的DC
CString cs;
cs.Format("%d",Scan_num+1);
pDC->TextOut(0,Height/2,cs,cs.GetLength());
pView->ReleaseDC(pDC);
int i,k;
unsigned char MAX=0;
int MAX_i=0;
unsigned char seq[3];
float peak;
float distance;
float Phi;
//float Theta;
float Z;
float L1,L2,L3,L4;
float r;
uchar* ptr;
HVSTATUS status =STATUS_OK;
/********采集单帧图像**********/
unsigned char *ppbuffer[1];
ppbuffer[0]=m_pRawBuffer;
status =HVSnapShot(m_hhv,ppbuffer,1);
HV_VERIFY(status);
/********显示当前帧************/
OnSnapChange(NULL,NULL);
//生成支持OPENCV的IPLIMAGE数据结构,并使用相机采集的图像数据初始化//
CvSize cvSize;
cvSize.width = Width;
cvSize.height = Height;
IplImage *iplImage = cvCreateImageHeader(cvSize,IPL_DEPTH_8U,3);
cvSetData(iplImage,m_pImageBuffer,Width*3);
//申请灰度空间,将BGR格式转化为灰度数据
IplImage *iplgray = cvCreateImage(cvGetSize(iplImage),IPL_DEPTH_8U,1);
cvCvtColor(iplImage,iplgray,CV_BGR2GRAY);
for(k=0;k<Height;k++)
{
ptr=(uchar*)(iplgray->imageData+k*iplgray->widthStep);
for(i=0;i<Width;i++)
for(i=0;i<Width;i++)
{
if( ptr[i]>=MAX)
{
MAX=ptr[i];
MAX_i=i;
}
}
if(MAX<=50)
{
Scan_result[Scan_num][k].X=0;
Scan_result[Scan_num][k].Y=0;
Scan_result[Scan_num][k].Z=0;
continue;
}
if(MAX_i<=1)
seq[2]=0;
else
seq[2]=ptr[MAX_i-1];
seq[1]=ptr[MAX_i];
if(MAX_i>=Width)
seq[0]=0;
else
seq[0]=ptr[MAX_i+1];
//peak=1/2*(log(seq[0])-log(seq[2]))/(log(seq[0])-2*log(seq[1])+log(seq[2]))+Width-MAX_i;
peak=(seq[2]-seq[0])/(seq[0]+seq[1]+seq[2])+Width-MAX_i;
//peak=(2*ptr[MAX_i-2]+ptr[MAX_i-1]-ptr[MAX_i+1]-2*ptr[MAX_i+2])/(ptr[MAX_i+2]+ptr[MAX_i+1]+ptr[MAX_i]+ptr[MAX_i-1]+ptr[MAX_i-2])+Width-MAX_i;
/************************计算某行扫描结果*****************************************/
distance=FS/(PIX_SIZE*peak+ PIX_OFF)+DIST_OFF;
if(distance>1800)
{
Scan_result[Scan_num][k].X=0;
Scan_result[Scan_num][k].Y=0;
Scan_result[Scan_num][k].Z=0;
continue;
}
//Theta=atan((k-Height/2)*PIX_SIZE/f);
Z=(distance-DIST_OFF)*(Height/2-k)*PIX_SIZE/f;
L1=sqrt(distance*distance+Z*Z);
L3= distance*tan(PI/2- LaserAngle);
L2= sqrt(L1*L1+L3*L3);
L4= sqrt(L3*L3+distance*distance);
r= sqrt( (L3-rotation_r)*(L3-rotation_r)+distance*distance);
Phi=Scan_num*Scan_step+PI/2-acos( (rotation_r*rotation_r+r*r-L4*L4)/2.0f/rotation_r/r);
Scan_result[Scan_num][k].X=r*cos(Phi);
Scan_result[Scan_num][k].Y=r*sin(Phi);
Scan_result[Scan_num][k].Z=Z;
/****************************************************************************/
}
cvReleaseImage(&iplgray);
/************如果扫描完成,关闭串口,并输出数据********/
if(Scan_num==Scan_total-1)
{
MessageBox("扫描完成");
Scan_num=0;
OnBtnSend('2');
//OnBtnSend('2');
sio_close(Port); //关闭串口
/*************数据输出**************/
char* fileName=dataout;
CString strtemp;
CFile file;
CFileException fileException;
if(!file.Open(fileName,CFile::modeCreate | CFile::modeWrite, &fileException))
{
CString errorInfo;
errorInfo.Format("不能打开文件%s,错误:%u\n",fileName,fileException.m_cause);
MessageBox(errorInfo,"错误",MB_OK|MB_ICONERROR);
return;
}
for(i=0;i<Scan_total;i++)
for(k=0;k<Height;k++)
{
if(Scan_result[i][k].X==0 & Scan_result[i][k].Y==0 & Scan_result[i][k].Z==0)
continue;
else
{ strtemp.Format("%.3f, %.3f, %.3f\r\n\r\n",Scan_result[i][k].X,Scan_result[i][k].Y,Scan_result[i][k].Z);
file.Write(strtemp,strtemp.GetLength());
}
}
file.Close();
MessageBox("已成功输出数据","信息",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
return;
}
/**********扫描未完成,发送串口指令***********/
else
{
OnBtnSend('1');
//OnBtnSend('1');
Scan_num=Scan_num+1;
}
}
/***********************串口发送函数*****************************/
void CMainFrame::OnBtnSend(unsigned char message)
{
// TODO: Add your control notification handler code here
sio_putch(Port,message); //发送
}
void CMainFrame::ScanSet()
{
CView *pView = GetActiveView(); //获取当前VIEW视图
CDC *pDC = pView->GetDC(); //得到VIEW的DC
CString cs;
cs.Format("%d",100);
pDC->TextOut(0,Height/2,cs,cs.GetLength());
pView->ReleaseDC(pDC);
/*//MessageBox("已成功输出数据","信息",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);
char* fileName="E:\\程序\\3D_SCAN\\Data_Out\\data.asc";
CString strtemp;
CFile file;
CFileException fileException;
if(!file.Open(fileName,CFile::modeCreate | CFile::modeWrite, &fileException))
{
CString errorInfo;
errorInfo.Format("不能打开文件%s,错误:%u\n",fileName,fileException.m_cause);
MessageBox(errorInfo,"错误",MB_OK|MB_ICONERROR);
return;
}
int i, j,k;
for(k=0;k<100;k++)
for(i=0;i<100;i++)
for(j=0;j<100;j++)
{
strtemp.Format("%d,%d,%d\r\n\r\n",i,j,k);
file.Write(strtemp,strtemp.GetLength());
}
file.Close();
*/
}