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    基于TI DLP4500的结构光3D扫描系统是由德州仪器开发并开源的一套3D扫描参考设计方案,该设计包含了DLP4500光机,工业相机,以及相应的软件和算法,最终结果可以输出点云数据。

    作为参考设计,用户可以根据这套软硬件系统快速搭建一套结构光3D扫描方案。

    基于DLP4500的结构光3DScan系统搭建

    目录

    一、准备工作

    1.硬件需求

    2.软件下载

    二、软件安装及环境配置

    1.安装doxygen

    2.安装QT

    3.配置MinGW的环境变量

    4.安装CMake

    5.安装并编译OpenCV

    6.安装ALC-SDK

    7.安装Flycapture

    8.编译ALC-SDK

    9.编译TIDA-000254参考设计


    一、准备工作

    1.硬件需求

    电脑一台,要求win7 x86 sp1操作系统,x64的系统可能会出现编译不成功的现象,各位有需求的话可以自行尝试。

    其他硬件部分,可以参考我的另一篇文章《基于DLP4500的结构光3DScan系统搭建》

    2.软件下载

     

    二、软件安装及环境配置

    1.安装doxygen

    Tips:Doxygen是一种开源跨平台的,以类似JavaDoc风格描述的文档系统,完全支持C、C++、Java、Objective-C和IDL语言,部分支持PHP、C#。注释的语法与Qt-Doc、KDoc和JavaDoc兼容。Doxygen可以从一套归档源文件开始,生成HTML格式的在线类浏览器,或离线的LATEX、RTF参考手册。

    Doxygen的安装没什么特别的,按照提议选择下一步,直至安装完成即可。

     

    图1.1 安装Doxygen

     

    图1.2 安装Doxygen

     

    图1.3 安装Doxygen

     

    图1.4 安装Doxygen

     

    图1.5 安装Doxygen

     

    图1.6 安装Doxygen

     

    图1.7 安装Doxygen

     

    图1.8 安装Doxygen

    2.安装QT

    Tips:QT是一个由Qt Company于1991年开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序,也可用于开发非GUI程序(比如控制台工具和服务器)。QT是面向对象的框架,使用特殊的代码生成扩展(称为元对象编译器(Meta Object Compiler,moc))以及一些宏。

    2.1 双击打开QT安装包进行安装,选择下一步。

     

    图2.1 安装QT

    2.2 选择安装路径,此处注意最好不要有中文,也不要有空格或者特殊字符。

     

    图2.2 安装QT

    2.3 此处需注意,要勾选MinGW4.8.2编译器。

     

    图2.3 安装QT

     

    图2.4 安装QT

     

    图2.5 安装QT

     

    图2.6 安装QT

     

    3.配置MinGW的环境变量

    Tips:MinGW,是MinimalistGNUfor Windows的缩写。它是一个可自由使用和自由发布的Windows特定头文件和使用GNU工具集导入库的集合,允许你在GNU/Linux和Windows平台生成本地的Windows程序而不需要第三方C运行时(C Runtime)库。MinGW 是一组包含文件和端口库,其功能是允许控制台模式的程序使用微软的标准C运行时(C Runtime)库(MSVCRT.DLL),该库在所有的 NT OS 上有效,在所有的Windows 95发行版以上的 Windows OS 有效,使用基本运行时,你可以使用 GCC 写控制台模式的符合美国标准化组织(ANSI)程序,可以使用微软提供的 C 运行时(C Runtime)扩展,与基本运行时相结合,就可以有充分的权利既使用 CRT(C Runtime)又使用 WindowsAPI功能。

    3.1 在文件管理器中打开QT的安装目录,并找到MinGW的\bin文件夹,复制该路径。

     

    图3.1 MinGW环境配置

    3.2 在控制面板中找到系统设置,点击高级系统设置

     

    图3.2 MinGW环境配置

    3.3 在弹出的系统属性窗口,切换到高级标签页,再点击环境变量

     

    图3.3 MinGW环境配置

    3.4 系统变量选择Path,点击编辑。

     

    图3.4 MinGW环境配置

    3.5 在弹出的编辑系统变量窗口,在输入框变量值的最后,添加英文输入法下的分号,然后粘贴刚才复制的QT路径,点击确定即可。

     

    图3.5 MinGW环境配置

     

    4.安装CMake

    Tips:CMake是一个跨平台的安装(编译)工具,可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。他能够输出各种各样的makefile或者project文件,能测试编译器所支持的C++特性,类似UNIX下的automake。只是 CMake 的组态档取名为 CMakeLists.txt。Cmake 并不直接建构出最终的软件,而是产生标准的建构档(如 Unix 的 Makefile 或 Windows Visual C++ 的 projects/workspaces),然后再依一般的建构方式使用。这使得熟悉某个集成开发环境(IDE)的开发者可以用标准的方式建构他的软件,这种可以使用各平台的原生建构系统的能力是 CMake 和 SCons 等其他类似系统的区别之处。

    按照图示直至安装完成即可。

     

    图4.1 安装CMake

     

    图4.2 安装CMake

     

    图4.3 安装CMake

     

    图4.4 安装CMake

     

    图4.5 安装CMake

     

    图4.6 安装CMake

     

    5.安装并编译OpenCV

    Tips:开源计算机视觉(OpenCV)是一个主要针对实时计算机视觉的编程函数库。 最初由英特尔开发,后来由柳树车库(Willow Garage)支持,后来由伊塞兹(Itseez)支持(后来被英特尔收购)。该库是跨平台的,根据开源BSD许可证免费使用。OpenCV支持深度学习框架TensorFlow、Torch/PyTorch和Caffe。

    5.1 选择一个路径来解压OpenCV安装包。

     

    图5.1 编译OpenCV

    5.2 解压过程中。

     

    图5.2 编译OpenCV

    5.3 解压完成后,在开始菜单输入cmake,在搜索结果中选择CMake(cmake-gui)并打开。

     

    图5.3 编译OpenCV

    5.4 CMake-GUI打开后如下图所示。

     

    图5.4 编译OpenCV

    5.5 点击Browse Source选择步骤5.1解压的opencv的source路径,注意勾选Grouped

     

    图5.5 编译OpenCV

    5.6 点击步骤5.5中Browse Build选择opencv编译生成的文件路径,此处需要新建一个文件夹来保存创建的文件。

     

    图5.6 编译OpenCV

    5.7 点击Configure按钮进行配置。

     

    图5.7 编译OpenCV

    5.8 在弹出的对话框中,选择MinGW Makefiles

     

    图5.8 编译OpenCV

    5.9 选择Use default native compilers,并点击Finish完成配置。

     

    图5.9 编译OpenCV

    5.10 如果有错误提示,检查步骤3中的MinGW环境变量是否配置无误。如无错误提示,将出现如下Configure done的提示,代表配置成功。

     

    图5.10 编译OpenCV

    5.11 找到CMAKE_CONFIGUEATION_TYPES,双击并输入Release,然后点击Generate按钮,无错误提示代表成功。

     

    图5.11 编译OpenCV

    5.12 在文件管理器中,找到编译生成的OpenCV文件夹,在路径位置输入cmd并点击回车

     

    图5.12 编译OpenCV

    5.13 在弹出的窗口中,输入mingw-32 make,并点击回车运行。

     

    图5.13 编译OpenCV

    5.14 编译过程需要较长时间,请耐心等待,编译无误并完成的情形如下图所示。

     

    图5.14 编译OpenCV

    5.15 编译完之后,输入mingw32-make install,并点击回车运行。

     

    图5.15 编译OpenCV

    5.16 无错误提示即代表编译完成。

     

    图5.16 编译OpenCV

     

    6.安装ALC-SDK

    Tips:ALC-SDK是德州仪器针对DLP3000、DLP4500和DLP6500开发的一套通用的3DScan参考设计的软件方案, 系统标定,点云生成及预览等功能。

    按照提示安装ALC-SDK直至安装完成即可。

     

    图6.1 安装ALC-SDK

     

    图6.2 安装ALC-SDK

     

    图6.3 安装ALC-SDK

     

    图6.4 安装ALC-SDK

     

    图6.5 安装ALC-SDK

     

    图6.6 安装ALC-SDK

     

    7.安装Flycapture

    Tips:Flycapture是PointGrey公司针对工业相机开发的一套应用程序,2016年PointGrey公司被FLIR公司收购,目前部分早期的相机型号已不太好买到,包括本参考设计所使用的相机,新搭建系统的用户可能需要选择其他型号相机来搭建系统。

    按照图示安装此软件直至安装完成即可。

     

    图7.1 安装Flycapture

     

    图7.2 安装Flycapture

     

    图7.3 安装Flycapture

     

    图7.4 安装Flycapture

     

    图7.5 安装Flycapture

     

    图7.6 安装Flycapture

     

    图7.7 安装Flycapture

     

    图7.8 安装Flycapture

     

    图7.9 安装Flycapture

     

    图7.10 安装Flycapture

     

    图7.11 安装Flycapture

     

    图7.12 安装Flycapture

     

    图7.13 安装Flycapture

     

    图7.14 安装Flycapture

     

    8.编译ALC-SDK

    8.1 如图8-1所示,新建文件夹DLP-ALC-LIGHTCRAFTER-SDK-2.0_bld。

     

    图8.1 新建文件夹

    8.2 打开CMake,分别点击Browse Source Browse Build,选择相应的文件夹。其中Browse Source选择步骤6中安装的ALC_SDK路径Browse Build选择步骤8.1中新建的文件夹。注意保持Grouped勾选。

     

    图8.2 选择source 和 Build the binaries路径

    8.3 点击Configure按钮,弹出窗口,选择如图8.3所示,点击Finish

     

    图8.3 点击Configuire

    8.4 如弹出如图8.4的error窗口,你需要选择CMake的路径为正确的位置,即步骤5中编译的OpenCV的路径。

     

    图8.4 错误提示

    8.5 OpenCV_DIR选择编译生成的OpenCV的文件夹路径。

     

    图8.5 重新选择OpenCV文件夹路径

    8.6 如果事先没有安装Flycapture软件,则configure时会提示相关的文件没有找到,需先安装Flycapture然后再来Configure

    图8.6 未安装Flycapture错误提示

    8.7 如以上错误都修正了,点击Configure完成配置。

     

    图8.7 configure完成

    8.8 点击Generate完成配置,无错误信息表示配置完成。

     

    图8.8 Generate完成

    8.9 在文件管理器中打开步骤8.8编译生成的文件的路径。

     

    图8.9 打开ALC_SDK编译的路径

    8.10 在路径位置输入cmd,并点击回车

     

    图8.10 输入cmd

    8.11 在弹出的窗口输入mingw32-make,并点击回车

     

    图8.11 输入mingw32-make

    8.12 编译完成的正确提示如图8.12所示。此时在编译路径下会生成DLP_SDK_Documentation.html文件。

     

    图8.12 ALC_SDK编译完成

    8.13 打开QT安装目录,并找到Qt>Qt5.3.2>Tools>mingw482_32>bin文件夹,找到并复制libgcc_s_dw2-1.dll, libstdc++-6.dll, and libwinpthread-1.dll这3个文件。

     

    图8.13 复制3个库文件

    8.14 将上一步复制的3个库文件粘贴到编译的ALC_SDK的bin文件夹下。

     

    图8.14 复制库文件到编译好的ALC-SDK目录下

    到这里,ALC-SDK已经编译完成,所有准备工作基本完成,下一步编译不同DLP产品的3DSCAN源码即可,本文以DLP4500的参考设计TIDA-000254为例。

    9.编译TIDA-000254参考设计

    9.1 TIDA-000254参考设计方案的编译作为演示。

    步骤8中,ALC_SDK已经编译完成,用户可以根据自己的需求,来修改部分代码,已实现自己所需的效果。如可更换不同型号的相机,或者采用不同算法的结构光方案等。

     

     

    图9.1 编译TIDA-000254参考设计

    9.2 打开CMake,分别点击Browse SourceBrowse Build来选择源代码及编译成成的文件路径。其中source路径一般为TexasInstruments-DLP\DLP-ALC-LIGHTCRAFTER-SDK-2.0\TIDA-00254_LCr4500_MachineVision\src,编译生成的路径需要自己新建文件夹

     

    图9.2 选择源代码及编译文件保存路径

    9.3 选择编译器。

     

    图9.3 选择编译器

    9.4 点击configure按钮来配置,如有下图所示报错,需要选择DLP_SDK的文件目录,此处需选择正确的路径,该路径为步骤8.1中的新建文件夹

     

    图9.4 DLP_SDK路径错误提示

    9.5 重新配置DLP_SDK路径后,再次点击configure按钮,无错误提示表示配置成功。

     

    图9.5 configure完成

    9.6 点击Generate按钮,无错误提示表示已生成所需文件。

     

    图9.6 Generate完成

    9.7 打开文件管理器,进入到ALC-SDK编译生成的文件夹目录。

     

    图9.7 打开ALC_ADK编译的文件目录

    9.8 在路径位置输入cmd,并点击回车

     

    图9.8 输入cmd

    9.9 弹出的窗口如下图所示。

     

    图9.9 弹出窗口

    9.10 在弹出的窗口中输入mingw32-make,并点击回车按钮。

     

    图9.10 输入mingw32-make

    9.11 回车之后运行完毕,无错误信息表示编译成功。

     

    图9.11 编译完成

    9.12 编译生成的文件DLP_LightCrafter_4500_3D_Scan_Application.exe图9.12所示。

     

    图9.12 生成可执行文件

    9.13 双击打开生成的可执行文件运行即可,本截图由于没有连接设备,因此有错误信息提示,正常连接设备即可。

     

    图9.13 运行可执行文件


    至此已全部完成,以上步骤由本人亲测并对每个详细步骤进行截图,严禁未经允许私自转载,如有转载需求,请联系作者获取许可。

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    基于DLP微镜芯片组的工业投影模块非常适用于需要可编程高速光图形的解决方案。精密的光学设计和结构设计,可以保证高质量的投影效果;主控制板与光机模块一体化设计,从而实现像素级精准光控制。体积小巧、工作距离适中以及接口标准化,便于用户使用和集成。
    DLP3010工业级光机
    产品特点
    产品参数
    产品图示DLP_Tech微信公众号

    展开全文
  • DLP 4500EVM记录一下学习摸索的过程。

    实验室买回来的DLP 4500EVM,记录一下学习摸索的过程。

     

    DLP配套的说明、GUI等等都可以在TI官网上找到,这里放一个合集:https://e2echina.ti.com/question_answer/dlp_mems/f/106/t/168328

     

    GUI有可能遇到win10不兼容的情况,不过下载最新版本,我基本没遇到过类似问题。

    DLP4500EVM有3种运行模式,Pattern Sequence和Pattern Sequence[Variable Exposure]都是投影出你所要的pattern,Video Mode模式就是连接设备上的mini hdmi使用。

     

    Pattern创建

    DLP要求所有pattern的尺寸必须是912*1140,然后再GUI的Image/Firmware中的Create Images下,设置pattern的输入输出路径,选择位深度,这一步我认为主要是为了可以设置对应像素的RGB值,将所有位都Add to Output File之后就可以生成你目标的pattern了。

     

    固件建立

     创建好所有pattern后需要将它们烧录进DLP的flash里面,提前需要下载它的固件https://www.ti.com/tool/DLPR350

    固件烧录之前需要建立包含你创建的pattern的固件,对应位置是Image/Firmware中的Firmware Build,按照以下步骤建立:

    1.选择下载后解压安装的固件,在Firmware File输入对应的地址,DLPR350PROM_v4.1.0.bin,建议把这个bin文件备个份,免得哪一次搞错了,还有得补救。

    2.Select INI file指投影的pattern的方案solution,可有可无,可以通过下面的Select INI file选择对应的文件,初始版本是固件所在文件夹中的Default.ini。

    3.Add Firmware Tag,顾名思义就是给你新建的这个bin文件所取的名字。

    4.选择序号,对应flash中已有pattern的序号,可以通过Change或者Remove修改或者移除掉原有的pattern,然后Add进你要烧录进Flash的pattern。

    5.Save Update保存这一个bin文件。

     

    固件烧录 

    建立好相应的bin文件后,到Image/Firmware中的Firmware Upload进行烧录。Firmware File就是刚刚建立的bin文件,选择后可以直接Upload,两个小勾的选项可以默认,勾上的话烧录速度会快一点。等待烧录完成,pattern就会烧写进DLP的flash中了。

     

     Pattern投影

    将需要的pattern烧录进DLP后,下一步就是设置投影方式了。要投影pattern必须是在Pattern Sequence或者Pattern Sequence[Variable Exposure]模式下,区别在于后者可以独立设置每一个pattern的曝光时间和间隔。

    在Video Mode中,可以在Source Select里面选择Images From Flash以及对应pattern的序号,来投影单个pattern。

     

    在Pattern Sequence下的Sequence Setting或者Sequence Setting[Variable Exposure]下设置pattern的投影方案,两个设置对应Pattern Sequence或者Pattern Sequence[Variable Exposure]两个模式,根据需要去对应位置设置就好。

    根据以上顺序,先选择颜色和触发方式,选择pattern的序号,设置位深度,单击对应的位置,点Add Pattern to Sequence,直到完成全部pattern的设置,Timing位置是pattern的曝光时间和两个pattern之间的间隔,按需求设置,最后Send。不过建议可以Save Solution,把这一个投影方案保存下来,以后用到的话可以直接Apply Solution,也可以直接烧录进固件中作为默认模式。

    Send之后会自动跳转到 Pattern Sequence下的Pattern Sequence Start/Stop/Pause下,点Validate Sequence,然后Play即可按照你所要的方案投影pattern。

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