Adquirir Imágenes de Cámaras IP con NI CompactRIO y NI Single-Board RIO

Actualizado el Jun 4, 2021

Ambiente

Hardware

  • CompactRIO Controller
  • CompactRIO Single-Board Controller

Software

  • Vision Development Module
  • LabVIEW

Controlador

  • NI-IMAQdx
  • NI-IMAQ

Este documento discute el uso del hardware NI CompactRIO como una plataforma de visión artificial y proporciona un tutorial para agregar visión artificial a su aplicación CompactRIO. La configuración de una cámara IP en un RIO de placa única será similar al procedimiento que se describe a continuación. Para la instalación y configuración del módulo moviMED AF-1501 Serie C, consulte Visión en CompactRIO usando el capturador de fotogramas analógico MoviMED AF-1501 Serie C.

El controlador de automatización programable (PAC) NI CompactRIO es un sistema de adquisición de datos y control integrado avanzado diseñado para aplicaciones que requieren alto rendimiento y confiabilidad. Con la arquitectura abierta e integrada, el tamaño pequeño, la extrema robustez y la flexibilidad del sistema, puede utilizar hardware comercial listo para usar (COTS) para construir rápidamente sistemas integrados personalizados.

Cuando se combina con NI Vision Development Module 2009 o posterior, CompactRIO es una plataforma eficaz para aplicaciones de visión artificial en tiempo real integradas e industriales. Las áreas de uso potencial incluyen robótica autónoma, dispositivos médicos, aplicaciones de monitoreo industrial y aplicaciones integradas. Puede elegir entre dos opciones para la adquisición de imágenes en sistemas CompactRIO: (1) cámaras IP a través del software NI Vision Acquisition, y (2) cámaras analógicas a través del módulo AF-1501 Serie C fabricado por las soluciones de imágenes personalizadas moviMED .

Este artículo cubre la instalación y configuración de cámaras IP en CompactRIO. Para la instalación y configuración del módulo moviMED AF-1501 Serie C, consulte Visión en CompactRIO usando el capturador de fotogramas analógico moviMED AF-1501 Serie C.

Configuración del software CompactRIO

Para instalar el software adecuado en el hardware CompactRIO, primero debe instalarlo en la PC host. Los dos componentes necesarios son NI Vision 9.0 o posterior y el software controlador NI-IMAQdx 3.4 o posterior. Puede verificar este software en Measurement & Automation Explorer (MAX) expandiendo la pestaña de software en My System.

Una vez que haya verificado que la PC host tiene el software correcto, debe instalar ese software en su controlador CompactRIO para que pueda adquirirlo desde una cámara IP. El controlador CompactRIO debe aparecer en MAX en la pestaña Remote Systems. Expanda el destino y luego haga clic con el botón derecho en Software y seleccione Add or Remove Software. Esto abre el Asistente de software de LabVIEW Real-Time. Seleccione Instalación de software personalizada y haga clic en Next. Seleccione Yes para continuar con la instalación manual. Las dos piezas de software requeridas son NI Vision RT 9.0.0 o posterior y Soporte de cámara IP. Encuentre soporte para cámaras IP en NI-IMAQdx RT. Una vez que haya seleccionado ambos para instalar, haga clic en Next para comenzar la instalación.

Elegir una cámara IP

A partir de NI-IMAQdx 4.0, CompactRIO sólo admite oficialmente las cámaras Basler IP y Axis IP. NI vende varias cámaras IP Basler que son oficialmente compatibles con IMAQdx. Es mejor elegir una cámara de menor resolución cuando se usa el segundo puerto Ethernet del CompactRIO debido al ancho de banda limitado disponible. Las cámaras con una resolución superior a 1MP experimentarán velocidades de cuadro significativamente más lentas de lo esperado.

Configuración de IP de la cámara

Es importante configurar la dirección IP adecuada para que la cámara funcione con CompactRIO. La configuración más sencilla es colocar tanto el CompactRIO como la cámara IP en la misma subred. Si ambos dispositivos tienen una dirección IP en la misma subred, debería poder usar la cámara y CompactRIO en el mismo proyecto. Esto es especialmente útil (y necesario) si el controlador CompactRIO solo tiene un puerto Ethernet.

También es posible usar la cámara en el segundo puerto Ethernet del CompactRIO. Para esta configuración, la cámara y el segundo puerto Ethernet deben tener nuevamente una dirección IP en la misma subred. Sin embargo, ambos dispositivos deben configurarse para una dirección IP estática que se encuentre en una subred diferente a la del puerto CompactRIO principal. La configuración de la IP de la cámara puede variar según el fabricante y el modelo. Casi siempre se necesita una herramienta de software proporcionada por el fabricante para configurar la IP de la cámara. A continuación se describen las descripciones de cómo configurar la dirección IP para una cámara IP Basler o IP Axis.

Configuración de la cámara IP de Basler

Para configurar la configuración de IP de una cámara IP de Basler, se requiere el software Basler BIP Finder. Puede descargarlo del sitio web de Basler . Para configurar la cámara, debe estar ubicada en la misma subred que la computadora que ejecuta el software Basler IP Finder. De forma predeterminada, la cámara Basler ya tendrá una dirección IP y una máscara asignadas como se muestra en la siguiente figura.


Sin embargo, para que la cámara sea reconocida en el segundo puerto del controlador CompactRIO, la cámara también debe tener una configuración de IP estática. Para realizar este cambio, seleccione la cámara y luego seleccione Edit»IP Settings. Ahora tendrá la opción de ingresar una IP estática en el campo Dirección IP como se ve en la imagen a continuación.


Tenga en cuenta que esta dirección IP debe estar en la misma subred que luego establecerá para el puerto Ethernet secundario del controlador CompactRIO. Esta IP también debe estar en una subred diferente a la del puerto principal del controlador. La captura de pantalla siguiente muestra un ejemplo de la configuración IP final de la cámara Basler. Esta cámara Basler en particular puede mantener dos direcciones IP diferentes, una estática (que se usará para el controlador CompactRIO) y una dinámica (que se usa para el proceso de configuración de IP que se acaba de describir).

Configuración de la cámara IP Axis

Para configurar los ajustes de IP de una cámara IP de Axis, se debe utilizar la utilidad IP de Axis. Este software está disponible en el sitio web de Axis . Para configurar la cámara con esta utilidad, la cámara debe estar en la misma subred que la computadora que ejecuta este software. La siguiente imagen muestra el reconocimiento adecuado de una cámara Axis.


Como se describió anteriormente para las cámaras Basler, la cámara Axis debe tener una IP estática asignada para que funcione en el puerto secundario del controlador CompactRIO. Para cambiar la dirección IP, seleccione la cámara y luego seleccione el botón Assign new IP address to selected device. Esto abrirá la ventana de configuración de IP que se ve a continuación.


Recuerde que esta nueva dirección IP estática estará en la misma subred que el puerto secundario del controlador compactRIO que configuraremos más adelante. Además, la dirección IP debe ser diferente al puerto Ethernet principal del controlador. Sin embargo, al utilizar Axis IP Utility no es posible establecer una dirección IP estática que tenga una subred diferente a la del ordenador. A diferencia de las cámaras IP de Basler, las cámaras IP de Axis solo pueden tener una configuración de IP a la vez. Por lo tanto, no es posible configurar correctamente la cámara Axis para el puerto secundario de CompactRIO si la cámara, la computadora y CompactRIO residen en la misma subred.

Una solución fácil a este problema es conectar la cámara directamente al puerto Ethernet de la computadora. Normalmente, esto asignará una dirección local de enlace a la cámara. Luego puede configurar una IP estática para la cámara que tiene una dirección local de enlace y, por lo tanto, una IP en una subred diferente al puerto principal del controlador CompactRIO. A continuación se muestra una configuración de muestra que utiliza este método.

Configuración de IP de CompactRIO

Cuando haya terminado de instalar el software requerido y configurado la dirección IP de la cámara, haga clic en CompactRIO en Remote Systems para abrir Network Settings. Por defecto, el puerto Ethernet secundario en el controlador CompactRIO no está habilitado. Para permitir que este puerto funcione con una cámara IP, seleccione Advanced Ethernet Settings. Una vez que la ventana Configuración esté abierta, haga clic en la dirección MAC secundaria que aparece en Dispositivos Ethernet, cambie el modo a TCP/IP y configure la Máscara de subred en 255.255.255.0. Luego, seleccione una dirección IP que coincida con la dirección IP estática que estableció para su cámara, excepto el último número. Cuando estas configuraciones sean similares a la captura de pantalla a continuación, haga clic en OK y Yes cuando se le solicite reiniciar el sistema.

Configurar la cámara

Ahora que ha habilitado el controlador CompactRIO para usar el puerto Ethernet secundario, la cámara IP aparece junto con MAX, que se usa para configurar la cámara correctamente. Conecte la cámara al puerto secundario del controlador CompactRIO. Si el puerto Ethernet se enciende, lo ha configurado correctamente y la red debería detectar la cámara.

Bajo el módulo CompactRIO en MAX, expanda Dispositivos e Interfaces y luego expanda Dispositivos NI-IMAQdx, y debería ver la cámara IP nombrada como camX donde X es un valor asignado a su cámara por el controlador.


En la parte superior de la barra de menú, debería poder hacer clic en Snap para obtener una imagen fija o en Grab para obtener un video de la cámara.

Esta es también la pantalla donde puede cambiar los Atributos de adquisición y los Atributos de la cámara seleccionando las pestañas en la parte inferior.

Cuando pueda ver la cámara en MAX y adquirir una imagen, puede cerrar MAX. Tenga en cuenta el nombre de la cámara IP para usarla en LabVIEW (por ejemplo, cam1).

Configurando LabVIEW

Ahora que el controlador CompactRIO y la cámara IP están configurados correctamente, necesita configurar el VI de LabVIEW para usar ambas piezas de hardware.

Para hacer esto, abra un nuevo proyecto en LabVIEW yendo a File»New… Luego expanda Proyecto y seleccione Empty Project. LabVIEW luego crea un proyecto llamado Proyecto sin título 1. Cambie el nombre de este proyecto a Vision seleccionando File»Save As y escribiendo" Vision "en el nombre del archivo.

Luego, haga clic con el botón derecho en Proyecto: Vision.lvproj y seleccione New»Target and Devices ...

Expanda CompactRIO en tiempo real. Se debe incluir el nombre del controlador CompactRIO que está usando la cámara IP. Selecciónelo y haga clic en OK. Seleccione Continue - la interfaz de escaneo es aceptable para esta aplicación porque no es necesario usar la FPGA CompactRIO para cámaras IP.

El controlador CompactRIO ahora aparece como un objetivo en el proyecto Vision. Para adquirir desde la cámara IP, use un programa de ejemplo llamado Grab.vi. Para agregar este VI al objetivo, haga clic derecho en la opción CompactRIO en el proyecto y seleccione Add»File... Luego seleccione la unidad raíz donde está instalado el software NIs y navegue a C: \ Archivos de programa \ National Instruments \ LabVIEW 2009 \ ejemplos \ IMAQ \ IMAQdx Examples.llb \ Grab.vi y haga clic en Select. Haga doble clic en Grab.vi en el proyecto y se abre el panel frontal. Seleccione la flecha hacia abajo debajo de Nombre de la cámara y elija el nombre que corresponda a la cámara IP que se configuró en MAX (por ejemplo, cam1). Al hacer clic en la Run Arrow, se debería mostrar un video adquirido desde la cámara IP.