一、初识Ranger3系列相机
Sick Ranger3采用Sick自研高精度CMOS传感器，处理速度高达154亿像素/秒，在全幅扫描模式下拥有7KHz的采样率扫描3D轮廓，传感器分辨率可达2560*832 pixel。使用标准GenICam接口以及GIGE接口，易于集成。拥有十六分之一的亚像素激光线提取，保证高精度测量。
1.Sick一体式相机
2.Sick分体式相机
相对于SIck一体式相机来说，分体式相机的搭配更加灵活多变，适用于与激光器组成不同视野、不同景深的线激光测量方式
3.线激光成像原理
SICK 3D视觉的主要原理是激光三角测量法(Laser triangulation)
激光光源投射到物体的表面,相机的镜头和激光成一定的角度,生成物体表面的轮廓线
物体在轮廓在激光线处通过,生成多条物体表面的轮廓线,相机将轮廓线组成一副3D的图像
3D图像是基于扫描技术，因此物体与相机必须要发生相对运动
4.系统架构
一体式相机系统架构
分体式相机系统架构
5.激光使用
1.Ranger3为分体式3D工业相机，需要搭配激光进行使用
2.激光等级常见的有2M和3B
注意事项：
1.调整激光对焦时请使用安全眼镜。
2.不要直视激光器底部。
6.相关概念介绍
1.X/Z方向像素点数：指相机的CMOS在X/Z方向上的像素个数。
2.视场宽度：指相机在X方向上所能测量的范围。
3.工作距离：指相机相对于被测物体的测量范围，超过测量范围之外相机无法成像。
4.分辨率：指相机经过标定后每个像素代表实际的值。即转换为毫米单位。
5.相机帧率：指相机每秒钟能采集到的大轮廓数量。
7.接线信息
二、前期工作
类型 | 建议内容 |
操作系统 | *Windows10、Linux、Arm Linux |
处理器 | Intel Core I5 及以上 |
RAM | 8G 及以上 |
OPENGL | *>OpenGL ES 3.3；该项是调试软件（EZR/Ranger3 Studio）的要求 |
网卡 | *千兆网卡（支持Jumbo Frames巨型帧传输） |
硬盘 | ≥250GB |
注：*号内容为必选内容 CPU：建议根据实际需求选择；例如：相机数量、速度、标定方式以及图像处理的需求等。 网卡：建议选用支持巨型帧传输的的千兆以太网适配器，并建议关闭此网卡的防火墙。 |
注意：工控机需配置JAVA环境，网卡必须为千兆以太网适配器，并开启Jumbo Frames巨型帧传输
三、Ranger3 Studio软件界面
Ranger3 Studio作用：用于连接和配置相机参数，以及显示图像。
注意：若打开软件出现软件闪退，异常报错等情况，则检查JAVA是否安装，以及安装路径和环境配置中的路径是否一致。
Device菜单
Device 菜单含有功能如下：
•Parameter editor…：进入参数编辑窗口
•Save device log …/Save diagnostics…/Save firmware update log…：保存日志
•Fimware update…： 固件更新（注意！！！推荐直连，更新不可断开连接，硬件支持！）
•Device files...： 进入Device files窗口。 Log日志获取， UserCalibration用户自定义标定文件导入， UserFile 常用于存放标定文件，
UserSet导出
•Migrate User Sets...： UserSet迁移（固件升级后， UserSet和固件不一致问题，需迁移到新版本）
Image右侧复选框
需在stop模式下调整：
Show active sensor area：调整ROI区域；
Simulatr laser line extraction： 模拟剖面提取roi内的激光线；
Simulator scatter位置：可手动也可以精细调整；
相机状态
设置临时IP/固定IP
相机固件版本查看
Ranger3 Studio的程序版本需要和Ranger3相机保持一致，不一致则会出现异常报错。
Image模式和Data collection模式的区别
Image模式下，获取的图像为激光线原始数据，显示为2D图像。
Data collection模式下，获取图像为3D图像。
Image模式图
Image模式
Ranger3作为Sick的分体式相机，可以灵活搭配不同的激光器、镜头，因此需要调整激光器聚焦以及镜头聚焦，在Image模式下，可以看到激光线以及镜头的聚焦程度，方便调整镜头以及激光器的聚焦。
调整相机曝光时间
在Image模式下观察激光线，适当调整曝光时间，确保激光线不出出现过度曝光，以及曝光不足的情况
调整相机ROI区域
在实际使用相机中，往往不需要使用相机的整个视野作为采集图像的区域，因此需要限制相机的数据采集区域，以此来获得更高的相机帧率。
Data Collection模式
Data Collection模式为单片剖面组合形成3D图像的模式。
该模式下Region1曝光时间生效。
需要提前确认Y方向分辨率。
需要设置控制信号（行触发信号，以及帧触发信号）。
需设置3D图像采集所需要的Profile总数。
设置采集图像轮廓数
帧触发信号与行触发信号
帧触发信号（Frame Start）
帧触发信号的作用为控制相机开始采集
OFF：自由运行。
ON：Trigger Activation设置为RisingEdge：上升沿触发，即是能信号发生从0到1的变化为相 机采集图像的开始信号。
ON：Trigger Activation设置为LevelHigh：高电平触发，即使能信号为1时为相机采集图像开始 的信号
行触发信号（Line Start）
行触发信号为控制相机如何采集单个Profile（内部时钟信号/编码器信号/客户自制脉冲信号）。
OFF：使用内部时钟作为行触发信号
ON：使用编码器信号作为行触发信号
使用编码器的好处为编码器连续采集的间隔是一致的，使用时间指定在无法保证被测物匀速移动取得情况下，被测物体会产生形变。
Acquisition Line Rate
此参数为设置当前相机采集的大帧率，其大帧率在下方属性中展示。
相机帧率会限制当前采集图像的速度，从而影响被测物体大的移动速度。
编码器参数设置
此界面为设置编码器参数的界面，只有在Line Start设置为ON时生效
Encoder Resolution：编码器分辨率设置
Encoder Mode：编码器模式
Encoder Divider：编码器触发次数
此参数为编码器脉冲设置，指接收到指定数量的编码器脉冲后，控制相机触发生成一次轮廓
Encoder Output Mode：编码器运动模式
此参数为编码器运动方向设置，共有三种模式
(position)位置模式：编码器绝对位置
(direction)方向模式：运动方向
(motion)移动模式：只要运动
Encoder Reset Source：编码器复位信号
此参数默认为OFF，可以选择外部I/O来控制编码器的复位
Encoder Reset：编码器复位
Encoder Value：编码器计数，此参数用于查看编码器脉冲计数
编码器模式设置
FourPhase： 双通道编码器，向前运动：触发点出现在通道 B 由 1 变 0 时 。
向后运动：触发点出现在通道 A 由 1 变 0 时。
HighResolution： 高分辨率模式，触发点出现于每个通道的每个上升或者下降的信号边缘
Encoder Output Mode
Encoder Output Mode表示的是编码器信号是哪种模式
(position)位置模式：编码器绝对位置
(direction)方向模式：运动方向
(motion)移动模式：只要运动
Ranger3支持的编码器类型
1.TTL(5V): (Fourphase & HighResolution)两个差分通道（A+/A- B+/B-)作为编码器的输出连接到相机端。大的编码器频率为2Mhz。
2.如果使用单通道编码器，则将其输出连接到A+/A-。
3.HTL(24V)：使用两个单端型通道（A和B），大编码器频率为400K，连接到A+和B+中，此时A-和B-禁用。
4.客户自定制编码器信号（高频脉冲）
ReverseX / ReverseY
ReverseX 和 ReverseY 是分别对Image（2D）图像进行X和Y方向的镜像；
Threshold
参数 Detection Threshold 定义了小反射率信号，其可作为峰值位置检测。理想情况下，该参数值高于噪音振幅，但也需足以识别激光信号（参见下图）。• 如果DetectionThreshold 过低，则会将噪音记录为激光峰值。这导致图像质量差。• 如果DetectionThreshold 过高，则无法记录所有激光峰值。这导致图像部分缺失。
HDR
Ranger3 支持高动态范围 (HDR) 成像，这增加了传感器充分再现场景中明暗区域的能力。 HDR 适用于在获取包含暗色和亮色材料的图像时改进激光线的定位，例如朝向暗背景的亮物体或具有亮打印的暗物体。
Digital IO Control
激光频闪控制
为什么要使用激光器频闪？
激光有使用寿命；
激光频闪控制使激光在采图时点亮，其余时间熄灭；可以有效的缩短激光器的使用时间，从而延长激光器的整体寿命；
一体式相机由LaserStrobe1Output控制；分体式相机可以通过LaserStrobe1Output或LaserStrobe2Output来控制外部；（输出电压5V）
控制使用： Line Source + Line Inverter• OFF + 勾选Line Inverter ：激光常亮• AlwaysActive：激光常亮• LaserStrober1Ttimer: 信号源 延迟us + 保持us• Region1Exposure : 和相机曝光保持一致
图像保存
单张保存：点击snapshot→在弹出窗口选择save buffer to file
连续保存：点击file选择保存路径→点击record打开连续存图模式
保存图像为XML（数据描述文件）+DAT（二进制数据文件）
用户自定义参数
Ranger3支持1组出厂参数设置和5组客户自定义参数设置，以及设置重启后默认启用的参数。
如何提高Acquisition Line Rate
提高Line Rate上限，意味着在相同Y方向分辨率的情况下，平台的移动速度更快（或者在相同平台移动速度的情况下啊，可以获得更高的Y方向分辨率）；
主要因素有：
1.曝光时间
2.Mult slope Mode
3.ROI区域
4.图像组件启用（ranger、Reflecatnec、scatter、多重曝光）
5.Ranger图像格式（8/10/12/16）
5.是否启用标定
6.是否启用chunk data
