应用笔记07-Vzense 3D ToF相机触发功能介绍

工作模式

Vzense生产的3D ToF相机提供了主动（Active）、硬触发（Hardware Trigger）、软触发（Software Trigger）三种工作模式。
1、主动模式
在主动模式下，相机处于连续工作状态。您可以通过在ScepterGUITool中打开视频流（Stream On）查看相机拍摄到的实时图像信息。 该工作模式方便您调试相机参数和性能。
2、硬触发模式
在硬触发模式下，外部触发源向ToF相机的硬触发引脚发送触发信号来控制相机开始一帧图像的获取。每一次信号仅触发一次曝光和传输。
3、软触发模式
在软触发模式下，主机通过向ToF相机发送软件命令来控制相机开始一帧图像的获取。每一次信号仅触发一次曝光和传输。
如下图所示，您可以根据需要在ScepterGUITool中选择需要的工作模式。

ToF 相机的工作模式可以通过以下软件 API 配置 ：

//设置相机工作模式为硬触发模式
ScStatus scSetWorkMode(ScDeviceHandle device, ScWorkMode mode);

//获取当前相机的工作模式设置
ScStatus scGetWorkMode(ScDeviceHandle device, ScWorkMode* pMode);

/**
 * @brief        相机工作模式
 */
typedef enum
{
    SC_ACTIVE_MODE           = 0x00,   //主动模式
    SC_HARDWARE_TRIGGER_MODE = 0x01,   //硬触发模式
    SC_SOFTWARE_TRIGGER_MODE = 0x02,   //软触发模式
} ScWorkMode;

硬触发

硬触发是通过外部触发源驱动，当相机收到有效信号后立刻开始图像的曝光。因为信号由硬件驱动，所以时效性极佳，适合同步实时性较高的场景使用。

设置相机为硬触发模式

1、通过ScepterGUITool设置相机为硬触发模式。通过ScepterGUITool连接并打开相机，将相机的Work Mode设置为HardwareTriggerMode（硬触发模式），然后开流（Stream设置为“On”）。如下图所示：

2、通过Scepter SDK设置相机为硬触发模式。使用Scepter SDK实现硬触发功能，可以参考DeviceHWTriggerMode例程。
例程参考：
BaseSDK/Windows/Samples/Base/NYX650/DeviceHWTriggerMode。
例程编译运行后，相机会进入硬触发模式并设置开流后，等待图像的获取。此时通过相机的EXT_Trigger引脚发送有效硬触发信号后，就可以收到图像。如果没有及时发送触发信号，例程会因为等待超时报错。具体细节请阅读例程源码。

硬触发的信号要求和参数设置

1、触发信号驱动能力
Vzense的ToF相机对硬触发信号有以下要求：触发信号需要电压范围在3.3V~20V，驱动电流能力要在5mA以上。建议在EXT_Trigger引脚上增加去耦电路，避免脉冲导致错误触发。
2、触发信号极性
极性（polarity）：信号有效性检测极性。0 代表下降沿有效，1 代表上升沿有效，取值范围：[0, 1]。如下图所示：

3、触发信号宽度
该参数为可成功实现触发的最小有效信号宽度T₀，小于此宽度设置的信号则无法正常触发，建议实际硬件触发信号宽度为[T₀+100us, T₀+2000us]。此设置可用于滤除触发信号中的脉冲干扰（通常表现为较窄的脉冲），有效信号往往比干扰要宽。例如，T₀为设置的触发信号脉冲宽度，如下图所示：
EXT_Trigger1，T₁>T₀，触发信号有效，可以实现触发。
EXT_Trigger2，T₂<T₀，触发信号无效，无法实现触发。

4、触发信号间隔
该参数为连续两个触发信号之间的最小时间间隔（interval），小于间隔设置的信号不予响应。Interval的设置值t₀决定了硬触发模式下相机的最大帧率，可以过滤掉信号中不需要的噪声信号。Interval单位为 us，取值范围：[34000，65535]。如下图所示：
Interval1，t₁>t₀，触发信号EXT_Trigger2有响应。
Interval2，t₂<t₀，触发信号EXT_Trigger2无响应。

5、通过 ScepterGUITool配置硬件触发信号参数
如下图所示，在弹出的对话框中点击“Settings”设置触发参数。

6、通过Scepter SDK配置硬触发信号参数
AP接口如下：

//设置硬触发信号参数包括触发信号极性、宽度、间隔
ScStatus scSetInputSignalParamsForHWTrigger(ScDeviceHandle device, ScInputSignalParamsForHWTrigger params);

//获取当前硬触发信号参数的设置
ScStatus scGetInputSignalParamsForHWTrigger(ScDeviceHandle device, ScInputSignalParamsForHWTrigger* pParams);

硬触发信号参数的数据结构如下：

/**
 * @brief        硬触发信号参数
 */
typedef struct
{
    uint16_t width;                  // 输入信号的宽度，范围[1,65535]
    uint16_t interval;               // 输入信号的间隔[34000,65535]
    uint8_t  polarity;               // 输入信号的极性0或1，0代表下降沿有效，1代表上升沿有效
} ScInputSignalParamsForHWTrigger;   

硬触发的针脚连接

Vzense的相机采用的都是M8 A型多功能接口，找到硬触发Ext_Trigger信号的3号白色引脚，并将外部触发源的信号线和该引脚连接起来，将外部触发源的地线和1号或5号引脚连接起来，即可使用硬触发功能。

软触发

软触发不同于硬触发，不需要外部触发源，通过调用API即可进行一次图像触发。因为使用软件命令通信实现，由于软件命令往往会有几ms的延迟，所以实时性不强，但使用简便，不需要物理连接。

设置相机为软触发模式

1、通过ScepterGUITool设置相机为软触发模式。使用ScepterGUITool启用软触发功能，需要将相机的Work Mode设置为软触发模式（SoftwareTriggerMode），然后选择开流（Stream设置为“ON”）。点击“Trigger”触发一次软触发命令，收到一帧图像。如下图所示：

2、通过Scepter SDK设置相机为软触发模式。使用ScepterSDK实现软触发功能，可以参考DeviceSWTriggerMode例程：
例程参考：
BaseSDK/Windows/Samples/Base/NYX650/DeviceSWTriggerMode。
例程编译运行后，相机进入软件触发模式并设置开放流，程序会发送软件触发命令并等待获取图像。有关详细信息，请阅读示例源代码。
用户可以通过以下软件 API 发送软件触发命令：

//相机软触发模式下每一帧触发一次
ScStatus scSoftwareTriggerOnce(ScDeviceHandle device);

软触发命令的延迟

由于软触发需要主机下发命令到相机，命令传输需要一定的耗时，正常这个耗时约为2~3ms，但也取决于主机的性能和网络的负载。