ZED Camera的EXPOSURE设置问题

Posted on In , Views: Disqus:

在使用ZED Camera时，我希望获得原始的照片（未经过校正，对齐处理）。但由于系统是Ubuntu 14.04，只有ZED SDK 1.1.0版本支持，而对应的zed-ros-wrapper v1.0.0只能订阅已经经过校正对齐的照片/camera/left/image_rect_color和/camera/rgb/image_rect_color（不过zed-ros-wrapper v1.2.0版本开始就开始提供原始照片的订阅，Topic为/camera/left/image_raw_color和/camera/right/image_raw_color）。

如果直接使用ZED SDK所提供的图片获取接口'grab(); retrieveImage()'，按照说明也是已经经过了对齐操作了，并非是原始照片。

还好由于ZED Camera是标准的网络摄像头，使用v4l2-ctl --all指令，有以下显示：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
Driver Info (not using libv4l2):
	Driver name   : uvcvideo
	Card type     : ZED
	Bus info      : usb-0000:00:14.0-3
	Driver version: 4.4.59
	Capabilities  : 0x84200001
		Video Capture
		Streaming
		Device Capabilities
	Device Caps   : 0x04200001
		Video Capture
		Streaming
Priority: 2
Video input : 0 (Camera 1: ok)
Format Video Capture:
	Width/Height  : 2560/720
	Pixel Format  : 'YUYV'
	Field         : None
	Bytes per Line: 5120
	Size Image    : 3686400
	Colorspace    : SRGB
	Custom Info   : feedcafe
Crop Capability Video Capture:
	Bounds      : Left 0, Top 0, Width 2560, Height 720
	Default     : Left 0, Top 0, Width 2560, Height 720
	Pixel Aspect: 1/1
Selection: crop_default, Left 0, Top 0, Width 2560, Height 720
Selection: crop_bounds, Left 0, Top 0, Width 2560, Height 720
Streaming Parameters Video Capture:
	Capabilities     : timeperframe
	Frames per second: 30.000 (30/1)
	Read buffers     : 0
                     brightness (int)    : min=0 max=8 step=1 default=4 value=4
                       contrast (int)    : min=0 max=8 step=1 default=4 value=4
                     saturation (int)    : min=0 max=8 step=1 default=4 value=4
                            hue (int)    : min=0 max=11 step=1 default=0 value=0
 white_balance_temperature_auto (bool)   : default=1 value=1
                           gain (int)    : min=0 max=8 step=1 default=4 value=4
           power_line_frequency (menu)   : min=0 max=2 default=1 value=1
      white_balance_temperature (int)    : min=2800 max=6500 step=100 default=4600 value=4600 flags=inactive
                      sharpness (int)    : min=0 max=8 step=1 default=4 value=4
                  exposure_auto (menu)   : min=0 max=3 default=0 value=2
              exposure_absolute (int)    : min=5000 max=80000 step=5000 default=60000 value=45000 flags=inactive
         exposure_auto_priority (bool)   : default=0 value=0

所以可以使用OpenCV（opencv-2.4.13.2版本）自带的VideoCapture函数获取原始照片：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
cv::VideoCapture* camera_ = new cv::VideoCapture(0);
cv::Mat raw, left_image, right_image;
if (camera_->grab()) {
	camera_->retrieve(raw);
	cv::Rect left_rect(0, 0, width_ / 2, height_);
	cv::Rect right_rect(width_ / 2, 0, width_ / 2, height_);
	left_image = raw(left_rect);
	right_image = raw(right_rect);
	cv::waitKey(10);
	return true;
}

但在读取，设置摄像头快门速度（EXPOSURE）时，

1
2
camera_->set(CV_CAP_PROP_EXPOSURE, exposure_);
exposure_ = camera_->get(CV_CAP_PROP_EXPOSURE);

出现了以下错误：

1
2
HIGHGUI ERROR: V4L2: Unable to get property Exposure(9963793) - Invalid argument
HIGHGUI ERROR: V4L: Exposure control in V4L is not supported

发现是OpenCV的bug1，并且在最新的3.*版本已经修复，对于opencv-2.4.13.2版本需要手动修复。

解决方法

>在opencv-2.4.13.2/modules/highgui/src/cap_v4l.cpp文件中，将V4L2_CID_EXPOSURE替换为V4L2_CID_EXPOSURE_ABSOLUTE，重新build一次。

重新运行程序，发现读取问题解决了，但是设置参数时依然出现问题：

1
2
3
HIGHGUI ERROR: V4L2: Failed to set control "10094850": Input/output error (value 12500)
HIGHGUI WARNING: Setting property 10094850 through v4l2 failed. Trying with v4l1.
HIGHGUI ERROR: V4L: Exposure control in V4L is not supported

后来终于找到解决方法，需要先通过设置'exposure_auto'，关闭自动模式，才能进行快门设置2。终端中运行：

1
v4l2-ctl --set-ctrl=exposure_auto=2

很奇怪，exposure_auto貌似只能设置为0/2。

为了让exposure_absolute生效，还需设置：

1
v4l2-ctl --set-ctrl=exposure_auto_priority=1

现在可以在C++中通过OpenCV设置摄像头的快门了。

以上方法经过测试发现都是无效的，V4L2无法对快门速度进行设置。

后来，发现可以通过对zed-ros-wrapper进行修改，进行快门设置。

在zed_wrapper_nodelet.cpp中添加控制exposure的代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
int main(int argc, char **argv) {

// Defines the exposure control. A -1 value enable the AutoExposure/AutoGain control.
// Affected value should be between 0 and 100 for manual control. 
// A 0 value only disable automode without modifing the last auto values, 
// while a 1 to 100 value disable auto mode and set exposure to chosen value
int exposure = 50;

nh_ns.getParam("exposure", exposure);

// before zed->grab()
zed->setCameraSettingsValue(sl::zed::ZED_EXPOSURE, exposure);
}

然后就可以在launch文件中添加控制快门语句：

1
<param name="exposure" value="50"/>