从零打造 C# 工业视觉检测系统（四）：海康威视 MVS SDK 入门与相机枚举实战

从零打造 C# 工业视觉检测系统（四）：海康威视 MVS SDK 入门与相机枚举实战

系列标签 ：C# 海康威视 MVS SDK 工业相机 机器视觉

本文目标：掌握工业相机选型要点，学会使用海康 MVS SDK 枚举和发现设备

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一、前言

工业相机是视觉检测系统的"眼睛"。与手机摄像头不同，工业相机需要：

• 高稳定性：7x24 小时连续工作
• 低延迟：从触发到出图 < 100ms
• 可编程控制：曝光、增益、白平衡等参数由软件控制
• 标准接口：GigE（千兆网）、USB3.0、CameraLink

本文将带你从相机选型开始，一直到用 C# 代码枚举出局域网中的所有相机。

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二、工业相机选型指南

2.1 关键参数解读

参数	说明	选型建议
分辨率	像素数量，如 1920x1200	根据检测精度要求计算：精度 = 视野 / 分辨率
帧率 (FPS)	每秒采集帧数	产线速度越快，帧率要求越高
传感器类型	CCD / CMOS	CMOS 已成为主流，性价比高
接口类型	GigE / USB3.0 / CamLink	GigE 传输距离远（100m），USB3.0 即插即用
触发模式	软触发 / 硬触发	产线联动通常使用硬触发（外接传感器）

2.2 海康威视 MVS 生态

海康机器人（Hikrobot）是国内工业视觉领域的龙头企业，其 MVS（Machine Vision Software） 提供：

• MVS 客户端（类似相机厂商的"取景器"）
• SDK 开发包（C/C++/C#/Python）
• 丰富的示例代码和文档

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三、MVS SDK 环境配置

3.1 安装步骤

1. 从海康机器人官网下载 MVS 标准开发包
2. 安装时勾选"安装驱动"和".NET 开发包"
3. 安装完成后，在 C:\Program Files (x86)\MVS\Development\DotNet\win64\ 目录下找到 MvCamCtrl.Net.dll

3.2 项目引用

在 FormUI.csproj 中引用：

<Reference Include="MvCamCtrl.Net">
  <HintPath>..\..\..\MVS\Development\DotNet\win64\MvCamCtrl.Net.dll</HintPath>
</Reference>

注意 ：路径需根据实际安装位置调整。如果团队开发，建议将 DLL 复制到项目 libs 目录下统一引用。

3.3 命名空间

using MvCamCtrl.NET;
using MvCamCtrl.NET.CameraParams;

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四、核心数据结构

4.1 MV_CC_DEVICE_INFO_LIST

设备列表结构体，用于存储枚举到的所有相机：

// SDK 中的定义（简化示意）
public struct MV_CC_DEVICE_INFO_LIST
{
    public uint nDeviceNum;           // 设备数量
    public IntPtr[] pDeviceInfo;      // 设备信息指针数组
}

4.2 MV_CC_DEVICE_INFO

单个设备的详细信息，包含设备型号、序列号、IP 地址等：

public struct MV_CC_DEVICE_INFO
{
    public MV_GIGE_DEVICE_INFO SpecialInfo;  // GigE 设备特有信息
    // ... 其他字段
}

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五、相机枚举实战

5.1 P/Invoke 声明

由于 SDK 底层是 C++ 实现，C# 需要通过 DllImport 调用：

public static class DllMethod
{
    private const string CameraDll = @".\Algorithm.dll";

    [DllImport(CameraDll, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int EnumCameraDevices(IntPtr p);

    [DllImport(CameraDll, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int InitializeCanmera();

    [DllImport(CameraDll, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int ConnectCamera(int selectIndex, int selectCameraIndex, 
        ref int CameraId, ref int ImgWidth, ref int ImgHeight);

    [DllImport(CameraDll, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int DisconnectCamera(int CameraId);
}

注意 ：Algorithm.dll 是本项目的算法封装 DLL，内部调用了海康 SDK。实际开发中，你也可以直接调用 MvCamCtrl.Net 提供的托管方法。

5.2 枚举设备的核心代码

public static int EnumCamera()
{
    // 分配非托管内存，用于接收设备列表
    IntPtr pt = Marshal.AllocHGlobal(
        Marshal.SizeOf(typeof(MV_CC_DEVICE_INFO_LIST)));
    
    // 调用 SDK 枚举设备
    int ret = EnumCameraDevices(pt);
    if (ret != 0)
    {
        Marshal.FreeHGlobal(pt);
        return ret;  // 返回错误码
    }
    
    // 将非托管内存转换为托管结构体
    CameraData._DeviceList = (MV_CC_DEVICE_INFO_LIST)Marshal.PtrToStructure(
        pt, typeof(MV_CC_DEVICE_INFO_LIST));
    
    // 遍历每个设备，提取详细信息
    for (int i = 0; i < CameraData._DeviceList.nDeviceNum; i++)
    {               
        CameraData._DeviceInfoList[i] = (MV_CC_DEVICE_INFO)Marshal.PtrToStructure(
            CameraData._DeviceList.pDeviceInfo[i], typeof(MV_CC_DEVICE_INFO));
    }
    
    // 释放非托管内存！重要！
    Marshal.FreeHGlobal(pt);
    return ret;
}

关键点：

• Marshal.AllocHGlobal / Marshal.FreeHGlobal 必须成对出现，否则内存泄漏
• PtrToStructure 将 C++ 结构体指针转换为 C# 结构体
• 错误码 ret 需要查 SDK 文档，0 通常表示成功

5.3 SelectCamera 弹窗实现

枚举到设备后，通过弹窗让用户选择要连接的相机：

public partial class SelectCamera : Sunny.UI.UIForm
{
    public int selectCameraIndex = -1;

    private void SelectCamera_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        selectCameraIndex = -1;
        
        // 枚举设备
        DllMethod.EnumCamera();
        
        for (int i = 0; i < CameraData._DeviceList.nDeviceNum; i++)
        {             
            // 提取型号名称（GB2312 编码）
            string modelTop = Encoding.GetEncoding("GB2312")
                .GetString(CameraData._DeviceInfoList[i].SpecialInfo.stGigEInfo, 52, 20)
                .TrimEnd('\0');
            
            string modelBottom = Encoding.GetEncoding("GB2312")
                .GetString(CameraData._DeviceInfoList[i].SpecialInfo.stGigEInfo, 164, 20)
                .TrimEnd('\0');
            
            string cameraItem = modelTop + "(" + modelBottom + ")";
            this.DeviceListBox.Items.Add(
                string.IsNullOrEmpty(cameraItem) ? "Camera" + i : cameraItem);
        }
        
        // 已连接的相机置灰禁用
        for (int i = 0; i < CameraData.MAX_CAMERA_NUM; i++)
        {
            if (CameraData.CameraIndex[i] != -1)
            {
                AddNonSelectableIndex(CameraData.CameraIndex[i]);
            }
        }
    }
}

细节说明：

• 海康 SDK 返回的字符串是 GB2312 编码 ，必须用 Encoding.GetEncoding("GB2312") 解码，否则中文乱码
• TrimEnd('\0') 去除 C 风格字符串的结束符
• 通过 AddNonSelectableIndex 将已连接的相机设为不可选，避免重复连接

5.4 已连接设备禁用的实现

private HashSet<int> _nonSelectableIndices = new HashSet<int>();

private void ListBox1_DrawItem(object sender, DrawItemEventArgs e)
{
    e.DrawBackground();
    if (e.Index < 0) return;

    bool isNonSelectable = _nonSelectableIndices.Contains(e.Index);
    string itemText = DeviceListBox.Items[e.Index].ToString();

    // 已连接的设备显示灰色
    Color textColor = isNonSelectable ? Color.Gray : e.ForeColor;

    using (Brush brush = new SolidBrush(textColor))
    {
        e.Graphics.DrawString(itemText, e.Font, brush, e.Bounds);
    }

    e.DrawFocusRectangle();
}

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六、常见问题与排查

Q1：EnumCameraDevices 返回非 0 错误码？

• 检查 MVS 客户端能否识别相机
• 检查防火墙是否阻挡了 GigE 发现端口（默认 3956）
• 确认相机 IP 与电脑在同一网段

Q2：中文相机名称乱码？

必须使用 Encoding.GetEncoding("GB2312")，UTF-8 无法正确解码。

Q3：已断开连接的相机仍显示灰色？

需要在断开连接时调用 RemoveNonSelectableIndex，并刷新 ListBox。

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七、总结

本文从工业相机选型开始，讲解了：

1. 关键参数：分辨率、帧率、接口类型的选型方法
2. 环境配置：MVS SDK 安装与 DLL 引用
3. 枚举设备 ：Marshal 非托管内存操作、PtrToStructure 转换
4. UI 交互：弹窗选择、已连接设备禁用

下篇预告：《从零打造 C# 工业视觉检测系统（五）：相机连接、连续取流与双路实时预览》

我们将实现相机的连接/断开、连续取流，以及将 IntPtr 图像数据显示到 PictureBox 中。

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