安卓手机检测水表的帧率问题

水表有多个红色指针，也有一个黑色的梅花型指针。

如下图是一种典型的水表，有4个红色的指针，4个中最上面那个红色是最快速的。中间部分的黑色齿轮转动更快。

 我们基于安卓手机做的水表检测有多种模式，在固定的时间内进行检测，一种模式是检测红色指针的旋转角度（圈数），另一种模式是检测黑色梅花轮转过的齿数。

通常手机相机的帧率是30fps，根据香农采样定律，帧率实际上决定了对旋转仪表的分辨率。30fps可以满足大部分情况的要求。如果想测试水表的超大流速，30帧率是不足以分辨的，会带来误差。水表检测以前常用的还是基于工业相机+PC机的模式，工业相机虽然像素较低，但帧率较高。然而，手机作为一种新型计算方式，具有不可比拟的优势，正如我的小文所论述的：工业机器视觉的趋势--以手机为终端

那么，安卓手机有没有可能使用更高的帧率呢？答案是肯定的。

虽然可以，也不是那么容易。第一个是需要找到合适的手机，从成本的角度，如果大量部署不能太贵，所幸检测用的手机并不需要很多高级功能，比如不需要5G——甚至4G也不需要，只需要自带的WiFi在局域网内和控制机通信即可。要找到并不容易，有的手机号称可以60fps，实际并不行，经过多台不同手机的试验，仅发现 OPPO K9s 5G 可以支持。

需要修改 JavaCamera2View.java，如果想把代码写的通用一些，应该先检测相机是否具有60fps的能力：

   if (mCameraID != null) {
                // 2022-05-19 bluesen added 60fps check
                for (String idStr : camList) {
                    Log.i("Range idStr", idStr);
                    CameraCharacteristics chars = manager.getCameraCharacteristics(idStr);
 
                    int deviceLevel = chars.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);
                    // must return: INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL, =1
                    Log.i(LOGTAG, "deviceLevel: " + deviceLevel);
 
                    Range[] fpsRanges = chars.get(CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_TARGET_FPS_RANGES);
                    for (Range range : fpsRanges) {
                        Log.i("Range", range.toString());
                        if (range.getUpper() == 60){
                            mMaxFps = 60;
                        }
                   }
                   // 60fps check end
                }
 
                Log.i(LOGTAG, "Opening camera: " + mCameraID);
                manager.openCamera(mCameraID, mStateCallback, mBackgroundHandler);
    } 

但这段代码不会起作用，因为返回的帧率并没有60的数值。

还好，即使没有，OPPO K9s 仍然可以强行设置为60fps，我的代码mMaxFps我已经强制设成整数值 60，下面是调用安卓sdk进行实际设置 ：

            // 2022-05-19 bluesen.zhu added 60fps set
            if(mMaxFps >= 60) {
                Range rang = new Range(mMaxFps, mMaxFps);
                mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE, rang);
                Log.i(LOGTAG, "set CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE 60");
            }
            // 60fps set end.

然后我们在设置机捕获控件的时候打开show_fps，这样就会在控件的左上角以蓝色小字显示当前实际的帧率：

        <org.opencv.android.JavaCamera2View
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="fill_parent"
            app:show_fps="true"
            android:id="@+id/main_surface" />

运行的时候会发现帧率在60左右，完全达到了要求。