教学课件 HALCON编程及工程应用（刘国华）.ppt

从相机坐标系到图像坐标系属于透视投影变换关系，即将3D图像信息转换成2D图像信息。其中点P是相机坐标系中的点，点p（x，y）是像极坐标系中的点P在图像坐标系上的投影点。 可得如下坐标转换矩阵： 此时投影点p的单位还是mm，并不是pixel(像素)，需要进一步转换到像素坐标系。 相机坐标系到图像坐标系 HALCON编程基础与工程应用 图像像素坐标系u-v是以图像左上角为原点，以图像互为直角的两个边缘为坐标轴，满足右手准则而建立的。图像由一个个小的像素点组成，图像像素坐标系的横纵坐标正是以像素点为单位，用来描述图像中每一个像素点在图像中的位置。图像成像坐标系以光轴与像平面交点为原点建立，图像成像坐标系的两个坐标轴分别与图像像素坐标系的坐标轴平行，并且方向相同，如图所示，图像成像坐标系是以毫米为单位的直角坐标系 X-Y。用（Xf ，Yf）来描述图像像素坐标系中的点，用（Xd ，Yd）来描述图像成像坐标系中的点。图像成像坐标系的原点O在图像像素坐标系中的坐标为(Cx, Cy)，用 dx、dy 来表示相邻像素点中心在 X 轴方向和Y轴方向的实际物理距离。 图像像素坐标系的转化关系 图像成像坐标系到图像像素坐标系 HALCON编程基础与工程应用 2、标定的内外参数 外部参数：由前面可知，相机的外部参数是用来描述相机坐标系与世界坐标系的关系，它表明相机在世界坐标系中的位置和方位，可用旋转矩阵和平移向量来表示。实质上旋转矩阵只有三个独立参数，加上平移向量的三个参数，故一共有6个独立的外部参数。 内部参数：内部参数只与相机内部结构有关，而与相机位置参数无关，主要包括图像主点坐标 （图像与相机光轴相交的点），单个像元的高宽 ，相机的有效焦距 f 和透镜的畸变失真系数 k 等。主点坐标 ，理论上位于图像中心处，但实际上由于相机制作的精度和使用过程中相机镜头可以转动和拆卸等原因，使得面阵相机并不能保证其中心为透镜光轴，且图像采集数字化窗口的中心不一定与光学中心重合，这就使得主点不一定在图像的中心，故而需要标定。。单个像元的高、宽理论上应该是相等的，但是由于制造的误差，两者不可能完全相等，因此需要根据实际情况对其进行修正。 HALCON编程基础与工程应用 11.3 HALCON标定流程 相机参数确定 HALCON标定板规格 生成标定板 HALCON编程基础与工程应用 1、相机参数确定 相机分两种，一种是面扫描相机，也称面阵相机（Area Scan Camera），一种是线扫描相机，也称线阵相机（Line Scan Camera）。准确来说，所谓的面扫描摄像系统是指可以通过单纯曝光取得面积影像，而线扫描摄像系统，必须保证相机和目标是相对运动的，然后利用相对运动速度才能取得影像。 （1）初始相机参数： startCamPar：＝[f,k,Sx,Sy,Cx,Cy,NumCol,NumRow] f-焦距 k-初始为0.0195 Sx-两个相邻像素点的水平距离 Sy-两个相邻像素点的垂直距离 Cx、Cy-图像中心点的位置 NumCol、NumRow-图像长和宽 （2）caltab_points，读取标定板描述文件里面描述的点(X,Y,Z)，描述文件由 gen_caltab生成。 HALCON编程基础与工程应用 HALCON编程基础与工程应用 测量助手之“边缘框”设置 最小边缘幅度：决定边缘强度的一个阈值。意味着轮廓线上提取出来的边缘点必须大于它，应尽量提高此值以排除干扰。此值如果设置过小可能会导致提取出多组边缘。 平滑（Sigma）：表示高斯光滑系数，值越大光滑效果越明显。 ROI宽：决定用于灰度值插值的区域宽度，影响轮廓线投影点数多少。 插值方法：邻近域法，双线性插值法等。 如果选中“将边缘组成边缘对”，则提取出来的边缘成对。 变换：可以选择正向边缘（positive），负向边缘（negative），或者全选。 位置：可以选择第一个边缘，或者最后一个边缘，或者全部边缘都选择。 区域颜色：表示测量区域颜色设置，点击下拉按钮选择颜色，选中后面的“显示区域”，在图形窗口就出现测量区域（ROI）。 边缘颜色：提取到的边缘的颜色设置，点击下拉按钮选择颜色，在图形窗口就显示边缘的颜色。 边缘长度：表示提取到的边缘在图形窗口显示的长度，选中“使用ROI的宽度”，边缘的长度就会匹配ROI的宽度。 线宽：可以设置ROI和提取到的边缘的显示线宽.。 9.5HALCON测量助手 HALCON编程基础与工程应用 测量助手之“结果”框设置 特征选择：如果选中特征选择中的“位置”，“幅度”，“距离”，“边缘对宽度”，就会在最下面边缘数据中显示这些特征。 特征处理：使用标定后