Cognex的VisionPro的Checkerboard Calibration Tool中文说明

Checkerboard Calibration Tool Edit Control
本主题包含以下章节。

•Control Buttons (控件按钮)
•Calibration Info
•Calibrate Tab (Calibrate 选项卡)
•Origin Tab (Origin 选项卡)
•Warping Tab (Warping 选项卡)
•Run Params Tab (Run Params 选项卡)
•Graphics Tab (Graphics 选项卡)
•Point Results Tab (Point Results 选项卡)
•Transform Results Tab (Transform Results 选项卡)
Checkerboard Calibration 工具编辑控件为CogCalibCheckerboardTool工具提供图形用
户界面，此工具可校正应用程序以保证其返回的结果具有有意义的值。

为应用程序添加Checkerboard Calibration 工具后，您的图像分析工具便能以特定度量单位返回结果，如英寸、厘米以及毫米等。

Checkerboard Calibration 工具用于定位棋盘风格校正板的图像中的顶点（或点网格风格
板上的点），以及确定所找到图像的位置与板的物理尺寸之间的最佳二维转换。

此工具可生
成线性转换，也可生成会导致光学和透视失真的非线性转换。

如果使用linescan camera，Checkerboard Calibration 工具还支持非线性转换。

注意：Checkerboard Calibration 工具支持checkerboard和grid-of-dots校正板。

Cognex 建议将CogCalibCheckerboardTool和棋盘校正板配合使用。

为了保证兼容性，也支持点网格板。

您无需明确指定希望使用的计量标准。

作为配置Checkerboard Calibration 工具的一部分，以您希望使用的度量单位定义网格间距（瓦片高度和宽度或点间距）。

例如，如果希望使用
毫米，则以毫米定义网格间距。

完成计算后，即可在后续的取像过程中使用二维转换，以将输入图像的未校正坐标空间映射至原始已校正坐标空间。

您可进一步指定此空间原点的精确位置和方向，使工具生成可传递至其他视觉工具的最终已校正空间。

使用此校正输出图像的视觉工具可根据您定义的度量单位返回点位置。

如果是非线性二维转换，工具还可扭曲输入图像的像素以纠正失真。

有关校正应用程序和坐标空间的更多信息，请参阅主题“Calibration and Fixturing”。

在开发视觉应用程序时，通常需捕获从Acquisition FIFO 工具获取的校正板图像，并将其传递至Checkerboard Calibration 工具。

校正转换计算完成后，如果对最终校正坐标空间感到满意，可使用相同的Acquisition FIFO 工具捕获希望检查的对象的图像。

应用程序工作时，Checkerboard Calibration 工具可获取存储的二维转换并将其附加至输入图像的坐标空间目录树。

用于校正的校正板图像必须是灰度图像。

然而，使用校正工具的运行时图像可为彩色图像或灰度图像。

如果切换为不同类型的相机或改变相机与所检查对象之间的距离，将需要重新校正应用程序。

在任一情况下，在未校正空间跨越特定距离所需的网格点（棋盘格子或点）数量都会发生变化，因此必须允许Checkerboard Calibration 工具确定新的映射。

Checkerboard Calibration 工具编辑控件如下图所示：
此编辑控件提供以下功能：
•一排位于左上角的控件按钮，可完成大部分常规操作。

•一组功能选项卡，用于确定映射类型（线性或非线性），定义网格间距与希望使用的度量单位之间的比率，以及命名新的校正坐标空间。

•一个图像显示窗口，用于显示取像和Checkerboard Calibration 工具生成的输出图像。

您可以尝试用QuickBuild来创建CogCalibCheckerboard 工具，以练习使用此编辑控件。

新的CogCalibCheckerboard 工具带有棋盘图案图像和使用已校正坐标空间的输出图像的输
入终端，如下图所示：
在QuickBuild应用程序中，Checkerboard Calibration 工具接受来自图像获取工具的输出图像，然后将自己生成的输出图像传递至其他使用校正坐标空间的视觉工具。

例如，下图所示为Checkerboard Calibration 工具的输出图像到CNLSearch 工具的传递过程：
要在自定义视觉应用程序中包含此编辑控件，必须先将其添加至您的Visual 开发环境。

有关更多信息，请参阅主题“Adding Edit Controls to Visual Studio”。

Control Buttons (控件按钮)
下表介绍了每个按钮的功能：
表1. 控件按钮
Run 将最近的输出图像映射至校正坐标空间，即可生成输出图像。

虽然最初生成校正坐标空间时无需运行Checkerboard Calibration 工具，但是为了生成其他视觉工具可使用的输出图像，工具必须在应用程序执行时运行。

工具仅可在校正后运行。

Electric mode 切换为电动模式，在此模式下，Checkerboard Calibration 工具在特
定配置参数更改时自动执行。

在电
动模式下，每个电气特性旁会显示闪电图标。

Local image display 打开或关闭本地图像显示窗口。

Checkerboard Calibration 工具支持以下图像缓冲区：
•Current.InputImage 缓冲区，包含从取像工具收到的最后
一个图像。

要配置
Checkerboard Calibration 工
具并生成校正坐标空间，输
入图像在被复制到
Current.CalibrationImage 缓
冲区之前必须为棋盘校正
板。

应用程序执行时，工具
接受希望检查的对象的每个
图像，并将校正坐标空间添
加至输入图像的空间目录
树。

•Current.CalibrationImage 缓冲区，包含在配置工具时从
Current.InputImage 缓冲区
复制的棋盘图案图像，且图
像中具有指示已知顶点的图
形。

•LastRun.OutputImage 缓冲
区，包含工具每次运行时生
成的输出图像。

对于线性二
维转换，输出图像与输入图
像类似。

对于非线性二维转
换，工具将扭曲输出图像以
移除校正图像中存在的任何
透视失真和径向失真。

•LastRun.InputImage 缓冲
区，包含由工具处理的最后
一个图像以及您从
Graphics 选项卡启用的任
何图形。

此外，如果使用工具生成非线性二维转换，工具将生成
Current.UndistortedCalibrationImage 缓冲区，此缓冲区包含用于移除所有已知失真的校正板的扭曲图像。

您也可以使用此未失真的图像来指定destination rectangle。

Floating image display 打开一个或多个浮动图像窗口，这些窗口支持与本地图像显示窗口相同的图像缓冲区。

Open 打开VisionPro 固有(.vpp) 文件，此文件包含该视觉工具对象类型的一组已保存属性。

尝试为其他对象类型打开.vpp 文件时，VisionPro 会报告错误。

Save 将视觉工具的当前属性保存至VisionPro 固有(.vpp) 文件。

此编辑控件可以选择在保存视觉工具时
一并保存或不保存其图像缓冲区和工具结果。

Save As 将视觉工具的当前属性保存至新的VisionPro 固有(.vpp) 文件。

Reset 将视觉工具重置为默认状态。

Show Floating Results 打开一个浮动窗口，其中显示未校正及原始已校正空间内校正图像中每个已知顶点的点位置，以及用于定义二维转换的参数。

Show ToolTips 启用或禁用编辑控件中单个项目的工具提示显示。

Help 打开此VisionPro 的联机帮助文件。

Calibration Info
此编辑控件沿底部设置了一个GetInfoStrings文本框，用于显示最后一次尝试计算二维转换后的所有诊断文本字符串。

下图所示为Calibration Info 框的示例：
如果工具未校正，则文本框为空。

如果工具在最后一次校正尝试期间未生成任何消息字符串，则文本框为空。

此编辑控件上的所有选项卡均会显示此消息框。

Calibrate Tab (Calibrate 选项卡)
本节包含以下子节。

•Calibration Mode
•Calibration Plate
•Grab Calibration Image
•Compute Calibration
使用Calibrate 选项卡选择二维转换的类型，以您希望在应用程序中使用的物理单位生成和定义棋盘格子。

下图所示为默认的Calibrate 选项卡：
Calibration Mode
选择ComputationMode、ComputationMode或ComputationMode二维转换。

如果选择线性转换，可选择在工具计算未校正点与原始已校正点间之最佳拟合转换时允许的DOFsToCompute。

如果正在校正线扫描相机，可选择一维扭曲或二维扭曲非线性线扫描校正。

有关扭曲功能的差异，请参阅主题“Linescan Camera Calibration”。

无论选择哪个选项，均可指定从相机图像传感器平面到校正板表面的LinescanDistanceToTarget（采用物理单位）。

如果提供此值，精度应为+/- 10%。

提供此距离可提高已计算校正的稳健性和精确性。

Calibration Plate
使用以下选项描述校正板的属性（网格类型间距以及是否存在基准符号），并控制工具用来定位图像中网格点的方法：
表2. 校正板
参数说明
PhysicalTileSizeX PhysicalTileSizeY 为校正板输入网格间距。

对于棋盘风格的校正板，其为格子大小。

对于点网格校正板，其为X 和Y 方向上两个点中心之间的间距。

使用您希望在视觉应用程
序中使用的实际度量单位
输入网格间距。

例如，如果希望在应用程序中使用英
寸且校正板采用的格子大
小为0.5 英寸，则输入
0.5。

注意：在执行校正（单击Compute Calibration）时，如果使用的点网格校正板
包含special marks that specify the grid spacing，则工具将使用由板标记定义
的值替换您输入的所有网
格间距值。

由板标记指定的单位（英寸或毫米）将被丢弃。

FeatureFinder 选择所使用校正板的类型。

如果使用棋盘校正板，Cognex 建议选择CheckerboardExhaustive。

CheckerboardExhaustive 可提供最精确的校正结果。

如果使用网格板，请选择DotGrid。

FiducialMark 如果校正图像包含fiducial mark，请选中此复选框，工具将使用此基准符号创建原始已校正空间的原点和左右手使用习惯。

如果选中此复选框，控件将自动为您指定的校正板类型（棋盘格或点网格）选择正确的基准符号类型。

务必确保您在此处指定的值与您使用的板相匹配。

如果您使用的板具有基准符号且您未选中此复选框，或者已选中此复选框但使用的板不包含基准符号，则工具不会计算有效的校正。

如果您未选中此复选框且使用的板无基准符号，Checkerboard Calibration 工
具会将距离图像中心最近
的格子顶点或点中心作为
原点，并为在角度方面与校
正图像像素坐标空间x 轴
和y 轴距离最近的网格线
分配正的x 轴和y 轴。

Grab Calibration Image
单击Grab Calibration将存储在Current.InputImage 缓冲区的当前图像复制到
Current.Calibration 缓冲区。

要配置工具，必须将校正板图像复制到Current.Calibration 缓冲区。

Compute Calibration
单击Calibrate，工具将根据Current.Calibration 图像和当前参数集计算最佳拟合二维线性或
非线性转换。

Origin Tab (Origin 选项卡)
使用Origin 选项卡将已校正空间的原点移动至不同位置。

下图所示为默认的Origin 选项卡：Warping Tab (Warping 选项卡)
本节包含以下子节。

•Destination Rectangle
•Image Processing
•Compute Calibration
•Max Mapping Error
使用非线性传输时，通过Warping 选项卡指定希望在输出图像中出现的destination rectangle 以及任意scale and rotation。

Warping 选项卡仅在非线性模式下启用。

下图所示为默认的Warping 选项卡：
Destination Rectangle
如果启用WarpDestinationRectangle复选框，Current.UndistortedCalibrationImage 上将出现代表目标矩形的图形，如下图所示：
使用Current.UndistortedCalibrationImage 缓冲区中的图形指定不希望处理未填充边界像素的图像区域，或使用Warping 选项卡中的参数提供精确的测量尺寸。

注意：如果正在执行线扫描校正，将忽略矩形的Origin Y和Height值，而是仅使用Origin X和Width。

Image Processing
使用以下选项指定在扭曲操作期间应用的缩放值和旋转角度值：
表4. Image Processing 参数说明
WarpScaling 指定将应用至输出图像的缩放系数。

WarpRotation 指定将应用至输出图像的旋转角度系数。

Compute Calibration
单击Calibrate，工具将根据Current.Calibration 图像和当前参数集计算最佳拟合二维线性或非线性转换。

更改此选项卡上的任意设置后，必须重新校正工具。

Max Mapping Error
WarpMaxErrorInPixels参数用于指定图像扭曲期间所允许的maximum error（以校正图像的像素进行测量）。

Run Params Tab (Run Params 选项卡)
使用Run Params 选项卡指定最终校正坐标空间的名称和工具扭曲图像后输出图像中未定义像素的灰度值。

下图所示为默认的Run Params 选项卡：
Run Params 选项卡包含以下参数：
表5. 运行参数
参数说明
CalibratedSpaceName 为将附加至输出图像坐标空间目录树的已校正坐标空间选择有效的非限定名。

SpaceToOutput 选择输出图像的所选空间是为已校正空间名称的全限定副本还是为未校正空间名称的全限定副本。

UnfilledPelValue UnfilledPelValueEnabled UnfilledPelPlane0Value UnfilledPelPlane1Value UnfilledPelPlane2Value 选择工具在执行图像扭曲后输出图像中的未填充像素值。

如果未选中Initialize Unfilled Pixels:复选框，未填充像素将不能完成初始化。

对于单色图像，选择Greyscale Value。

对于彩色图像，为每个颜色平面选择一个值；根据图像类型不同，值可能为RGB 或HSI。

Plane 0用于R 或H，Plane 1
用于G 或S，
Plane 2用于B 或
I。

Graphics Tab (Graphics 选项卡)
使用Graphics 选项卡确定工具将使用的图形。

下图所示为使用非线性校正方法所配置工具的默认Graphics 选项卡：
Point Results Tab (Point Results 选项卡)
使用Point Results 选项卡查看在校正板上找到的所有顶点。

下图所示为Point Results 选项卡的示例：
Point Results 选项卡上所有字段均为只读字段。

未校正的点结果在校正图像的所选空间坐标中报告，而原始已校正的点结果在原始已校正坐标空间中报告。

选择任意点结果以突出显示Current.CalibrationImage 缓冲区上的点（而在
Current.UndistortedCalibrationImage 缓冲区上扭曲有效）。

Transform Results Tab (Transform Results 选项卡)
使用Transform 选项卡查看由工具计算的二维转换的详细信息。

下图所示为Transform Results 选项卡的示例：
Transform Results 选项卡包含以下字段：表6. Transform Results 选项卡
字段说明
Transform list 此列表显示工具已计算的以下一种或多种转换类型：
•CogTransform2DLinear，适用于有原点调整或无原点调整的线性转换
•CogTransform2DPerspectiveAndRadial，适用于无原点调整的非线性转换
•CogTransform2DPerspectiveAndRadial和CogTransform2DLinear，适用于有原点调整
的非线性转换
Planar Perspective Transform 这些值可描述未校正至原始已校正转换的平面透视属性。

对于二维线性转换，将禁用这些字段。

Radial Transform 这些值可描述未校正至原始已校正转换的径向失真属性。

对于二维线性转换，将禁用这些字段。

Linear Transform 根据工具所计算二维转换的类型，这些值会有所差异，变化方式如下：
•对于线性转换，这些值表示从已校正至未校正空间的整个转换。

•对于无调整的非线性转换，从原始已校正空间映射至未校正空间的是透视和径向转换
的最终线性部分。

•对于有调整的非线性转换，根据在
Transform 列表中的选择，这些值代表之前描述的转换和从原始已校正空间映射至已
校正空间的线性调整转换。

ComputedRMSError 此为未校正点与已映射的原始已校正点之间的误差，以未校正空间表示。

在大多数情况下，RMS 误差较大表示当校正图像展示出有显著的透视或径向失真时，您已指定线性转换。

Linear Transform 字段会随二维转换的类型而变化。

在线性转换中，这些字段描述从未校正至原始已校正转换的线性属性。

这些字段大多数均可启用于线性和非线性的二维转换，但Rotation 字段则禁用于非线性转换。

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