Camera Calibration with Halcon (鏡頭校正使用 Halcon)

目的

本文將簡介 Halcon 鏡頭校正工具及校正流程。

What is Halcon? ( 什麼是 Halcon ?)

Halcon 是一套強大的影像處理軟體，而它的強大，是有代價的。

它的文件寫的相當的清楚，不論你是否學過影像處理，都可以從軟體中的

文件學得不少相關影像處理的知識。

What is Camera Calibration (什麼是鏡頭校正)

簡單的說就是物體經由 Lens (鏡片) 投射在 CCD 上會有影像 Distortions (畸變)，

在影像量測上會產生誤差，因此就有專家學者研究出一套方法來降低

Distortions 所產生的影響，這就是 Camera Calibration。

更多詳細的資料請參考 [1][2]

Calibration Assistant of HDevelop (Halcon 鏡頭校正軟體)

Halcon 提供了 Calibration Assistant 工具，幫助使用者進行 Camera Calibration 。

利用這個工具你可以產生相應的程式碼 (vb，c++, c# ) 置入你的 軟體中完成 Camera Calibration 。

總結來說，Calibration Assistant 工具可以

• 執行 Calibration
• 檢視 Calibration Result
• 產生 Calibration 程式碼輸出置入你的軟體

Calibration Process (校正流程)

在校正前，你需要準備一些東西，我把它分為兩個部份，一個是硬體 (包含，1. 要被校正的機器視覺裝置 2. 校正用的校正板)，另一個是軟體。軟體因為本文是介紹 Halcon，所以當然是 Halcon 囉。

Calibration Process, 大致上的流程是

1. 用要被校正的機器視覺裝置根據校正板影像拍攝規範，拍攝校正板影像數張 (10-20)
2. 用 Halcon Assistant 輸入鏡頭參數，並依鏡頭的類型 (Area or Line scan camera, telecentric lens or not ) 選擇適當的演算法模型(Division or Polynomial Model)。
3. 將 校正板影像及校正板描述檔匯入 Halcon Assistant。
4. 檢查校正板影像擷取的品質狀態，調整校正板擷取參數 (Calibration Plate Extraction Parameters)，提高校正品質並進行校正
5. 完成校正後，輸出校正後的檔案 or 產生程式碼

重點名詞

1. 校正板影像拍攝規範 - 請參閱系列文章 [2]
2. 鏡頭參數
3. 鏡頭的類型
4. 演算法模型
5. 校正板描述檔
6. 校正板擷取參數
7. 校正板品質狀態

References

[1] 攝像頭校正 camera calibration - part 1 camera model

[2] 攝像頭校正 camera calibration - part 2 calibration

[3] Halcon Document, HDevelop User's Guide 6.2 Calibration Assistant

[4] Halcon Document, Solution Guide III 3D Vision CH2, p15 and CH3 p37

系列文章

[1] Camera Calibration with Halcon (鏡頭校正使用 Halcon) -- 本文

[2] How to Obtain a Suitable Calibration Plate (如何取得合適的校正板)

[3] Rules for Acquiring Calibration Images (Halcon 校正流程中，取得校正板影像的規範)