本文的初衷是希望幫助那些有其它平臺視覺算法開發(fā)經驗的人能快速轉入Halcon平臺下，通過文中的示例開發(fā)者能快速了解一個Halcon項目開發(fā)的基本步驟，讓開發(fā)者能把精力完全集中到算法的開發(fā)上面。
首先，你需要安裝Halcon，HALCON 18.11.0.1的安裝包會放在文章末尾。安裝包分開發(fā)和運行時兩個版本，運行時版本一般用于生產環(huán)境。
注：開發(fā)版本自帶運行時可替代運行時版本，但安裝的東西會比較多。
然后，你需要學會查看Halcon的幫助手冊，這是很重要的一件事。
本文涉及到幫助文檔的主要章節(jié)如下：
原文 HALCON 18.11.0.1 / Programmer's Guide / Programming With HALCON/.NET
翻譯 HALCON 18.11.0.1/程序員指南/使用 HALCON/.NET 編程
原文 HALCON 18.11.0.1 / HALCON Operator Reference
翻譯 HALCON 18.11.0.1/ HALCON 運算符參考
文中的示例是我第一次接觸Halcon時的學習測試用例，在電腦里面躺了一年，最近才有時間整理一下發(fā)出來，希望能對你有所幫助。
注：運行本文示例程序前至少安裝Halcon的運行時，否則Halcon的dll無法正常使用。
將 HALCON/.NET 添加到應用程序#
添加控件#
右鍵單擊工具箱，然后選擇“選擇項”，彈出的對話框選擇“.NET Framework組件”，單擊下面的“瀏覽”，導航到HALCON安裝目錄下的\bin\dotnet35（VS2008以下版本的選擇dotnet20） ，然后選擇halcondotnet.dll。
完成上述操作后，HSmartWindowControl和HWindowControl控件就會出現(xiàn)在工具箱中，其中HWindowControl控件已經過時官方不再推薦使用。
與HWindowControl相比，HSmartWindowControl控件具有以下幾個優(yōu)點：
- 可以像任何其他控件一樣使用
- 提供預定義的鼠標交互（移動窗口內容并使用鼠標滾輪進行縮放）， 可以通過雙擊窗口來重置視圖
- 控件會自動重新縮放，而不會閃爍
注：與HSmartWindowControlWPF 相反，HSmartWindowControl需要一個回調才能使用鼠標滾輪進行縮放。
引用dll#
在HALCON安裝目錄下的\bin\dotnet35中，引用以下dll：
- hdevenginedotnet.dll
- halcondotnet.dll
注：使用?HALCON XL?開發(fā)應用程序時，必須選擇以xl結尾的dll，hhdevelop xl適用于大分辨率的圖像（大于 32k x 32k ）。
引用以下命名空間：
- HalconDotNet：控件所在的命名空間
- HalconType：Line、Rectangle2等數(shù)據類型所在的命名空間
調用Halcon算子#
以ReadImage操作為例，函數(shù)原型如下：
static void HOperatorSet.ReadImage(out HObject image, HTuple fileName)
public HImage(HTuple fileName)
public HImage(string fileName)
void HImage.ReadImage(HTuple fileName)
void HImage.ReadImage(string fileName)
注：這些內容幫助手冊上都有，在文章開頭列出來的章節(jié)。
在C#調用HALCON 算子有兩種選擇：函數(shù)式、對象式，前值通過HOperatorSet調用算子并通過out關鍵字傳入關鍵對象，后者直接在關鍵對象上調用對應的方法。
兩種方法完全等價，C#是一門面向對象的語言，建議使用對象式的方式調用算子會好一點。
程序示例#
本示例只實現(xiàn)下面幾種關鍵功能：
- 加載、保存圖片
- 畫線、框并保存
- 抓邊算法、測寬算法
先新建一個Winform項目，界面設計如下：
注：項目的解決方案平臺不能使用AnyCPU，只能根據安裝的Halcon位數(shù)選擇x64或x86，我使用的是x64平臺。
HSmartWindowControl控件使用#
將HSmartWindowControl控件拖入主界面即可，在窗體類里面定義一個HWindow類型的成員引用控件內部的窗體，同時設置控件的回調函數(shù)（WPF則不需要）。代碼如下：
//窗口實例
private HWindow hwindow;
public Form1()
{
InitializeComponent();
hwindow = hSmartWindowControl1.HalconWindow;//初始化窗口變量
hSmartWindowControl1.MouseWheel += HSmartWindow_MouseWheel;
}
//鼠標滾輪回調
private void HSmartWindow_MouseWheel(object sender, MouseEventArgs e)
{
Point pt = this.Location;
MouseEventArgs newe = new MouseEventArgs(e.Button, e.Clicks, e.X - pt.X, e.Y - pt.Y, e.Delta);
hSmartWindowControl1.HSmartWindowControl_MouseWheel(sender, newe);
}
加載、保存圖像#
加載、保存圖像也比較簡單，我們需要先定義一個HImage實例，然后按鈕單擊事件在該實例上調用對應的算子，代碼如下：
//圖片變量
private HImage image = new HImage();
//加載圖片
private void button_ReadImage_Click(object sender, EventArgs e)
{
string imagePath = "TestRead.bmp";
image.ReadImage(imagePath);
hwindow.DispImage(image);
//自動適應圖片（相當于控件上面的雙擊操作）
hwindow.SetPart(0, 0, -2, -2);
}
//保存圖片
private void button_WriteImage_Click(object sender, EventArgs e)
{
string imagePath = "TestWrite.bmp";
image.WriteImage("bmp", 0, imagePath);
hwindow.DispImage(image);
}
上面代碼是從程序啟動目下加載TestRead.bmp圖片，保存圖片到程序啟動目下的TestWrite.bmp，實際路徑可以根據項目情況自己定義。
上面的圖片是自己生成的，不是生產環(huán)境下的產品圖片，僅用于程序演示。
擴展：加載相機圖像#
大部分項目都是從相機加載圖片，但這涉及到相機驅動的一些知識，全部介紹一邊會偏移文章主題。
簡單來說，加載相機圖像分兩步：
- 將相機圖像保存到內存
- 將內存中的圖像傳入Halcon
將相機圖像保存到內存是相機驅動的工作，下面只討論怎么將內存中的圖像傳入Halcon，代碼如下：
private void GenImageByPtr()
{
//這三個參數(shù)都可以通過相機驅動得到
byte[] imageBuf = null; //圖像緩存數(shù)組
int width = 0; //圖像寬度
int heigth = 0; //圖像高度
//獲取內存圖像中間的指針
IntPtr ptr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(imageBuf, 0);
//加載內存中的圖像
image.GenImage1("byte", width, heigth, ptr);
hwindow.DispImage(image);
}
這里只列一個簡單的示例，類似的算子還有copy_image、gen_image3等。
畫線、畫框并保存#
在圖像上畫線、框是機器視覺里面常見的需求，根據線、框確定算法搜索的區(qū)域和特征。
在窗體類中定義一個HDrawingObject對象并附加到現(xiàn)有窗口用于交互，同時定義好Line對象、Rectangle2對象用于保存繪圖的結果。
先在圖像窗口上面畫出線和框，然后再用鼠標手動調整大小、位置，代碼如下：
//繪圖對象
private HDrawingObject drawingObject = new HDrawingObject();
//線ROI
private Line line = new Line();
//框ROI
private Rectangle2 rectangle2 = new Rectangle2();
private void button_DrawLine_Click(object sender, EventArgs e)
{
drawingObject.CreateDrawingObjectLine(100, 100, 200, 200);
//將繪圖對象關聯(lián)到Halcon窗口
hwindow.AttachDrawingObjectToWindow(drawingObject);
}
private void button_SaveLine_Click(object sender, EventArgs e)
{
HTuple paramName, param;
paramName = new HTuple(new string[] { "row1", "column1", "row2", "column2" });
param = drawingObject.GetDrawingObjectParams(paramName);
//保存參數(shù)
line.SetValue(param.ToDArr());
paramName.Dispose();
param.Dispose();
//清除繪圖內容
drawingObject.ClearDrawingObject();
}
private void button_DrawRect_Click(object sender, EventArgs e)
{
drawingObject.CreateDrawingObjectRectangle2(300, 400, 0, 300, 200);
//將繪圖對象關聯(lián)到Halcon窗口
hwindow.AttachDrawingObjectToWindow(drawingObject);
}
private void button_SaveRect_Click(object sender, EventArgs e)
{
HTuple paramName, param;
paramName = new HTuple(new string[] { "row", "column", "phi", "length1", "length2" });
param = drawingObject.GetDrawingObjectParams(paramName);
//保存參數(shù)
rectangle2.SetValue(param.ToDArr());
paramName.Dispose();
param.Dispose();
//清除繪圖內容
drawingObject.ClearDrawingObject();
}
上面的paramName可以取以下值，里面包含了Line、Rectangle2類屬性名：
"color", "column", "column1", "column2", "end_angle", "font", "length1", "length2", "line_style",
"line_width", "phi", "radius", "radius1", "radius2", "row", "row1", "row2", "start_angle", "string", "type"
檢測算法#
用Halcon開發(fā)檢測算法一般有兩種方法：
- 根據直接調用Halcon在對應語言平臺下的算子接口
- 用Halcon自帶的腳本語言開發(fā)算法然后轉成C#類
第一種自由度比較高，代碼看起來也比較簡潔易懂，但上手比較困難。第二種更簡單，但生成的類很難看，而且與程序集成的時候需要做一些改動。
兩種方法并不是絕對對立的，一般會先用Halcon驗證算法，然后參考導出的C#類實現(xiàn)自己的檢測算法。
抓邊算法#
抓變算法直接調用的是Halcon的C#算子接口，里面有用到2D 測量模型：
2D測量模型
簡述一下2D 測量的使用步驟：
-
創(chuàng)建測量模型并指定圖像大小：首先必須使用create_metrology_model創(chuàng)建測量模型，然后使用set_metrology_model_image_size指定測量結果所在的圖像的大小。
-
提供近似值：將測量對象添加到測量模型中，每個測量對象由圖像中相應對象的近似形狀參數(shù)和控制測量的參數(shù)組成，控制測量的參數(shù)包括例如指定測量區(qū)域的尺寸和分布的參數(shù)，測量對象有以下幾種：
- 圓：add_metrology_object_circle_measure
- 橢圓：add_metrology_object_ellipse_measure
- 矩形：add_metrology_object_rectangle2_measure
- 線：add_metrology_object_line_measure
- 使用一個運算符創(chuàng)建不同形狀：add_metrology_object_generic
要直觀檢查定義的度量對象，可以使用運算符get_metrology_object_model_contour訪問其XLD輪廓。要直觀檢查創(chuàng)建的測量區(qū)域，可以使用運算符get_metrology_object_measures訪問其XLD輪廓。
-
修改模型參數(shù)：如果已執(zhí)行相機校準，則可以使用set_metrology_model_param，沒有就忽略（本示例沒有使用）。
-
修改對象參數(shù)：當將測量對象添加到測量模型時，可以設置許多參數(shù)，之后還可以使用運算符set_metrology_object_param修改其中的一些（本示例是在添加時設置的參數(shù)，所以沒有此步驟）。
-
調整測量模型：在執(zhí)行下一次測量之前平移和旋轉測量模型，可以使用操作員align_metrology_model。通常使用基于形狀的匹配來獲得對準參數(shù)，相當于測量前的位置就糾偏（本示例比較簡單沒有此步驟）。
-
應用測量：使用apply_metrology_model執(zhí)行測量過程。
-
訪問結果：測量后，可以使用get_metrology_object_result訪問結果，也可以使用get_metrology_object_measures獲取定位邊的行坐標和列坐標再進一步處理（本示例使用前者）。
代碼實現(xiàn)
抓變算法的C#代碼如下：
private void button_FindEdge_Click(object sender, EventArgs e)
{
//創(chuàng)建測量對象
HMetrologyModel hMetrologyModely = new HMetrologyModel();
//設置圖片大小
image.GetImageSize(out int width, out int height);
hMetrologyModely.SetMetrologyModelImageSize(width, height);
//添加直線測量
double measureLength1= 30, measureLength2=30, measureSigma=1, measureThreshold=30;
HTuple genParamName = new HTuple(), genParamValue = new HTuple();
hMetrologyModely.AddMetrologyObjectLineMeasure(line.Row1, line.Column1,line.Row2, line.Column2, measureLength1, measureLength2, measureSigma, measureThreshold, genParamName, genParamValue);
//執(zhí)行并獲取結果
hMetrologyModely.ApplyMetrologyModel(image);
//獲取測量區(qū)域
HTuple mRow = new HTuple(), mCol = new HTuple();
HXLDCont mContours = hMetrologyModely.GetMetrologyObjectMeasures("all", "all", out mRow, out mCol); //檢測區(qū)域輪廓
HXLDCont mmContours = hMetrologyModely.GetMetrologyObjectModelContour("all", 1); //測量對象輪廓
//參數(shù)順序 ["row_begin", "column_begin", "row_end", "column_end"]
HTuple lineRet =hMetrologyModely.GetMetrologyObjectResult("all", "all", "result_type", "all_param");
double[] retAry = lineRet.DArr;
//打印結果
hwindow.SetLineWidth(2);
hwindow.SetColor("green");
hwindow.DispLine(retAry[0], retAry[1], retAry[2], retAry[3]);
hwindow.SetColor("blue");
hwindow.DispXld(mContours);
hwindow.SetColor("yellow");
hwindow.DispXld(mmContours);
//清空測量對象
hMetrologyModely.ClearMetrologyModel();
//清理對象
hMetrologyModely?.Dispose();
genParamName?.Dispose();
genParamValue?.Dispose();
mRow.Dispose();
mCol.Dispose();
mContours.Dispose();
mmContours.Dispose();
}
Halcon的代碼如下：
*讀取圖片
read_image (Image, 'D:/test.bmp')
dev_get_window (WindowHandle)
*畫線
Row1:=1218.79
Column1:=1002.95
Row2:=1242.07
Column2:=2786.18
*draw_line (WindowHandle, Row1, Column1, Row2, Column2)
*gen_region_line (RegionLines, Row1, Column1, Row2, Column2)
*創(chuàng)建測量幾何形狀所需的數(shù)據結構
create_metrology_model (MetrologyHandle)
get_image_size (Image, Width, Height)
set_metrology_model_image_size (MetrologyHandle, Width, Height)
add_metrology_object_line_measure (MetrologyHandle, Row1, Column1, Row2, Column2, 100, 50, 1, 30, [], [], Index)
apply_metrology_model (Image, MetrologyHandle)
get_metrology_object_result (MetrologyHandle, 'all', 'all', 'result_type','all_param', Parameter)
get_metrology_object_measures(Contours, MetrologyHandle, 'all', 'all', Row, Column)
get_metrology_object_model_contour (Contour, MetrologyHandle, 0, 1.5)
*清空測量對象，否則會導致內存泄露
clear_metrology_model (MetrologyHandle)
*可視化
dev_clear_window ()
dev_display(Image)
dev_set_color('green')
dev_set_line_width(1)
disp_line (WindowHandle, Parameter[0], Parameter[1], Parameter[2], Parameter[3])
dev_display (Contours)
dev_display (Contour)
使用方法
直接在界面上點擊“打開圖片”->“畫線ROI”（默認位置我都調好了，你也可以自己調整大小、位置）->“抓邊”，過程如下：
測寬算法#
測寬算法使用一維測量中的measure_pairs算子提取直邊對，然后計算兩個直邊的距離。代碼太長這里就不貼了，完整的項目源碼會在文章末尾給出。
需要注意，measure_pairs算子的搜索框必須和目標邊緣完全垂直，否則寬度數(shù)據會不準確，算子原理如下：
文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-776875.html
直接在界面上點擊“打開圖片”->“畫框ROI”（默認位置我都調好了，你也可以自己調整大小、位置）->“測寬”，過程如下：
上面的箭頭就是框的方向，測量邊必須與框的方向接近垂直否則會運算失敗，實際項目中還是建議用2D測量單獨抓兩個邊來測寬度。
源碼里面顯示邊緣的DispEdgeMarker方法，是直接從measure_pairs算子示例里面導出轉C#的，所以風格會比較奇怪。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-776875.html
到了這里，關于在C#中使用Halcon開發(fā)視覺檢測程序的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！
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