EasyGauge - 向下测量至子像素

EasyGauge的基本用法很简单。

1. 创建一个对应于所需测量的量规对象。
2. 更改默认值不合适的参数。
3. 调用所需的测量函数。
4. 读取生成的位置参数。

未校准测量易于实现，但有几个缺点：

• 测量以像素为单位执行，而不是毫米。
• 测量模型不可移植：如果观察条件发生变化，量规位置和尺寸必须重新处理。
• 光学失真或透视造成不准确的测量。

校准测量更准确，并且独立于观察条件测量被检查的部分。
所有测量都在校准单元中进行，任何失真都会被隐含补偿。 请参阅校准，了解如何掌握视场校准。

1. 创建校准器对象。
2. 将其放在被检查的场景上。
3. 调整校准参数。
4. 附上量规。

量规可以分组（见量规操作流程）并附加到另一个项目：

• 将量规连接到EFrameShape对象上，使用框架（平移和/或旋转）移动量规，应用程序必须调整框架位置以跟踪被检查部件。
• 将量规连接到另一个量规，根据支撑量规的测量位置移动量规。 例如，如果量规连接到正在检测零件轮廓的普通矩形量规，则当矩形轮廓拟合时，所有量规会自动跟踪部件。

如果使用多个测量站点，您可以在单个文件中保存完整的模型、校准模式、系数和附加的量规。

您可以沿着跨越一个或多个对象边缘的线段探针选择最相关的转换点。 可以激活横向和纵向滤波以降噪。

点位置。 基于对比的选择

楔形量规的放置由其标称位置（由其中心的坐标给出）、其标称内和外半径（内和外径）、其宽度（半径之间的差）、其扩展的角位置及其角振幅确定。

设定的成员可以区分完整的环、扇区和圆盘。

楔形的每一边可以有自己的转换检测参数，并且可以使用 ActiveEdges 属性设置为活动或非活动。 当一边活动时，这意味着：

• 设置参数的值仅适用于当前活动的边；
• 只有当该属性的值对于所有活动边相同时，获取参数的值才会产生结果；
• 只有活动边用于测量和模型拟合。

所以不同的边可以有不同的参数，你可以测量平行弧或斜边或角点，而不是整个楔形。 四边分别用字母“a”、“r”、“AA”和“RR”表示。

使用

定义和定位量规，然后使用 Measure 来适应线条。
要获得楔形属性，请将 ActualShape 属性设置为 TRUE 以返回拟合线（ TRUE 值）（而不是标称行位置 FALSE 值，默认值）。

或者，MeasuredWedge 将结果作为 EWedge 对象提供。

线规的放置由其相对于 X 轴的中心坐标、长度和角度定义。 要限制线斜率值，请设置 Angle 和 KnownAngle。

使用

定义和定位量规，然后使用 Measure 来适应线条。 要获取行属性，请将 ActualShape 属性设置为 TRUE 以返回拟合行（ TRUE 值）（而不是名义行位置 FALSE 值，默认值）。

或者，MeasuredLine 将结果提供为 ELine 对象。

圆形量规的放置由其标称位置（由其中心的坐标给出）、其标称直径（或半径）、其扩展角位置及其角度振幅确定。

设定成员可以区分整圆和圆弧（必须指定圆弧振幅）。

使用

一旦定义并定位量规，使用测量触发圆拟合操作。 要获得测量结果，请将 ActualShape 模式设置为 TRUE 。 ActualShape 模式确定询问是返回拟合圆（ TRUE 值）还是名义圆位置（ FALSE 值，默认值）。 然后通过圆属性检索所请求的信息。

或者，MeasuredCircle 将结果提供为 ECircle 对象。

点位置原理（左）和 S 形曲线及其衍生（右）

在从图像提取的线性轮廓上，边缘显示为从深到浅的转换（反之亦然）。 沿着量规绘制像素值时，该转换显示为 S 形曲线。 该曲线的一阶导数在转折点附近出现峰值。 对比度越好，转换越清晰，峰值越高。

EasyGauge 提取沿曲线（红色曲线）的像素值，然后使用峰值分析来确定转换位置。 导数曲线和水平用户定义阈值水平之间的峰值区域中的所有像素值用于计算转换位置。

• 只有在转换被至少 2 个像素宽的几乎均匀的区域包围时，子像素精度才可能实现。
• BWB黑色/白色/黑色转换的轮廓曲线增加，峰值呈正值。 否则，曲线减小，峰值负向延伸。
• 您不能正常使用默认阈值（20）检测峰值，因为 BWB 或 WBW 转换基于沿 EPointGauge（或采样路径）的灰度分布图的峰值分析，而不是其一阶导数。

EPointGauge包含所有点测量参数，其默认值可检测合适的对比度边缘。

EPointGauge 参数

中心：标称点位置（测量前后通常不同）。
公差：公差值和量规方向。
TransitionType、TransitionChoice、TransitionIndex：峰值选择策略。
阈值：抗噪声。
MinAmplitude、MinArea：峰值强度。
厚度、平滑：局部滤波器宽度。
RectangularSamplingArea将采样区域（默认为矩形）设置为横向过滤模式。
测量：测量对象。
- 在单次转换模式下，当找到适当的点时，Valid返回 True。 要获得测量结果，请将ActualShape设置为 True，以便Center返回定位的点。 （假默认值返回标称点位置）。
- 在多重转换模式下，NumMeasuredPoints返回找到的点数，
GetMeasuredPoint返回一个包含位置信息的EPoint对象。
必须传递 0 和 GetNumMeasuredPoints-1 之间的整数索引。
GetMeasuredPeak：返回EPeak包含峰值的面积和幅度，以及沿探测段（开始、长度和中心值）的定界坐标。

阈值水平非常重要：

• 太高可能导致遗漏明显的峰值，并且像素值不足以达到良好的精度。
• 太低，由于噪声可能导致假峰值。

为了解决这个困难，EasyGauge 峰值选择机制可以抑制低对比度或虚假边缘：通过峰值幅度和面积测量转换强度。 每个边缘测量确定峰值幅度和面积。 如果任一值低于最小幅度或最小面积，则忽略峰值，并且在该位置不设置任何点。

多次与单一转换

EasyGauge 可以单次测量多个边缘点，然后在多重转换模式中检索所有结果。

多次转换（左）与单次转换（右）

您可以根据 4 个条件选择最相关的转换：最高峰，最大面积的峰值，最接近测量中心的峰，或从量规的一个尖端开始遇到的第 N 个峰。

最佳面积（第一幅图像）和最佳幅度选择（第二幅图像），最接近（第三幅图像）和从开始起的第三个图像（第四幅图像）

正或负峰选择

也可以通过选择转换极性对峰值选择进行细化：白色至黑色或黑色至白色（即 正或负峰）或无极性。

黑色至白色，白色至黑色或无极性

预滤波

在本地对图像进行预滤波可以降低噪声影响。
横向（纵向）滤波对采样图像时的几条平行线进行平均。
纵向（横向）均匀滤波也可应用于所得轮廓曲线。

过滤厚度计

横向过滤

横向过滤将平行线段放置在平行四边形或矩形（默认）中。 该行为可以切换。
如果角度接近 0°或 90°，或厚度小于5，则平行四边形模式比矩形快。 如厚度 = 1，则两种模式之间不存在差异。
厚度确定并行数。
采样区是包含所有并行行的最小区域段。

矩形采样区（左）和平行四边形采样区（右）

点探针位置

点量规的预期标称位置由中心、方位角度相对于X轴和长度公差指定，点位置可以变化。

结果是定位点的坐标（实际位置）和转换强度（幅度和面积）。
低值表示弱边缘，可能对应于不可靠或不准确的测量。

EasyGauge 的默认参数和工作模式适合清晰的边缘。 更复杂的情况可能需要参数调整。

1. 设置量规点位置和公差。 根据样本图像或坐标考虑很容易决定中心位置和方向。 公差取决于边缘位置的变化。 较大的公差增加了触及边缘的可能性，但它可能是假边缘或无关特征。
2. 决定是否需要降噪。 将量规放置在所需位置上，并观察轮廓曲线及其导数（使用过滤参数，同时查看绘制曲线）。 曲线规则性给出了灰度值的扩展指示。 当设置这些系数时，灰度级别的配置文件将不再变化。
3. 将阈值设置为足够低，以使有效部分的峰值覆盖足够的像素（以获得更好的子像素精度），但不要低于环境图像噪声。
4. 使用峰值幅度和面积列表去除弱边或虚边。 绘制这些值以及良好和无关的峰值可以帮助找到合适的峰值抑制极限。
5. 选择是否需要所有转换点或是最相关的。 如果都需要，可以一个接一个地查询。 否则，应根据强度、顺序或转换极性（黑色至白色和/或相反）选择点选择策略。

绘图给出了量规的图形表示。 在与所需窗口相关联的设备上下文中，用当前的笔完成绘制。 根据操作，可能会显示手柄。

操作员可以在图像上交互拖动量规。 有几个拖动手柄可用。

• HitTest确定鼠标光标在句柄上方。 如果出现鼠标光标，光标的形状应该改变以进行反馈，并可以进行拖动。
• 拖动相应地移动手柄和相应的量规。

EasyGauge 可以沿着采样路径绘制灰度值和/或其导数 - 对参数调整很有用。
调用Measure后，点量规可绘制。
在MeasureSample调用0和GetNumSamples-1（包括）之间的索引参数后，模型拟合量规可以绘制。
要查看相应的采样路径，请使用Draw方法，模式为EDrawingMode_SampledPath。

量规可以分组（它们的相对位置保持固定），以形成可以在计算测量之前移动（平移和旋转）跟踪所检查项目/探针的移动的专用工具。

Attach将量规与母量规或 EFrameShape 对象相关联。

NumDaughters、GetDaughter或Mother检索与附属的子级或父级相关的信息。

Detach、DetachDaughters将量规或子级从父级分开。

要估计校准系数，可以定位视场的极限，并将图像分辨率除以视场大小，或者使用以下步骤：

1. 拍摄要检查的部分或校准目标（例如矩形）的照片。
2. 找到特征点，例如图像中的角（通过眼睛），并以像素为单位确定其坐标--假设为（i，j）。
3. 使用欧氏距离公式推导校准系数：
   其中C是校准系数，单位为像素，D为单位之间的对应点之间的现实世界距离。
4. 对于非方形像素，对水平和垂直点对重复该操作。

要估计歪斜角度，请将该公式应用于现实世界系统 X 轴上的两个点：

当校准系数可用时，请使用SetSensor调整它们并设置校准模式，或使用以下方法单独设置：SetSensorSize、SetFieldSize、SetResolution、SetCenter、SetAngle。

找到至少 4 个地标，并在传感器（使用图像处理）和现实世界坐标系（实际测量）中获得坐标。 更多地标提供更准确的校准。

所得到的像素长宽比（X 分辨率/Y 分辨率）必须在[-4/3，-3/4]（或[3/4，4/3]）的范围内。

可以自动分析校准目标，以获得适当的地标集。 只要提供适当的程序来提取所需的地标点坐标，这是实现自动校准的简单方法。

Open eVision 依赖于使用一个特定的对象，包含一个对称点（任意形状）矩形网格，网格上没有其他对象。

基于点网格的校准示例

1. 抓住校准目标的图像，使其覆盖整个视场（或将视图的图像限制在只有点可见的 ROI）。
2. 应用斑点分析来提取点的中心坐标，可以通过 EasyObject 完成。
3. 将所有检测到的点传递给 AddPoint（仅传感器坐标）。
4. 调用 RebuildGrid 重建网格，以使用计算每个点的现实世界坐标的迭代算法校准视场。
1. 选择最接近网格点重心（g）的网格点（g ₁ 和 g ₂）以形成长度为 A 的第一个参考定向段。



2. 从参考段（g ₂）的末端开始，该算法在垂直方向上确定 3 个公差区域（图中的白色正方形）。 公差区域在距离（g ₂）A（参考段的长度）的中心位置。 它们是正方形，边长为 A。
   该算法在三个公差区域的每一个中都搜索一个相邻点。
   如果每个公差区域包含一个相邻点，则网格将被正确校准。



3. 三个垂直段是下一次迭代搜索的参考。 算法返回步骤 2。
5. 调用 Calibrate 这一地标方法。

如果网格出现过多的失真，不能按预期进行网格重建。 可能会发生以下错误：

1. 公差区域不包含相邻点（图中的红色方块）。
2. 公差区域包含多个相邻点。
3. 公差区域中的点不正确。 例如，该点可能是对角线连接的（图中的红点）。

传感器宽度和传感器高度给出了以像素（始终为整数）计算的逻辑图像大小。

视场（f-o-v）宽度和高度以长度单位给出实际图像大小，即 对应于现实世界空间中的图像边缘的矩形大小。 这些值通过以下等式与像素分辨率相关：

f-o-v 宽度 = 像素宽度 * 传感器宽度
f-o-v 高度 =像素高度 * 传感器高度

或

传感器宽度 = f-o-v 宽度 * 水平分辨率
传感器高度 = f-o-v 高度 * 垂直分辨率

默认情况下，未指定像素高度，像素假设为正方形（像素宽度 = 像素高度）。

中心横坐标（x）和纵坐标（y）表示图像原点（现实世界坐标（0,0））。 默认是图像中心。

倾斜角是由真实现实世界参考框架（X轴）和图像边缘（水平）形成的角度。 默认是没有偏移。

注意： 当像素不是正方形时，EWorldShape对象可以转换现实世界和传感器空间之间的角度。

X和Y倾斜角描述了观察平面方向。 它们对应于使 Z 轴平行于光轴的 X 轴和 Y 轴周围所需的旋转。

透视力给出了透视效果的相对度量。 焦距越短，值越大。

变形强度和GetDistortionStrength2给出了图像角中的径向失真的相对度量，即 图像对角线长度有无失真的比例。