【Halcon学习笔记】08.图像测量（2D）
1.概述
Halcon中的2D Metrology模块提供了亚像素级别的卡尺测量功能，可以测量的几何形状包括直线、圆、椭圆、矩形。
2D测量模型使用起来相对方便，如要测圆的半径，只要设置圆心坐标和模板半径，之后就能在模板半径内设置个测量范围，在测量范围内的边缘会被提取出来，从而自动测出圆的实际半径。
2. 相关概念
2.1 计量模型（metrology model）
包含所有计量对象、测量所需的所有信息以及测量结果的数据结构。
2.2 计量对象（metrology object）
用2D计量测量对象的数据结构。计量对象由特定的几何形状表示，形状参数大致为已知。此外，它包含控制测量的参数，例如指定测量区域的尺寸和分布的参数。
2.3 测量区域（measure regions）
排列垂直于近似对象边界的矩形区域。在这些区域中，提取用于获取计量对象精确形状参数的边缘。
3. 相关算子
3.1 创建
create_metrology_model(MetrologyHandle)
MetrologyHandle：测量模型句柄
3.2 添加
3.2.1添加直线测量对象到模型
add_metrology_object_line_measure()
MetrologyHandle：测量模型句柄
RowBegin：测量区域行坐标起点
ColumnBegin：测量区域列坐标起点
RowEnd：测量区域行坐标终点
ColumnEnd：测量区域列坐标终点
MeasureLength1：垂直于边界的测量区域的一半长度
MeasureLength2：相切于边界的测量区域的一半长度
MeasureSigma：用于平滑的高斯函数的 Sigma
MeasureThreshold：最小边缘幅度阈值
GenParamName：通用参数的名称
GenParamValue：通用参数值
Index：所创建的计量对象的索引
3.2.2 添加圆型测量对象到模型
add_metrology_object_circle_measure()
MetrologyHandle：测量模型句柄
Row：测量区域的圆心行坐标
Column：测量区域的圆行列坐标
Radius：测量区域的半径
MeasureLength1：垂直于边界的测量区域的一半长度
MeasureLength2：相切于边界的测量区域的一半长度
MeasureSigma：用于平滑的高斯函数的 Sigma
MeasureThreshold：最小边缘幅度阈值
GenParamName：通用参数的名称
GenParamValue：通用参数值
Index：所创建的计量对象的索引
3.2.3 添加椭圆测量对象到模型
add_metrology_object_ellipse_measure()
3.2.3 添加矩形测量对象到模型
add_metrology_object_rectangle2_measure()
3.3 设置
3.3.1 设置测量对象参数
set_metrology_object_param()
MetrologyHandle：测量模型句柄
Index：指定计量对象，为all时所有计量对象的参数都被设置（'all'）
GenParamName：通用参数的名称
'measure_length1'：区域，垂直于边界的测量区域的一半长度
'measure_length2'：区域，相切于边界的测量区域的一半长度
'measure_distance'：区域，两个测量区域中心之间的距离
'num_measures'：区域,测量区域数
'measure_sigma'：测量，用于平滑的高斯函数的 Sigma
'measure_threshold'：测量,最小边缘幅度阈值
'measure_select'：测量，边缘端点的选择('last'、'first')
'measure_transition'：测量，方向('all'、'negative'、 'positive')
'measure_interpolation'：测量，插值类型
'min_score'：拟合，最小分数
'num_instances'：拟合，成功拟合实例的最大数量
'distance_threshold'：拟合，距离阈值
GenParamValue：通用参数值
3.3.2 设置对整个计量模型有效的参数
set_metrology_model_param()
MetrologyHandle：测量模型句柄
GenParamName：通用参数的名称
'camera_param'：是否使用相机内部参数
'plane_pose'：是否相机三维姿态
'reference_system'：根据图像坐标系的平移(行、列)和旋转角度(角度)，定义一种新的参考系统
'scale'：期望单位与原始单位的比率
GenParamValue：通用参数值
3.3.3 对齐测量模型位置（校准）
align_metrology_model()
MetrologyHandle：测量模型句柄
Row：对齐测量模型的行坐标
Column：对齐测量模型的列坐标
Angle：对齐测量模型的旋转角度
3.4 执行
apply_metrology_model()
Image：输入的测量图像
MetrologyHandle：测量模型句柄
3.5 获取
3.5.1 获取计量模型的计量对象的测量区域和边缘位置结果
get_metrology_object_measures()
Contours：测量区域的矩形 XLD 轮廓
MetrologyHandle：测量模型句柄
Index：指定计量对象，为all时所有计量对象的参数都被设置（'all'）
Transition：选择亮/暗或暗/亮边缘('all'、'negative'、 'positive')
Row：测量边缘的行坐标集
Column：测量边缘的列坐标集
3.5.2 获取计量模型的计量对象的结果轮廓
get_metrology_object_result_contour()
Contour：给定计量对象的结果轮廓。
MetrologyHandle：测量模型句柄
Index：指定计量对象，为all时所有计量对象的参数都被设置（'all'）
Instance：计量对象的实例（'all'）
Resolution：相邻轮廓点之间的距离
3.5.3 获取计量模型的计量对象的结果
get_metrology_object_result()
Contour：给定计量对象的结果轮廓。
MetrologyHandle：测量模型句柄
Index：指定计量对象，为all时所有计量对象的参数都被设置（'all'）
GenParamName：通常设置为’result_type’，表示用GenParamValue返回方式和结果
GenParamValue：通常设置为’all_param’，表示将所有测量参数到Parameter
Parameter：返回的参数值
对于直线：返回 [‘row_begin’，‘column_begin’，‘row_end’，‘column_end’]
对于圆型：返回[‘row’，‘column’，‘radius’]或 [‘x’，‘y’，‘radius’]
对于椭圆：返回[‘row’，‘column’，‘phi’，‘radius1’，‘radius2’]
对于矩形：返回[‘row’，‘column’，‘phi’，‘length1’，‘length2’]
3.6 释放
clear_metrology_model()
MetrologyHandle：测量模型句柄
4.模型测量在Halcon中的应用步骤
4.1 应用步骤
4.2 例程要求
测量矩形标签的像素长度。
4.3 实现步骤
1）找到模板图片的区域中心（跟随对齐用）
var_threshold (Image, Region, 100, 100, 0.5, 5, 'dark')
fill_up (Region, RegionFillUp)
connection (RegionFillUp, ConnectedRegions)
select_shape_std (ConnectedRegions, SelectedRegions, 'max_area', 70)
smallest_rectangle2 (SelectedRegions, RowM, ColumnM, PhiM, Length1, Length2)
disp_cross (WindowHandle, RowM, ColumnM, 100, PhiM)
2）画出模板图片的测量区域
recR:=1830
recC:=2220
recA:=0
recL1:=960
recL2:=70
gen_rectangle2 (rec, recR, recC, rad(recA), recL1, recL2)
3）创建测量模型句柄
create_metrology_model (MetrologyHandle)
4）添加直线测量模型
add_metrology_object_line_measure (MetrologyHandle, recR, recC-recL1,recR, recC+recL1, recL1/4, recL2/2, 1, 20, [], [], Index)
5）设置测量对象参数
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_length1', 50)
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_length2', 10)
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_threshold', 20)
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_distance', 20)
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'min_score',0.6)
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_sigma', 1)
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_transition', 'all')
set_metrology_object_param (MetrologyHandle, 'all', 'measure_select', 'all')
set_metrology_model_param (MetrologyHandle, 'reference_system', [RowM, ColumnM,PhiM])
6）找到运行图片的区域中心（跟随对齐用）
var_threshold (Image, Region, 100, 100, 0.5, 5, 'dark')
fill_up (Region, RegionFillUp)
connection (RegionFillUp, ConnectedRegions)
select_shape_std (ConnectedRegions, SelectedRegions, 'max_area', 70)
smallest_rectangle2 (SelectedRegions, Row, Column, Phi, Length1, Length2)
7）跟随对齐测量模型
（理解：上面的测量卡尺已经创建好了，目前的问题在于将卡尺放在哪个位置。设置一个模板的跟随点，就是说模板图片卡尺在RowM, ColumnM的位置，现在同样找到测试图片的Row, Column的位置，就有对应关系可以对齐卡尺，原理同仿射变换）
align_metrology_model (MetrologyHandle, Row, Column,Phi)
8）执行测量
apply_metrology_model (Image, MetrologyHandle)
9）获取测量数据
get_metrology_object_result (MetrologyHandle, 'all', 'all', 'result_type', 'all_param', Parameter)
get_metrology_object_measures (Contours, MetrologyHandle, 'all', 'all', Row2, Column2)
get_metrology_object_result_contour (Contour1, MetrologyHandle, 'all', 'all', 1.5)
10）计算测量数据
distance_pp (Parameter[0], Parameter[1], Parameter[2], Parameter[3], Distance)
disp_message (WindowHandle, 'Lenght:'+Distance, 'window', 0, 10, 'green', 'false')
11）释放模型
clear_metrology_model (MetrologyHandle)
by Ryou2-
