HALCON第四讲-＞几何变换

以下针对HALCON几何变换技术进行系统梳理，结合工业场景需求、数学原理及参数调优策略，分类详解刚体变换、仿射变换、投影变换及非刚体变换的核心算子，并附综合案例。

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一、基础概念与核心原理

几何变换本质：将图像中的坐标位置映射到新坐标位置，不改变像素值，仅重新排列像素空间关系。
齐次坐标系：用于简化变换计算，二维坐标扩展为三维向量（如像素坐标(x,y)表示为(x,y,1)）。
变换类型：

• 刚体变换：平移+旋转（保持形状不变）
• 仿射变换：平移+旋转+缩放+错切（保持平行性）
• 投影变换：任意四边形映射（模拟透视效果）

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一、刚体变换：保持形状不变（平移+旋转）

核心算子与原理

1. vector_angle_to_rigid

   • 功能：计算刚体变换矩阵（平移+旋转）
   • 参数：
     • Row1, Col1：参考点坐标
     • Angle：旋转角度（弧度）
     • Row2, Col2：目标点坐标
   • 数学原理：
     $$\left[\begin{array}{ccc}\cos \theta & -\sin \theta & T_x\\ \sin \theta & \cos \theta & T_y\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$$
     其中 $T_x=\text{Col2}-\text{Col1}$, $T_y=\text{Row2}-\text{Row1}$
   • 场景：机械零件定位（平移旋转后姿态对齐）

     * 计算变换矩阵
     vector_angle_to_rigid(RefRow, RefCol, 0, TargetRow, TargetCol, Angle, HomMat2D)
     * 应用变换
     affine_trans_region(Region, RegionTrans, HomMat2D, 'nearest_neighbor')
     

2. rigid_trans_image

   • 功能：直接对图像进行刚体变换
   • 参数：Interpolation（插值方式）影响边缘质量
     • 'nearest_neighbor'：速度快，锯齿明显
     • 'bilinear'：平衡速度与质量（默认）
     • 'weighted'：抗锯齿最佳，速度慢

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二、仿射变换：线性变换（平移+旋转+缩放+错切）

核心算子与矩阵操作

1. 矩阵构造算子

   </

   算子	功能	参数示例
   hom_mat2d_identity	创建单位矩阵	-
   hom_mat2d_translate	添加平移	Tx, Ty（像素偏移）
   hom_mat2d_rotate	添加旋转	Angle（弧度）, PivotX, PivotY（旋转中心）
   hom_mat2d_scale	添加缩放	Sx, Sy（缩放因子）