C#Halcon从零开发_Day11_圆拟合

引言：

ead_image (Image, 'bottles/bottle_mouth_' + 1$'.02')
fast_threshold (Image, Region, 0, 50, 20)
opening_circle (Region, RegionOpening, 3.5)
closing_circle (RegionOpening, RegionClosing, 3.5)
fill_up (RegionClosing, RegionFillUp)
*将输入的区域转换为对应的边界轮区域

*****思路1：区域->XLD  把区域直接转化为XLD轮廓  
gen_contour_region_xld (RegionFillUp, Contours, 'border')
fit_circle_contour_xld (Contours, 'algebraic', -1, 0, 0, 3, 2, Row, Column, Radius, StartPhi, EndPhi, PointOrder)
gen_circle (Circle, Row, Column, Radius)
erosion_circle (Circle, RegionErosion,60)
difference (Circle, RegionErosion, RegionDifference)

*****思路2 :图像->XLD  从区域中抠图，再获取XLD
boundary (RegionFillUp, RegionBorder, 'outer')
dilation_circle (RegionBorder, RegionDilation, 3.5)
reduce_domain (Image, RegionDilation, ImageReduced)
*从灰度图像中提取高精度的边缘轮廓（XLD 格式）
edges_sub_pix (ImageReduced, Edges, 'canny', 1, 20, 40)
*分割亚像素
segment_contours_xld (Edges, ContoursSplit, 'lines_circles', 5, 4, 2)
count_obj (ContoursSplit, Number)
NumContours := Number
MaxLength := -1.0               
MaxIndex := -1                 
 
* 遍历所有轮廓
for i := 0 to NumContours - 1 by 1
    * 计算当前轮廓的长度
    select_obj (ContoursSplit, ObjectSelected, i+1)
    length_xld(ObjectSelected, CurrentLength)
    * 比较并更新最大值和索引
    if (CurrentLength > MaxLength)
        MaxLength := CurrentLength
        MaxIndex := i+1
    endif
endfor
select_obj (ObjectSelected, ObjectSelected1, MaxIndex)
 

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一、核心应用场景

1. 精密零件尺寸测量

• 场景：检测圆形零件（如轴承、齿轮、垫片）的直径、圆度误差。

2. 缺陷检测（如划痕、凹坑）

• 场景：检测圆形表面是否存在缺陷（如瓶盖、镜片）。

3. 机器人抓取定位

• 场景：识别圆形工件的位置和姿态，引导机器人抓取。

4. 光学字符识别（OCR）预处理

• 场景：定位圆形标签（如药瓶标签）上的文字区域。

5. 运动轨迹跟踪

• 场景：跟踪圆形运动目标（如旋转机械零件）。

二、实战代码

dev_get_window (WindowHandle)
read_image (Image, 'C:/Users/10314/Desktop/pic1.jpg')
get_image_size (Image, Width1, Height1)
draw_circle (WindowHandle, Row, Column, Radius)
gen_circle_contour_xld (ContCircle, Row, Column, Radius, 0, 6.28318, 'positive', 1)
* 初始化参数
NumPoints := 10  
Width := 30      
Height := 5   
* 初始化矩形集合
measureRowList := []
measureColumnList := []
* 生成10个矩形，角度跟随圆上的点
dev_set_color('green')
for i := 0 to NumPoints-1 by 1
    Angle := i * (6.28318 / NumPoints) 
    
    * 计算圆上的点坐标（通过极坐标系计算方法，注意Row方向上是减法）
    X := Column + Radius * cos(Angle)

     Y := Row - Radius * sin(Angle)
    
    * 生成矩形（角度为圆上点的角度）
    * gen_rectangle2的参数：
    * (Row, Column, Phi, Length1, Length2)
    * Phi是矩形的旋转角度（弧度）
    * Length1是矩形的半长轴，Length2是半短轴
    gen_rectangle2(Rectangle, Y, X, Angle, Width/2, Height/2)
    *生成测量矩形2句柄
    gen_measure_rectangle2 (Y, X, Angle, Width/2, Height/2, Width1, Height1, 'nearest_neighbor', MeasureHandle)
    measure_pos (Image, MeasureHandle, 1, 50, 'positive', 'first', RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)
   if (|RowEdge| != 0 and |ColumnEdge| != 0)
     measureRowList[i]:=RowEdge
     measureColumnList[i]:=ColumnEdge
     dev_set_color('magenta')
     gen_cross_contour_xld (Cross, RowEdge, ColumnEdge, 18, rad(45))
     dev_set_color('green')
     *删除句柄
     clear_handle (MeasureHandle)
   endif
endfor
*判断1.数组数量与检测的数量是否一致  2.数组中是否有0存在，因为如果索引3被赋值，1、2如果为空会被默认赋值0
if(|measureRowList|==NumPoints and |measureColumnList|==NumPoints)
    checkResult:=true
    for i:=0 to |measureRowList|-1 by 1
        if(measureRowList[i]==0 or measureColumnList[i]==0)
            checkResult:=false
            break
        endif
    endfor
    if(checkResult==false)
        dev_open_window(100, 100, 500, 500, 'black', WindowHandle1)
        if (WindowHandle1 == 0)
        disp_message(WindowHandle1, '窗口打开失败', 'window', 12, 12, 'red', 'true')
        stop()
        endif
        set_display_font(WindowHandle1, 15, 'mono', 'false', 'false')
        errorMsg := '检测到的卡尺数据中存在空'+ '\n' + '检测错误！'
        dev_disp_text (errorMsg, 'window', 10, 10, 'green', ['box','box_color'], ['true','blue'])
        disp_continue_message(WindowHandle1, 'black', 'true')
        stop()
    else
        *圆拟合
        gen_contour_polygon_xld (Contour, measureRowList, measureColumnList)
        *Contour输入xld的轮廓
        * Mode 'algebraic' 使用代数距离进行拟合（默认，速度快但精度略低）'geometric'：使用几何距离进行拟合（精度高但计算量大）。
        * -1 Iterations最大迭代次数。设为 -1 时，Halcon 自动选择最优迭代次数。
        * 0 ClippingEndPoints是否裁剪轮廓的端点（1 表示裁剪，0 表示不裁剪）。
        * 0 ClippingFactor裁剪因子（仅当 ClippingEndPoints=1 时有效）。裁剪轮廓的百分比（例如 0.1 表示裁剪 10% 的端点）。
        * 3 MinContourLength 拟合所需的最小轮廓点数。若轮廓点数少于该值，拟合失败。
        * 2 Precision 1：低精度 2：高精度（默认）
        * Row1 Column1 Radius1 拟合圆的圆心坐标（Row, Column）和半径（Radius）。
        * StartPhi, EndPhi 拟合圆的起始和结束角度（弧度制），通常用于表示轮廓的覆盖范围。
        * PointOrder  'positive'：轮廓点按顺时针方向排列。 'negative'：轮廓点按逆时针方向排列。
        fit_circle_contour_xld (Contour, 'algebraic', -1, 0, 0, 3, 2, Row1, Column1, Radius1, StartPhi, EndPhi, PointOrder)
        msg:='拟合圆的坐标: '+ Row1+','+Column1 +'\n' +'拟合圆的半径: '+ Radius1+'\n' +'拟合圆的起、终角度: '+ deg(StartPhi)+','+deg(EndPhi)
        set_display_font (WindowHandle, 16, 'mono', 'false', 'false')
        dev_disp_text (msg, 'window', 0, 0, 'green', ['box','box_color'], ['true','blue'])
    endif
    
else
    dev_open_window(100, 100, 500, 500, 'black', WindowHandle2)
    if (WindowHandle2 == 0)
    disp_message(WindowHandle2, '窗口打开失败', 'window', 12, 12, 'red', 'true')
    stop()
    endif
    set_display_font(WindowHandle2, 15, 'mono', 'false', 'false')
    errorMsg := '检测到的卡尺数量为' + '\n' + |measureRowList| + '\n' + '检测错误！'
    dev_disp_text (errorMsg, 'window', 10, 10, 'green', ['box','box_color'], ['true','blue'])
    disp_continue_message(WindowHandle2, 'black', 'true')
    stop()
endif

最终实现效果：