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Cognex调研1.概述Cognex是一家美国公司，是机器视觉系统、软件以及自动化生产中使用的传感器、装配机器人的制造商。Cognex实在20世纪80年代初期探讨机器视觉的商业应用的首批公司之一。VisionPro是Cognex公司开发的一款视觉系统工具包，具有以下特性：1)快速开发强大的应用系统CognexVisionPro系统组合了世界上一流的机器视觉技术，具有快速而强大的应用系统开发能力。包括图像预处理、图像拼接、图像标定、集合校正、定位、OCV/ID、图像几何测量、结果分析等功能。在VisionPro的QuickStart环境中，利用拖放工具，无需任何代码编程，就可以完成检查文件的设置，检测结果输出，以加速应用原型的开发。这一成果在应用开发的整个周期内都可应用。通过使用基于Com/ActiveX的VisionPro机器视觉工具和VisualBasic，VisualC++等图形化编程环境，开发应用系统。与MVS-8100系列图像采集卡相配合，VisionPro使得制造商、系统集成商、工程师能够快速开发和配置出强大的机器视觉应用系统。2)快速建立原型和易于集成VisionPro的两层软件架构便于建立原型和集成。交互层利用拖放工具盒ActiveX控件以加速应用系统的开发，在程序层，将原型应用开发成用户解放方案。基于COM/ActiveX技术使VisionPro应用系统易于集成第三方应用程序（如图形函数），而且为整个机器（例如IO,计算机控制，工厂通信）提供了基于Com空间应用的易于集成性。3)先进的机器视觉软件Cognex的视觉工具库提供了用于测量、检测、制造和识别的视觉软件程序组。即使实在最具挑战性的视觉应用中，这些工具也被证实具有高可靠性。4)硬件灵活性VisionPro的用户可以在较大范围内选择MVS-8100系列图像采集卡，以开发视觉应用。该软件可以直接和国际大多数相机相连，包括模拟、1394、千兆网相机等。经VisionPro软件测试和证明，这些图像采集卡为主机提供了用于图像处理和显示的高速图像转移，以获得快速的视觉应用操作。多相机输入、高速度以及对高分辨效率的支持提高了VisionPro系统的采集灵活性。5)技术优势快速开发强大的基于PC的视觉应用简化视觉系统与其他主控制程序的融合处理兼容多种CognexMVS-8100系列图像采集卡通过QuickStart拖放工具加速原型应用配合视觉工具库，以获得高性能2.VisionPro软件架构VisionPro提供了易于应用的原型，发展和应用。在交互层，通过系列缩放工具，VisionProQuickStart原型环境加速了强大机器视觉系统的开发速度。用户可以很快定义工具，测试工具行为以及有效的运行参数之间的连接。通过QuickStart或VisionBasic可访问ActiveX控件。因此，在程序层，原型应用可以通过VisualBasic或VisualC++增强，以开发出个性化的解决方案。这一性能将使应用系统的开发时间大大缩短。VisionPro的结构使用户可以从QuickStart，ActiveX或Com对象中的任何一层开始他们的应用系统开发。3.功能分析1)标定标定动作是为了实现图像显示空间和物理空间之间的坐标映射，主要是数学变换，难点主要在于变换矩阵的选取与实现。Cognex和Mil都有比较完善的标定功能，对于两个软件的具体变换矩阵不得而知，下面的方法主要参考《封装设备视觉系统软件包的设计》这篇论文。相机标定问题就是建立图像阵列中的像素位置和场景点位置的对应关系，涉及到确定两组参数：用于刚体变换（外部定位）的非固有参数（外参数）和相机自身（内部定位）所拥有的固有参数（内参数）。刚体变换可以用下式表示，其中R为旋转矩阵，从而对应有12个外参数。对于旋转变换，其实用3个参数就足以确定变化，比如欧拉角描述：绕X周旋转角θ，绕新的y轴旋转角ψ，绕新的z轴旋转角φ，从而对应有6个外参数。另外，对于旋转变换也较为直观的思远数的表示方式，四元数是一个四元矢量q=(q1q2q3q4),对于定位求解问题，四元数表示能够给出很好的数值解。[xcyczc]=R[xcyczc]+t可见，外参数有多种不同的表示方式，或者说不同的模型，从而也对应这不同的求解算法，同样，相机本身（内参数）也有多种模型，一般分为线性模型和非线性模型，线性模型一般是指经典的小孔模型，如下是所示，共有5个参数，分别是图像在u轴和v轴上的尺寸因子fu和fv,主点坐标u0和v0，畸变因...