基于网页在线标定板的 Halcon 单目相机标定

1、器材准备

本次标定的器材如下：

• 一台装了 Halcon 软件的电脑。
• 一个 C930E 罗技网络摄像机 。
• 一个 Pad （可以是任意带屏幕的电子设备，如手机，平板，电脑，用来显示标定板）。
• 一把尺子（用于标定dpi）。

2、生成标定板

Halcon 的标定板通常都是 7×7 的圆点点阵，并且矩形黑色边框中的一个角进行了三角形涂黑，用来识别标定板朝向（以下图为例，从左到右为 X 轴正方向，从上到下为 Y 轴正方向，垂直屏幕向外为 Z 轴正方向，坐标系原点 O 在标定板对角线交点处）。

标定板可以通过 gen_catlab()^[1] 算子生成，主要通过控制行列数（XNum，YNum），圆点间隔（MarkDist），圆点直径与圆点间隔比例（DiameterRatio）来控制标定板内容。

gen_caltab( : : XNum, YNum, MarkDist, DiameterRatio, CalPlateDescr, CalPlatePSFile : )

算子执行后将会得到 .descr 文件（CalPlateDescr）以及 .ps 文件（CalPlatePSFile），其中 .descr 文件供 Halcon 标定时读取标定板参数，而 .ps 文件则作为标定板设计文件供厂家制作高精度标定板。

在 Halcon 软件安装目录 ..\MVTec\HALCON-24.11-Progress-Steady\calib 中，提前存放了一些根据标定板宽度（高度）设置好的常用标定板：

caltab_100mm.descr
caltab_10mm.descr
caltab_200mm.descr
caltab_2500um.descr
caltab_30mm.descr
caltab_650um.descr
caltab_6mm.descr
caltab_800mm.descr
caltab_big.descr
caltab_small.descr

3、标定板显示与校准

选用 caltab_100mm.descr 标定，首先将该文件传给平板，然后打开标定板在线生成器，选择图案为 “HALCON标定板”，导入 caltab_100mm.descr 文件。然后拖动标尺（平板上通过加减按钮来调节），并用尺子进行核对，使得标尺宽度刚好为 10mm 。设置完毕后，点击 “全屏” 按钮后，即可作为标定板进行标定。

若你手上有打印机，也可以点击导出 pdf ，打印标定板到纸张上，并粘贴到平面物体上。

4、Halcon 标定

打开 Halcon > 助手 > 打开新的 Calibration：

在 安装>标定板>描述文件 处，导入步骤2 中所使用的 caltab_100mm.descr 文件；摄像机参数>摄像机模型 中选择为 “面扫描（多项式）”；单个像元的宽和高设置为 1.67μm，焦距设置为 4 mm （这几个参数根据相机和镜头的产品参数设置，这里 C930E 罗技网络相机是根据网上的资料估计的）。

点击标定 tab 栏，然后点击图像采集助手右侧的摄像头图标，弹出图像采集窗口，点击连接 tab 栏，并点击连接，实时，并在标定 tab 栏中勾选 “实时图像”。此时则可以在摄像头窗口中查看到实时画面。如果连接步骤检测不到相机，可参考这篇博客^[2]。

调整窗口布局如下，摄像头对准电子标定板，根据右侧窗口中提示的图像状态，品质问题等信息，确认当前图像是否满足要求，若发生过曝，可以在图像采集窗口中，参数 tab 栏中调节 exposure （曝光）参数。当标定窗口中实时采集图像的状态为确定，则表示图像满足要求，此时点击采集按钮进行采集。

根据上述步骤采集约 20 个位姿，然后取消勾选实时图像，并点击标定按钮，结果如下：

可以看到，平均误差为 0.056215 像素。

在标定 tab 栏中，点击保存所有可以保存所有标定图像：

参考资料

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1. gen_caltab 算子官方文档 ↩︎

2. halcon24.11摄像头接口为什么找不到DirectShow? ↩︎