Halcon 蜂窝标定板是一种用于机器视觉系统相机标定、镜头畸变校正以及三维视觉测量的高精度标定工具,是由大量规则排列的圆形标志点组成,这些圆点采用类似蜂窝的六边形排列方式,因此称为蜂窝标定板。

1、产品特点
(1)蜂窝状点阵结构
标定板上的圆形标志点采用六边形、蜂窝状方式排列,相邻点之间具有规则的几何关系,便于 HALCON 进行自动识别和定位。
(2)圆形特征点,定位精度高
与棋盘格的直线交点相比,圆形标志点可以通过圆心进行定位,并结合亚像素算法获得较高的特征点定位精度,适合高精度视觉测量。
(3)具有方向识别标记
标定板包含特定的 Finder Pattern(定位/方向标记),HALCON 可以利用它确定标定板的方向和点阵顺序,降低误匹配的可能性。
(4)具有标准的几何尺寸
标定板的圆点直径、点间距、行列数量等参数都是已知的。通过这些实际尺寸,可以建立图像坐标与真实世界坐标之间的对应关系。
(5)配套 .cpd 描述文件
每种标定板都有对应的标定板描述文件,文件中记录标志点的几何信息。HALCON 根据 .cpd 文件识别和处理标定板。
(6)自动化程度高
在 HALCON 中可以通过 find_calib_object 等算子自动检测标定板特征点,不需要手动逐点建立对应关系。
(7)适用于相机标定和畸变校正
可以用于计算相机内参、外参以及镜头畸变参数,并进一步用于图像校正和世界坐标测量。
(8)适合多姿态标定
通过从不同位置、不同角度采集多幅标定板图像,可以提高相机标定结果的稳定性和准确性。
(9)适合高精度机器视觉应用
可应用于工业检测、尺寸测量、定位、机器人视觉、三维视觉等场景。
2、基本结构
蜂窝标定板主要由以下部分组成:
(1)圆形标志点:作为视觉算法提取的特征点。
(2)六边形/蜂窝状排列:相邻特征点之间具有规则的几何关系。
(3)Finder Pattern(定位标记):用于确定标定板的位置和方向。
(4)标定板边框:用于确定标定板的整体范围。
(5)标定板描述文件 .cpd:记录标志点的数量、位置、直径及间距等几何参数。
这种结构使 HALCON 能够自动识别标定板,并建立图像坐标系与标定板世界坐标系之间的对应关系。
3、应用场景
Halcon蜂窝标定板主要用于:
(1)相机内参标定
获取焦距、主点位置等相机参数。
(2)镜头畸变校正
修正径向畸变、切向畸变等造成的图像变形。
(3)相机外参标定
确定相机相对于标定板或世界坐标系的位置和姿态。
(4)二维尺寸测量
建立像素坐标与实际物理尺寸之间的转换关系。
(5)三维视觉标定
在双目视觉、立体视觉等系统中用于确定相机之间的空间关系。
4、定制化服务(参数、材质可定制,可来图定制)
圆点标定板基材可选,可根据不同使用场景、不同环境和不同精度需求定制化不同基材(如玻璃、陶瓷、菲林、铝板等)。
以下为部分常用基材参数信息:
(1)玻璃基材参数
图案 | 基材 | ||
制作工艺 | 光刻 | 玻璃基材 | 石英玻璃(熔融石英)/ 苏打玻璃 |
最小线宽 | 1µm / 0.55µm | 透过率 (@550nm) | >95% |
特征精度 & 整体精度 | ±1µm | 热膨胀系数 (20-200°C) | <5.0×10⁻⁷/K |
涂层 | 黄铬 蓝铬 (低反射率) 亮铬 | 膨胀比 (20-200°C) | 0.00006% (0.6µm/°C of 1m) |
反射率 | < 13.4% @550nm | 表面平整度 | <0.55µm (长度<50mm) |
< 1.8% @650nm | <2µm (长度<100mm) | ||
< 2.67% @750nm | <5µm (长度>100mm) | ||
涂层精度 | 120nm (±0.20nm) | 表面粗糙度 | <0.025µm |
光密度 OD | 黄铬3 (蓝5) | 厚度 | 1mm、1.6mm、2.3mm、3mm(±0.2mm)(500*500*4.8) |
白底 | 最小线宽: 10µm | 最小/最大尺寸 | Min: 2×2 mm |
白底厚度: 40µm (背面白色光滑涂层) | Max: 800×960mm (±0.1mm) | ||
正负图形 | 正片: 图案不透 负片: 图案透光 | 外观形状 | 方形 |
(2)陶瓷基材参数
图案 | 基材 | |||||
制作工艺 | 光刻 | 类型 | 哑光铬在哑光陶瓷 | 亮光铬在亮面陶瓷 | ||
类型 | 哑光陶瓷 | 亮面陶瓷 | 陶瓷基材 | 氧化锆 氧化铝 | ||
最小线宽 | 4µm | 2µm | 厚度 | 1mm (±0.1mm, 常用) | 2mm (常用) | 3mm (±0.1mm) |
特征精度 | ±2µm | ±2µm | 表面平整度 | <30µm (长度<100mm) | <60µm (长度<200mm) | |
外形精度 | ±0.05mm | ±0.05mm | 最小/最大尺寸 | MIN: 2×2mm (±0.1mm); MAX: 228×228mm (±0.1mm) | ||
涂层 | 铬 | 铬 | 表面粗糙度 | <0.2-0.7µm | ||
光涂层/哑涂层 | 哑光铬涂层 | 亮光铬涂层 | 热膨胀系数 (40-400°C) | <6.7×10⁻⁶/K | ||
反射率 | < 12.88% @550nm | < 9.56% @550nm | 单位比重 | ≥ 3.66 g/cm³ | ||
< 10.62% @650nm | < 1.89% @650nm | |||||
< 12.23% @750nm | < 11.168% @750nm | |||||
涂层厚度 | 100-120nm | 100-120nm | 洛氏硬度 | ≥80 HRA | ||
正负图形 | 正片:图案不透明 负片:图案透明 | 外观形状 | 激光切割任意外形 | 方形 | 椭圆 | |
保护层 | 铬层上方的薄膜使铬图案更耐用 | 特殊形状 | 打孔 | 倒角 | 斜切角 | |
(3)菲林基材参数
图案 | 菲林基材 | ||
生产工艺 | 光刻(菲林光刻机) | 应用 | 用于透射/背光源/功能性测 |
最小线宽 | 10µm / 30µm 可选 | 膨胀系数 | 菲林遇热收缩,遇冷膨胀。 |
特征精度 | ±10µm | 10µm/°C of 1m 当相对温度恒定时, 湿度每变化1°C时, 长度为1m的菲林将变化10µm(万分之一)。 | |
涂层 | 溴化银 | 透过率 (400~700nm) | >90% 紫外<(400~700nm)>红外 |
涂层厚度 | 2µm | 菲林基材厚度 | 0.18mm (±0.01mm) |
光密度OD | 100%黑时OD>4 (灰阶时OD值可控) | 最大尺寸 | 0.71×0.81m (±0.1mm)(最小线宽10µm) 1.68×3.5m (±0.1mm)(最小线宽30µm) |
颜色 | 黑色灰阶、正弦灰阶 | 外形 | 可激光切割、可直边切割、可圆孔镂空 |
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