機器視覺涉及到圖像處理、檢測與控制、數(shù)據(jù)傳輸、人機接口等多個技術領域，是工業(yè)自動化的研究熱點。一個先進的機器視覺系統(tǒng)除了具有高性能的硬件外，還需要有功能強大的軟件。哈工大蕪湖機器人產(chǎn)業(yè)技術研究院購置了德國MVtec公司的圖像處理軟件—Halcon12.0，將其作為機器視覺和圖像處理的核心軟件，在充分吸收國內(nèi)外先進視覺技術的基礎上，立足具體研發(fā)工作，大大縮短了項目開發(fā)周期。
一、Halcon的簡介
Halcon是德國MVtec公司開發(fā)的一套功能完善的機器視覺算法包，擁有應用廣泛的機器視覺集成開發(fā)環(huán)境。Halcon靈活的架構(gòu)便于機器視覺，圖像分析應用的快速開發(fā)，是圖像處理界使用頻率最高的一種軟件。Halcon包含模式識別算子、機器人手眼標定、雙目視覺標定等多種數(shù)學算子，應用領域廣闊，在歐洲以及日本的工業(yè)界已經(jīng)是公認具有最佳效能的Machine Vision軟件。
1、Halcon的功能
1、技術革新 Halcon 12.0可以實現(xiàn)真正意義上的目標識別?；跇颖镜淖R別方法可以區(qū)分出數(shù)量巨大的目標對象。使用這種技術可以實現(xiàn)僅依靠顏色或紋理等特征即可識別經(jīng)過訓練的目標，從而無需再采用一維碼或二維碼等用于目標識別的特殊印記。
2、強大的三維視覺處理 Halcon 12.0提供的一個極為突出的新技術是三維表面比較，即將一個三維物體的表面形狀測量結(jié)果與預期形狀進行比較。
3、高速機器視覺體驗 自動算子并行處理 (AOP) 技術是HALCON的一個獨特性能。HALCON 12.0中支持使用GPU處理進行機器視覺算法的算子超過75個，比其他任何軟件開發(fā)包提供的數(shù)量都多。除此之外，基于聚焦變化的深度圖像獲取 (depth from focus)、快速傅立葉變換 (FFT) 和HALCON的局部變形匹配都有顯著的加速。
4、其他功能
（1）改善攝像機標定技術 （2）為分類自動選擇特征 （3）三維數(shù)據(jù)快速可視化 （4）遠心鏡頭立體視覺 （5）用于一維碼和二維碼識別的GS1術語學 （6）易用的測量工具。
2、Halcon在各個行業(yè)的應用實例：
機器人視覺 監(jiān)控與安全
機械行業(yè) 制藥行業(yè)
二、Halcon的優(yōu)勢
Halcon是一款全能的機器視覺軟件包，具有魯棒性，全面性、高效性和靈活性?；趫D1的優(yōu)勢，我院已經(jīng)在機器人嵌入式立體視覺系統(tǒng)開發(fā)，高速揀選機器人系統(tǒng)等項目中進行了圖像處理的應用。
圖1 Halcon的優(yōu)勢
三、Halcon程序開發(fā)的流程
Halcon包含一套交互式的程序接口HDevelop，可在其中以Halcon程序代碼直接編寫、修改、執(zhí)行程序，并且可以查看計算過程中所有變量，設計完成后，可以直接輸出C，C++，或者COM（Visual basic）程序代碼，嵌入到應用程序中。
圖2 Halcon程序開發(fā)的流程
四、Halcon助力我院機器視覺團隊項目研發(fā)
我院重點研發(fā)的項目——機器人嵌入式立體視覺系統(tǒng)開發(fā)，是建立嵌入式和立體視覺系統(tǒng)開發(fā)的基礎平臺，借助立體視覺嵌入式硬件系統(tǒng)和圖像處理算法，可實現(xiàn)視覺系統(tǒng)與主流機器人控制系統(tǒng)的通信。高速揀選機器人系統(tǒng)開發(fā)及應用，是基于高速機器人視覺識別的分揀系統(tǒng)，在醫(yī)藥、食品、陶瓷等行業(yè)有著廣泛的應用市場。
通過引入Halcon軟件，我院將在雙目立體視覺系統(tǒng)，基于ARM嵌入式架構(gòu)圖像處理模塊，視覺算法及處理等技術方面進行深入的研究。在項目前期，采用該軟件進行圖像處理的算法選取與優(yōu)化上，大大的縮短了開發(fā)周期。為解決工業(yè)機器人視覺識別、測量、視覺導航等關鍵技術問題，我院進行著產(chǎn)學研的推廣應用。
圖3 視覺軟件平臺—Halcon
圖4 Halcon在我院項目中的應用
