VisionPro_几何查找与拟合工具详解

爱凤的小光2026-05-31 20:42

文章目录

  • [1. 概述](#1. 概述)
    • [1.1 工作原理总览](#1.1 工作原理总览)
  • [2. 工具总览](#2. 工具总览)
  • [3. CogFindCircleTool---找圆工具](#3. CogFindCircleTool—找圆工具)
    • [3.1 引用命名空间与程序集](#3.1 引用命名空间与程序集)
    • [3.2 控件类继承关系](#3.2 控件类继承关系)
    • [3.3 核心属性与方法](#3.3 核心属性与方法)
      • [3.3.1 主要属性](#3.3.1 主要属性)
      • [3.3.2 主要方法](#3.3.2 主要方法)
      • [3.3.3 主要事件](#3.3.3 主要事件)
    • [3.4 关键运行参数(CogFindCircleRunParams)](#3.4 关键运行参数(CogFindCircleRunParams))
    • [3.5 结果属性(CogFindCircleResults)](#3.5 结果属性(CogFindCircleResults))
    • [3.6 使用方法与示例代码](#3.6 使用方法与示例代码)
      • [3.6.1 基本使用流程](#3.6.1 基本使用流程)
      • [3.6.2 示例代码](#3.6.2 示例代码)
      • [3.6.3 在ToolGroup 中使用](#3.6.3 在ToolGroup 中使用)
      • [3.6.4 从.vpp文件加载工具配置](#3.6.4 从.vpp文件加载工具配置)
      • [3.6.5 事件驱动模式](#3.6.5 事件驱动模式)
      • [3.6.6 结果可视化叠加到CogDisplay](#3.6.6 结果可视化叠加到CogDisplay)
      • [3.6.7 动态调整参数- 适应不同产品](#3.6.7 动态调整参数- 适应不同产品)
      • [3.6.8 批量图像检测](#3.6.8 批量图像检测)
  • [4. CogFindLineTool---找线工具](#4. CogFindLineTool—找线工具)
    • [4.1 引用命名空间与程序集](#4.1 引用命名空间与程序集)
    • [4.2 控件类继承关系](#4.2 控件类继承关系)
    • [4.3 核心属性与方法](#4.3 核心属性与方法)
      • [4.3.1 主要属性](#4.3.1 主要属性)
      • [4.3.2 主要方法](#4.3.2 主要方法)
    • [4.4 关键运行参数](#4.4 关键运行参数)
    • [4.5 结果属性](#4.5 结果属性)
    • [4.6 使用方法与示例代码](#4.6 使用方法与示例代码)
      • [4.6.1 常见问题：交换搜索方向](#4.6.1 常见问题：交换搜索方向)
      • [4.6.2 从.vpp文件加载并运行](#4.6.2 从.vpp文件加载并运行)
      • [4.6.3 结果可视化](#4.6.3 结果可视化)
      • [4.6.4 双边检测求宽度](#4.6.4 双边检测求宽度)
      • [4.6.5 交换搜索方向自适应](#4.6.5 交换搜索方向自适应)
  • [5. CogFindCornerTool---找角工具](#5. CogFindCornerTool—找角工具)
    • [5.1 引用命名空间与程序集](#5.1 引用命名空间与程序集)
    • [5.2 概述](#5.2 概述)
    • [5.3 核心属性与方法](#5.3 核心属性与方法)
      • [5.3.1 主要属性](#5.3.1 主要属性)
      • [5.3.2 主要方法](#5.3.2 主要方法)
    • [5.4 关键运行参数](#5.4 关键运行参数)
    • [5.5 结果属性](#5.5 结果属性)
    • [5.6 使用方法与示例代码](#5.6 使用方法与示例代码)
      • [5.6.1 示例：基本使用](#5.6.1 示例：基本使用)
      • [5.6.2 示例：结果可视化](#5.6.2 示例：结果可视化)
  • [6. CogFindEllipseTool---找椭圆工具](#6. CogFindEllipseTool—找椭圆工具)
    • [6.1 引用命名空间与程序集](#6.1 引用命名空间与程序集)
    • [6.2 概述](#6.2 概述)
    • [6.3 核心属性与方法](#6.3 核心属性与方法)
      • [6.3.1 主要属性](#6.3.1 主要属性)
      • [6.3.2 主要方法](#6.3.2 主要方法)
    • [6.4 关键运行参数](#6.4 关键运行参数)
    • [6.5 结果属性](#6.5 结果属性)
    • [6.6 使用方法与示例代码](#6.6 使用方法与示例代码)
      • [6.6.1 基本使用](#6.6.1 基本使用)
      • [6.6.2 从.vpp加载](#6.6.2 从.vpp加载)
      • [6.6.3 结果可视化](#6.6.3 结果可视化)
  • [7. CogFitCircleTool --- 圆拟合工具](#7. CogFitCircleTool — 圆拟合工具)
    • [7.1 引用命名空间与程序集](#7.1 引用命名空间与程序集)
    • [7.2 核心属性与方法](#7.2 核心属性与方法)
    • [7.3 关键运行参数](#7.3 关键运行参数)
    • [7.4 结果属性](#7.4 结果属性)
    • [7.5 使用方法与示例代码](#7.5 使用方法与示例代码)
      • [7.5.1 典型应用场景](#7.5.1 典型应用场景)
      • [7.5.2 从.vpp加载](#7.5.2 从.vpp加载)
      • [7.5.3 结合FindCircle和FitCircle进行高精度检测](#7.5.3 结合FindCircle和FitCircle进行高精度检测)
      • [7.5.4 结果可视化与残差分析](#7.5.4 结果可视化与残差分析)
      • [7.5.5 多次拟合取平均值提高稳定性](#7.5.5 多次拟合取平均值提高稳定性)
  • [8. CogFitEllipseTool---椭圆拟合工具](#8. CogFitEllipseTool—椭圆拟合工具)
    • [8.1 引用命名空间与程序集](#8.1 引用命名空间与程序集)
    • [8.2 概述](#8.2 概述)
    • [8.3 核心属性与方法](#8.3 核心属性与方法)
    • [8.4 关键运行参数](#8.4 关键运行参数)
    • [8.5 结果属性](#8.5 结果属性)
    • [8.6 使用方法与示例代码](#8.6 使用方法与示例代码)
      • [8.6.1 基本使用](#8.6.1 基本使用)
      • [8.6.2 从.vpp加载](#8.6.2 从.vpp加载)
      • [8.6.3 结合FindEllipse进行高精度椭圆检测](#8.6.3 结合FindEllipse进行高精度椭圆检测)
  • [9. CogFitLineTool---直线拟合工具](#9. CogFitLineTool—直线拟合工具)
    • [9.1 引用命名空间与程序集](#9.1 引用命名空间与程序集)
    • [9.2 核心属性与方法](#9.2 核心属性与方法)
    • [9.3 关键运行参数](#9.3 关键运行参数)
    • [9.4 结果属性](#9.4 结果属性)
    • [9.5 使用方法与示例代码](#9.5 使用方法与示例代码)
      • [9.5.1 典型应用场景](#9.5.1 典型应用场景)
      • [9.5.2 从.vpp加载](#9.5.2 从.vpp加载)
      • [9.5.3 结果可视化](#9.5.3 结果可视化)
      • [9.5.4 多段直线拟合检测边缘平行度](#9.5.4 多段直线拟合检测边缘平行度)
  • 10.常见问题与解决方案
    • [10.1 找圆工具找不到圆](#10.1 找圆工具找不到圆)
    • [10.2 找线工具结果不稳定](#10.2 找线工具结果不稳定)
    • [10.3 拟合工具残差过大](#10.3 拟合工具残差过大)
    • [10.4 卡尺搜索方向错误](#10.4 卡尺搜索方向错误)

1. 概述

   VisionPro 的 Geometry -- Finding & Fitting(几何查找与拟合) 工具集是机器视觉中用于几何特征检测与拟合的核心工具组。这些工具基于 卡尺(Caliper) 原理，通过在图像中布置一系列采样线(卡尺)，沿采样方向检测边缘点，再将这些边缘点拟合为几何形状(圆、直线、椭圆等)。

1.1 工作原理总览

bash 复制代码 
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                  输入图像                              │
│                                                      │
│    ┌─── 卡尺1 ───┐                                   │
│    │  搜索方向→   │  边缘点1                           │
│    └─────────────┘                                   │
│    ┌─── 卡尺2 ───┐                                   │
│    │  搜索方向→   │  边缘点2                           │
│    └─────────────┘                                   │
│    ┌─── 卡尺3 ───┐                                   │
│    │  搜索方向→   │  边缘点3                           │
│    └─────────────┘                                   │
│           ...                                        │
│    ┌─── 卡尺N ───┐                                   │
│    │  搜索方向→   │  边缘点N                           │
│    └─────────────┘                                   │
│                                                      │
│    边缘点集合 → 拟合算法 → 输出几何形状                  │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

核心概念：

  • 卡尺(Caliper)：沿指定方向的一维边缘检测器，用于在图像中定位灰度突变点
  • 搜索长度(Search Length)：卡尺沿搜索方向扫描的长度
  • 投影长度(Projection Length)：卡尺垂直于搜索方向的投影宽度，用于平均灰度减少噪声
  • 搜索方向(Search Direction)：卡尺扫描边缘的方向
  • 边缘点(Edge Point)：卡尺检测到的灰度突变位置

2. 工具总览

编号 工具名称 功能描述 命名空间
1 CogFindCircleTool 在图像中查找圆形边界 Cognex.VisionPro.Caliper
2 CogFindLineTool 在图像中查找直线边界 Cognex.VisionPro.Caliper
3 CogFindCornerTool 在图像中查找角点 Cognex.VisionPro.Caliper
4 CogFindEllipseTool 在图像中查找椭圆边界 Cognex.VisionPro.Caliper
5 CogFitCircleTool 将一组点拟合为圆 Cognex.VisionPro
6 CogFitEllipseTool 将一组点拟合为椭圆 Cognex.VisionPro
7 CogFitLineTool 将一组点拟合为直线 Cognex.VisionPro
8 CogMultiLineFinderTool 在图像中查找多条线段 Cognex.VisionPro.Caliper

查找工具 vs 拟合工具：

  • 查找工具（Find）：内置卡尺，直接从图像中检测边缘点并拟合为几何形状
  • 拟合工具（Fit）：接收外部输入的点集，通过最小二乘等算法拟合为最佳匹配几何形状

3. CogFindCircleTool---找圆工具

3.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
// 必需引用
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll
// Cognex.VisionPro.Caliper.dll

3.2 控件类继承关系

bash 复制代码 
System.Object
  └── CogToolBase
        └── CogFindCircleTool

编辑控件：
System.Object
  └── System.Windows.Forms.Control
        └── CogFindCircleEditV2

3.3 核心属性与方法

3.3.1 主要属性

属性名 类型 说明
InputImage ICogImage 输入图像
RunParams CogFindCircleRunParams 运行参数对象
Results CogFindCircleResults 运行结果集合
CurrentRunRecord ICogRecord 当前运行记录(用于结果可视化）
LastRunRecord ICogRecord 上次运行记录

3.3.2 主要方法

方法名 说明
Run() 执行找圆操作
CreateCurrentRunRecord() 创建当前运行记录

3.3.3 主要事件

事件名 说明
Ran 工具运行完成后触发
Changed 属性发生变化时触发

3.4 关键运行参数(CogFindCircleRunParams)

参数名 类型 默认值 说明
CaliperRunParams.NumCalipers int 10 卡尺数量：沿圆周分布的卡尺个数，越多拟合越精确但速度越慢
CaliperRunParams.SearchLength double 100 搜索长度：每个卡尺沿搜索方向扫描的像素长度
CaliperRunParams.SearchDirection CogCaliperSearchDirection SearchDirInward 搜索方向 ：Inward（向内）/ Outward（向外）/ Auto（自动）
CaliperRunParams.ProjectionLength double 10 投影长度：卡尺垂直方向的投影宽度，用于灰度平均
CaliperRunParams.Edge0Polarity CogCaliperPolarity DarkToLight 边缘极性 ：DarkToLight（暗→亮）/ LightToDark（亮→暗）/ DontCare（任意）
CaliperRunParams.ContrastThreshold double 10 对比度阈值：低于此值的边缘将被忽略
CaliperRunParams.FilterHalfSizeInPixels int 3 滤波器半宽：用于平滑噪声，值越大滤波越强
ExpectedCircle.Center.X double 0 预期圆心X：圆的预期中心X坐标
ExpectedCircle.Center.Y double 0 预期圆心Y：圆的预期中心Y坐标
ExpectedCircle.Radius double 100 预期半径：圆的预期半径
AngleStart double 0 起始角度：卡尺分布的起始角度（度）
AngleSpan double 360 角度范围：卡尺分布的角度范围（度），0-180为半圆，0-360为整圆
RadiusLimitEnabled bool false 半径限制：是否启用结果半径的范围限制
RadiusLimitMin double 0 最小半径：结果半径的下限
RadiusLimitMax double 1000 最大半径：结果半径的上限
NumPointsToIgnore int 0 忽略点数：拟合时忽略的异常点数量（用于剔除离群点）

3.5 结果属性(CogFindCircleResults)

属性名 类型 说明
GetCircle() CogCircle 获取拟合得到的圆
GetCenterX() double 圆心X坐标
GetCenterY() double 圆心Y坐标
GetRadius() double 圆的半径
GetNumPointsFound() int 成功找到的边缘点数量
GetEdgePoints() CogPointMarker[] 所有找到的边缘点坐标数组

3.6 使用方法与示例代码

3.6.1 基本使用流程

bash 复制代码 
1. 创建工具实例
2. 设置输入图像
3. 配置预期圆（圆心、半径）
4. 设置卡尺参数（数量、搜索长度、投影长度等）
5. 运行工具
6. 读取结果

3.6.2 示例代码

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 1. 创建工具实例
CogFindCircleTool findCircleTool = new CogFindCircleTool();

// 2. 设置输入图像
findCircleTool.InputImage = cogImage; // ICogImage 类型

// 3. 配置预期圆
findCircleTool.RunParams.ExpectedCircle.Center.X = 320;
findCircleTool.RunParams.ExpectedCircle.Center.Y = 240;
findCircleTool.RunParams.ExpectedCircle.Radius = 100;

// 4. 设置卡尺参数
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 20;      // 20个卡尺
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 80;      // 搜索长度80像素
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.SearchDirection = 
    CogCaliperSearchDirection.SearchDirInward;                     // 向内搜索
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.ProjectionLength = 15;  // 投影长度15像素
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.Edge0Polarity = 
    CogCaliperPolarity.DarkToLight;                               // 暗到亮边缘
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.ContrastThreshold = 15; // 对比度阈值

// 5. 设置角度范围（半圆）
findCircleTool.RunParams.AngleStart = 0;
findCircleTool.RunParams.AngleSpan = 180;

// 6. 运行工具
findCircleTool.Run();

// 7. 读取结果
if (findCircleTool.Results != null)
{
    CogCircle resultCircle = findCircleTool.Results.GetCircle();
    double centerX = resultCircle.CenterX;
    double centerY = resultCircle.CenterY;
    double radius = resultCircle.Radius;
    int numPoints = findCircleTool.Results.GetNumPointsFound();
    
    Console.WriteLine($"圆心: ({centerX:F2}, {centerY:F2})");
    Console.WriteLine($"半径: {radius:F2}");
    Console.WriteLine($"找到边缘点: {numPoints}");
}

3.6.3 在ToolGroup 中使用

csharp 复制代码 
// 在 ToolGroup 中添加工具
CogToolGroup toolGroup = new CogToolGroup();
CogFindCircleTool findCircle = new CogFindCircleTool();
toolGroup.Tools.Add(findCircle);

// 通过名称访问
CogFindCircleTool tool = toolGroup.Tools["CogFindCircleTool"] as CogFindCircleTool;

3.6.4 从.vpp文件加载工具配置

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using System.IO;

// 从QuickBuild导出的.vpp文件加载工具配置
string vppPath = @"C:\VisionPro\FindCircle.vpp";
CogFindCircleTool findCircle = CogSerializer.LoadObjectFromFile(vppPath) as CogFindCircleTool;

// 设置新图像并运行
findCircle.InputImage = cogImage;
findCircle.Run();

// 获取结果
if (findCircle.Results != null)
{
    CogCircle circle = findCircle.Results.GetCircle();
    Console.WriteLine($"圆心: ({circle.CenterX:F2}, {circle.CenterY:F2})");
    Console.WriteLine($"半径: {circle.Radius:F2}");
}

3.6.5 事件驱动模式

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public class CircleFinder
{
    private CogFindCircleTool _tool;

    public CircleFinder()
    {
        _tool = new CogFindCircleTool();
        _tool.Ran += OnToolRan;  // 注册运行完成事件
    }

    private void OnToolRan(object sender, EventArgs e)
    {
        if (_tool.Results != null)
        {
            CogCircle circle = _tool.Results.GetCircle();
            Console.WriteLine($"[事件回调] 圆心: ({circle.CenterX:F2}, {circle.CenterY:F2})");
            Console.WriteLine($"[事件回调] 半径: {circle.Radius:F2}");
            Console.WriteLine($"[事件回调] 边缘点数: {_tool.Results.GetNumPointsFound()}");
        }
    }

    public void ProcessImage(ICogImage image)
    {
        _tool.InputImage = image;
        _tool.Run();
    }
}

3.6.6 结果可视化叠加到CogDisplay

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using Cognex.VisionPro.Display;

public void ShowCircleResult(CogDisplay display, CogFindCircleTool tool)
{
    // 清除之前的图形
    display.StaticGraphics.Clear();

    if (tool.Results == null) return;

    CogCircle circle = tool.Results.GetCircle();

    // 设置圆的显示样式
    circle.Color = CogColorConstants.Green;
    circle.LineWidthInScreenPixels = 2;
    circle.Interactive = false;

    // 添加到静态图形层
    display.StaticGraphics.Add(circle, "resultCircle");

    // 添加边缘点标记
    CogPointMarker[] edgePoints = tool.Results.GetEdgePoints();
    foreach (var point in edgePoints)
    {
        point.Color = CogColorConstants.Yellow;
        point.SizeInScreenPixels = 5;
        display.StaticGraphics.Add(point, null);
    }

    // 添加圆心标记
    CogPointMarker center = new CogPointMarker();
    center.X = circle.CenterX;
    center.Y = circle.CenterY;
    center.Color = CogColorConstants.Red;
    center.SizeInScreenPixels = 8;
    display.StaticGraphics.Add(center, "center");
}

3.6.7 动态调整参数- 适应不同产品

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public class ProductCircleDetector
{
    private CogFindCircleTool _tool;

    public ProductCircleDetector()
    {
        _tool = new CogFindCircleTool();
    }

    /// <summary>
    /// 根据产品类型配置不同的检测参数
    /// </summary>
    public void ConfigureForProduct(string productType)
    {
        switch (productType)
        {
            case "SmallHole":
                // 小孔检测：更多卡尺，更短搜索长度
                _tool.RunParams.ExpectedCircle.Radius = 20;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 30;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 40;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.ContrastThreshold = 10;
                break;

            case "LargeRing":
                // 大环检测：适中卡尺，较长搜索长度
                _tool.RunParams.ExpectedCircle.Radius = 200;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 25;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 100;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.ContrastThreshold = 20;
                break;

            case "HalfCircle":
                // 半圆检测
                _tool.RunParams.ExpectedCircle.Radius = 80;
                _tool.RunParams.AngleStart = 0;
                _tool.RunParams.AngleSpan = 180;
                _tool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 15;
                break;
        }
    }

    public DetectionResult Detect(ICogImage image)
    {
        _tool.InputImage = image;
        _tool.Run();

        if (_tool.Results == null)
            return new DetectionResult { Success = false };

        CogCircle circle = _tool.Results.GetCircle();
        return new DetectionResult
        {
            Success = true,
            CenterX = circle.CenterX,
            CenterY = circle.CenterY,
            Radius = circle.Radius,
            NumEdgePoints = _tool.Results.GetNumPointsFound()
        };
    }
}

public class DetectionResult
{
    public bool Success { get; set; }
    public double CenterX { get; set; }
    public double CenterY { get; set; }
    public double Radius { get; set; }
    public int NumEdgePoints { get; set; }
}

3.6.8 批量图像检测

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using Cognex.VisionPro.ImageFile;
using System.Collections.Generic;

public List<CircleResult> BatchCircleDetection(string[] imagePaths)
{
    var results = new List<CircleResult>();
    var tool = new CogFindCircleTool();

    // 配置参数
    tool.RunParams.ExpectedCircle.Center.X = 320;
    tool.RunParams.ExpectedCircle.Center.Y = 240;
    tool.RunParams.ExpectedCircle.Radius = 100;
    tool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 20;
    tool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 80;

    foreach (string path in imagePaths)
    {
        // 加载图像
        CogImageFileTool imageFile = new CogImageFileTool();
        imageFile.Operator.Open(path, CogImageFileModeConstants.Read);
        imageFile.Run();

        // 执行检测
        tool.InputImage = imageFile.OutputImage;
        tool.Run();

        // 收集结果
        if (tool.Results != null)
        {
            CogCircle circle = tool.Results.GetCircle();
            results.Add(new CircleResult
            {
                ImagePath = path,
                CenterX = circle.CenterX,
                CenterY = circle.CenterY,
                Radius = circle.Radius,
                EdgePoints = tool.Results.GetNumPointsFound(),
                IsValid = tool.Results.GetNumPointsFound() >= 10
            });
        }
    }

    return results;
}

public class CircleResult
{
    public string ImagePath { get; set; }
    public double CenterX { get; set; }
    public double CenterY { get; set; }
    public double Radius { get; set; }
    public int EdgePoints { get; set; }
    public bool IsValid { get; set; }
}

4. CogFindLineTool---找线工具

4.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll
// Cognex.VisionPro.Caliper.dll

4.2 控件类继承关系

bash 复制代码 
System.Object
  └── CogToolBase
        └── CogFindLineTool

编辑控件：
CogFindLineEditV2

4.3 核心属性与方法

4.3.1 主要属性

属性名 类型 说明
InputImage ICogImage 输入图像
RunParams CogFindLineRunParams 运行参数
Results CogFindLineResults 运行结果

4.3.2 主要方法

方法名 说明
Run() 执行找线操作

4.4 关键运行参数

参数名 类型 默认值 说明
CaliperRunParams.NumCalipers int 10 卡尺数量：沿线段方向分布的卡尺个数
CaliperRunParams.SearchLength double 100 搜索长度：每个卡尺的扫描长度
CaliperRunParams.SearchDirection CogCaliperSearchDirection SearchDirInward 搜索方向
CaliperRunParams.ProjectionLength double 10 投影长度
CaliperRunParams.Edge0Polarity CogCaliperPolarity DarkToLight 边缘极性
CaliperRunParams.ContrastThreshold double 10 对比度阈值
CaliperRunParams.FilterHalfSizeInPixels int 3 滤波器半宽
ExpectedLine.StartX double 0 预期线段起点X
ExpectedLine.StartY double 0 预期线段起点Y
ExpectedLine.EndX double 100 预期线段终点X
ExpectedLine.EndY double 0 预期线段终点Y
NumPointsToIgnore int 0 忽略点数：拟合时忽略的离群点数量
SwapSearchDirection bool false 交换搜索方向：反转所有卡尺的搜索方向

4.5 结果属性

属性名 类型 说明
GetLine() CogLine 获取拟合得到的直线
GetFoundX() double[] 所有边缘点的X坐标数组
GetFoundY() double[] 所有边缘点的Y坐标数组
GetNumPointsFound() int 成功找到的边缘点数量

4.6 使用方法与示例代码

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 创建工具
CogFindLineTool findLineTool = new CogFindLineTool();
findLineTool.InputImage = cogImage;

// 配置预期线段（起点和终点）
findLineTool.RunParams.ExpectedLine.StartX = 100;
findLineTool.RunParams.ExpectedLine.StartY = 200;
findLineTool.RunParams.ExpectedLine.EndX = 500;
findLineTool.RunParams.ExpectedLine.EndY = 200;

// 设置卡尺参数
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 15;
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 60;
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.SearchDirection = 
    CogCaliperSearchDirection.SearchDirInward;
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.Edge0Polarity = 
    CogCaliperPolarity.DarkToLight;
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.ContrastThreshold = 10;

// 运行
findLineTool.Run();

// 读取结果
if (findLineTool.Results != null)
{
    CogLine resultLine = findLineTool.Results.GetLine();
    Console.WriteLine($"直线角度: {resultLine.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°");
    Console.WriteLine($"起点: ({resultLine.X - Math.Cos(resultLine.Rotation) * 50:F2}, " +
                      $"{resultLine.Y - Math.Sin(resultLine.Rotation) * 50:F2})");
}

4.6.1 常见问题：交换搜索方向

当直线角度变化时，可能出现某些卡尺找不到边缘的情况。此时可以启用 SwapSearchDirection：

csharp 复制代码 
findLineTool.RunParams.SwapSearchDirection = true;

4.6.2 从.vpp文件加载并运行

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 加载配置
CogFindLineTool findLine = CogSerializer.LoadObjectFromFile(@"C:\VisionPro\FindLine.vpp") as CogFindLineTool;

// 运行
findLine.InputImage = cogImage;
findLine.Run();

// 读取结果
if (findLine.Results != null)
{
    CogLine line = findLine.Results.GetLine();
    double angleDeg = line.Rotation * 180.0 / Math.PI;
    Console.WriteLine($"直线角度: {angleDeg:F2}°");
    Console.WriteLine($"边缘点数: {findLine.Results.GetNumPointsFound()}");
}

4.6.3 结果可视化

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using Cognex.VisionPro.Display;

public void ShowLineResult(CogDisplay display, CogFindLineTool tool)
{
    display.StaticGraphics.Clear();

    if (tool.Results == null) return;

    CogLine line = tool.Results.GetLine();
    line.Color = CogColorConstants.Cyan;
    line.LineWidthInScreenPixels = 2;
    display.StaticGraphics.Add(line, "resultLine");

    // 显示边缘点
    double[] xPts = tool.Results.GetFoundX();
    double[] yPts = tool.Results.GetFoundY();
    for (int i = 0; i < xPts.Length; i++)
    {
        CogPointMarker pt = new CogPointMarker();
        pt.X = xPts[i];
        pt.Y = yPts[i];
        pt.Color = CogColorConstants.Yellow;
        pt.SizeInScreenPixels = 4;
        display.StaticGraphics.Add(pt, null);
    }
}

4.6.4 双边检测求宽度

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public double MeasureWidth(ICogImage image, double startX, double startY, double endX, double endY)
{
    // 检测上边缘
    CogFindLineTool topLine = new CogFindLineTool();
    topLine.InputImage = image;
    topLine.RunParams.ExpectedLine.StartX = startX;
    topLine.RunParams.ExpectedLine.StartY = startY - 30;
    topLine.RunParams.ExpectedLine.EndX = endX;
    topLine.RunParams.ExpectedLine.EndY = endY - 30;
    topLine.RunParams.CaliperRunParams.Edge0Polarity = CogCaliperPolarity.DarkToLight;
    topLine.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 15;
    topLine.Run();

    // 检测下边缘
    CogFindLineTool bottomLine = new CogFindLineTool();
    bottomLine.InputImage = image;
    bottomLine.RunParams.ExpectedLine.StartX = startX;
    bottomLine.RunParams.ExpectedLine.StartY = startY + 30;
    bottomLine.RunParams.ExpectedLine.EndX = endX;
    bottomLine.RunParams.ExpectedLine.EndY = endY + 30;
    bottomLine.RunParams.CaliperRunParams.Edge0Polarity = CogCaliperPolarity.LightToDark;
    bottomLine.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 15;
    bottomLine.Run();

    if (topLine.Results != null && bottomLine.Results != null)
    {
        CogLine top = topLine.Results.GetLine();
        CogLine bottom = bottomLine.Results.GetLine();

        // 计算两线距离（取中点计算）
        double midX = (startX + endX) / 2;
        double topY = top.Y + (midX - top.X) * Math.Tan(top.Rotation);
        double bottomY = bottom.Y + (midX - bottom.X) * Math.Tan(bottom.Rotation);

        return Math.Abs(topY - bottomY);
    }

    return -1; // 检测失败
}

4.6.5 交换搜索方向自适应

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public CogLine AdaptiveLineFind(ICogImage image, double sx, double sy, double ex, double ey)
{
    CogFindLineTool tool = new CogFindLineTool();
    tool.InputImage = image;
    tool.RunParams.ExpectedLine.StartX = sx;
    tool.RunParams.ExpectedLine.StartY = sy;
    tool.RunParams.ExpectedLine.EndX = ex;
    tool.RunParams.ExpectedLine.EndY = ey;
    tool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 20;
    tool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 80;

    // 第一次尝试：正常方向
    tool.Run();
    int count1 = tool.Results?.GetNumPointsFound() ?? 0;

    // 如果找到的点太少，交换方向重试
    if (count1 < 10)
    {
        tool.RunParams.SwapSearchDirection = true;
        tool.Run();
        int count2 = tool.Results?.GetNumPointsFound() ?? 0;

        // 选择找到点更多的方向
        if (count2 < count1)
        {
            tool.RunParams.SwapSearchDirection = false;
            // 需要重新运行获取原始结果
        }
    }

    return tool.Results?.GetLine();
}

5. CogFindCornerTool---找角工具

5.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll
// Cognex.VisionPro.Caliper.dll

5.2 概述

  CogFindCornerTool用于在图像中查找两条直线的交点(角点)。该工具内部使用两组卡尺分别检测两条边缘线，然后计算它们的交点。广泛应用于零件角点定位、V形槽检测、L形边缘测量等场景。

5.3 核心属性与方法

5.3.1 主要属性

属性名 类型 说明
InputImage ICogImage 输入图像
RunParams CogFindCornerRunParams 运行参数对象
Results CogFindCornerResults 运行结果集合

5.3.2 主要方法

方法名 说明
Run() 执行找角操作

5.4 关键运行参数

参数名 类型 说明
ExpectedCornerX double 预期角点X坐标
ExpectedCornerY double 预期角点Y坐标
Line1CaliperRunParams CogCaliperRunParams 第一条线的卡尺参数
Line2CaliperRunParams CogCaliperRunParams 第二条线的卡尺参数
Line1CaliperRunParams.NumCalipers int 第一条线的卡尺数量
Line1CaliperRunParams.SearchLength double 第一条线的搜索长度
Line1CaliperRunParams.Edge0Polarity CogCaliperPolarity 第一条线的边缘极性
Line2CaliperRunParams.NumCalipers int 第二条线的卡尺数量
Line2CaliperRunParams.SearchLength double 第二条线的搜索长度
Line2CaliperRunParams.Edge0Polarity CogCaliperPolarity 第二条线的边缘极性

5.5 结果属性

属性名 类型 说明
GetCornerX() double 角点X坐标
GetCornerY() double 角点Y坐标
GetLine1() CogLine 第一条拟合直线
GetLine2() CogLine 第二条拟合直线
GetAngle() double 两线夹角（弧度）

5.6 使用方法与示例代码

5.6.1 示例：基本使用

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 创建工具
CogFindCornerTool findCorner = new CogFindCornerTool();
findCorner.InputImage = cogImage;

// 配置预期角点位置
findCorner.RunParams.ExpectedCornerX = 300;
findCorner.RunParams.ExpectedCornerY = 200;

// 配置两条线的搜索参数
findCorner.RunParams.Line1CaliperRunParams.NumCalipers = 10;
findCorner.RunParams.Line1CaliperRunParams.SearchLength = 60;
findCorner.RunParams.Line1CaliperRunParams.Edge0Polarity = CogCaliperPolarity.DarkToLight;

findCorner.RunParams.Line2CaliperRunParams.NumCalipers = 10;
findCorner.RunParams.Line2CaliperRunParams.SearchLength = 60;
findCorner.RunParams.Line2CaliperRunParams.Edge0Polarity = CogCaliperPolarity.DarkToLight;

// 运行
findCorner.Run();

// 读取结果
if (findCorner.Results != null)
{
    Console.WriteLine($"角点位置: ({findCorner.Results.GetCornerX():F2}, {findCorner.Results.GetCornerY():F2})");
    Console.WriteLine($"夹角: {findCorner.Results.GetAngle() * 180 / Math.PI:F2}°");

    CogLine line1 = findCorner.Results.GetLine1();
    CogLine line2 = findCorner.Results.GetLine2();
    Console.WriteLine($"线1角度: {line1.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°");
    Console.WriteLine($"线2角度: {line2.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°");
}

5.6.2 示例：结果可视化

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using Cognex.VisionPro.Display;

public void ShowCornerResult(CogDisplay display, CogFindCornerTool tool)
{
    display.StaticGraphics.Clear();

    if (tool.Results == null) return;

    // 显示两条线
    CogLine line1 = tool.Results.GetLine1();
    CogLine line2 = tool.Results.GetLine2();
    line1.Color = CogColorConstants.Green;
    line2.Color = CogColorConstants.Blue;
    line1.LineWidthInScreenPixels = 2;
    line2.LineWidthInScreenPixels = 2;
    display.StaticGraphics.Add(line1, "line1");
    display.StaticGraphics.Add(line2, "line2");

    // 显示角点
    CogPointMarker corner = new CogPointMarker();
    corner.X = tool.Results.GetCornerX();
    corner.Y = tool.Results.GetCornerY();
    corner.Color = CogColorConstants.Red;
    corner.SizeInScreenPixels = 10;
    display.StaticGraphics.Add(corner, "corner");
}

6. CogFindEllipseTool---找椭圆工具

6.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll
// Cognex.VisionPro.Caliper.dll

6.2 概述

  CogFindEllipseTool 用于在图像中查找椭圆边界。其原理与找圆工具类似，但拟合算法使用椭圆方程，支持长短轴和旋转角度的检测。广泛应用于椭圆孔洞检测、倾斜圆检测、椭圆标记识别等场景。

6.3 核心属性与方法

6.3.1 主要属性

属性名 类型 说明
InputImage ICogImage 输入图像
RunParams CogFindEllipseRunParams 运行参数对象
Results CogFindEllipseResults 运行结果集合

6.3.2 主要方法

方法名 说明
Run() 执行找椭圆操作

6.4 关键运行参数

参数名 类型 说明
ExpectedEllipse.CenterX double 预期椭圆中心X坐标
ExpectedEllipse.CenterY double 预期椭圆中心Y坐标
ExpectedEllipse.SemiMajorAxis double 预期长半轴长度
ExpectedEllipse.SemiMinorAxis double 预期短半轴长度
ExpectedEllipse.Rotation double 预期旋转角度（弧度）
CaliperRunParams.NumCalipers int 卡尺数量
CaliperRunParams.SearchLength double 搜索长度
CaliperRunParams.Edge0Polarity CogCaliperPolarity 边缘极性
CaliperRunParams.ContrastThreshold double 对比度阈值
AngleStart double 起始角度（度）
AngleSpan double 角度范围（度）

6.5 结果属性

属性名 类型 说明
GetEllipse() CogEllipse 拟合得到的椭圆对象
GetCenterX() double 中心X坐标
GetCenterY() double 中心Y坐标
GetSemiMajor() double 长半轴长度
GetSemiMinor() double 短半轴长度
GetRotation() double 旋转角度（弧度）
GetNumPointsFound() int 找到的边缘点数量
GetEdgePoints() CogPointMarker[] 所有边缘点坐标数组

6.6 使用方法与示例代码

6.6.1 基本使用

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

// 创建工具
CogFindEllipseTool findEllipse = new CogFindEllipseTool();
findEllipse.InputImage = cogImage;

// 配置预期椭圆
findEllipse.RunParams.ExpectedEllipse.CenterX = 320;
findEllipse.RunParams.ExpectedEllipse.CenterY = 240;
findEllipse.RunParams.ExpectedEllipse.SemiMajorAxis = 120;
findEllipse.RunParams.ExpectedEllipse.SemiMinorAxis = 80;
findEllipse.RunParams.ExpectedEllipse.Rotation = 0;

// 设置卡尺参数
findEllipse.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 25;
findEllipse.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 80;
findEllipse.RunParams.CaliperRunParams.Edge0Polarity = CogCaliperPolarity.DarkToLight;
findEllipse.RunParams.CaliperRunParams.ContrastThreshold = 15;

// 设置角度范围
findEllipse.RunParams.AngleStart = 0;
findEllipse.RunParams.AngleSpan = 360;

// 运行
findEllipse.Run();

// 读取结果
if (findEllipse.Results != null)
{
    CogEllipse ellipse = findEllipse.Results.GetEllipse();
    Console.WriteLine($"中心: ({ellipse.CenterX:F2}, {ellipse.CenterY:F2})");
    Console.WriteLine($"长半轴: {ellipse.SemiMajorAxis:F2}");
    Console.WriteLine($"短半轴: {ellipse.SemiMinorAxis:F2}");
    Console.WriteLine($"旋转角度: {ellipse.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°");
    Console.WriteLine($"边缘点数: {findEllipse.Results.GetNumPointsFound()}");
}

6.6.2 从.vpp加载

csharp 复制代码 
CogFindEllipseTool findEllipse = CogSerializer.LoadObjectFromFile(@"C:\VisionPro\FindEllipse.vpp") as CogFindEllipseTool;
findEllipse.InputImage = cogImage;
findEllipse.Run();

6.6.3 结果可视化

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using Cognex.VisionPro.Display;

public void ShowEllipseResult(CogDisplay display, CogFindEllipseTool tool)
{
    display.StaticGraphics.Clear();

    if (tool.Results == null) return;

    CogEllipse ellipse = tool.Results.GetEllipse();
    ellipse.Color = CogColorConstants.Green;
    ellipse.LineWidthInScreenPixels = 2;
    display.StaticGraphics.Add(ellipse, "resultEllipse");

    // 显示边缘点
    CogPointMarker[] points = tool.Results.GetEdgePoints();
    foreach (var pt in points)
    {
        pt.Color = CogColorConstants.Yellow;
        pt.SizeInScreenPixels = 4;
        display.StaticGraphics.Add(pt, null);
    }
}

7. CogFitCircleTool --- 圆拟合工具

7.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll

7.2 核心属性与方法

7.2.1主要属性

属性名 类型 说明
InputImage ICogImage 输入图像（可选，用于可视化）
InputPointX double[] 输入点X坐标数组
InputPointY double[] 输入点Y坐标数组
RunParams CogFitCircleRunParams 运行参数
Results CogFitCircleResults 运行结果

7.2.2主要方法

方法名 说明
Run() 执行拟合操作

7.3 关键运行参数

参数名 类型 默认值 说明
Algorithm CogFitCircleAlgorithm LeastSquares 拟合算法 ：LeastSquares（最小二乘）/ Geometric（几何拟合）
NumPointsToIgnore int 0 忽略点数：迭代剔除的离群点数量
MaxIterations int 100 最大迭代次数：几何拟合算法的最大迭代次数
Tolerance double 0.001 收敛容差：迭代算法的收敛阈值

7.4 结果属性

属性名 类型 说明
GetCircle() CogCircle 拟合得到的圆
GetCenterX() double 圆心X坐标
GetCenterY() double 圆心Y坐标
GetRadius() double 圆的半径
GetResidual() double 拟合残差（越小拟合越好）

7.5 使用方法与示例代码

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;

// 创建工具
CogFitCircleTool fitCircleTool = new CogFitCircleTool();

// 设置输入点（通常来自 CogFindCircleTool 或 CogCaliperTool 的结果）
double[] pointX = { 100, 150, 200, 250, 300, 250, 200, 150 };
double[] pointY = { 200, 150, 100, 150, 200, 250, 300, 250 };

fitCircleTool.InputPointX = pointX;
fitCircleTool.InputPointY = pointY;

// 设置参数
fitCircleTool.RunParams.Algorithm = CogFitCircleAlgorithm.LeastSquares;
fitCircleTool.RunParams.NumPointsToIgnore = 1; // 忽略1个离群点

// 运行
fitCircleTool.Run();

// 读取结果
if (fitCircleTool.Results != null)
{
    CogCircle circle = fitCircleTool.Results.GetCircle();
    Console.WriteLine($"拟合圆心: ({circle.CenterX:F2}, {circle.CenterY:F2})");
    Console.WriteLine($"拟合半径: {circle.Radius:F2}");
    Console.WriteLine($"拟合残差: {fitCircleTool.Results.GetResidual():F4}");
}

7.5.1 典型应用场景

csharp 复制代码 
// 场景：使用多个 CogFindCircleTool 的结果点进行更精确的圆拟合
List<double> allX = new List<double>();
List<double> allY = new List<double>();

// 从多个查找工具收集边缘点
foreach (var tool in findCircleTools)
{
    if (tool.Results != null)
    {
        CogPointMarker[] points = tool.Results.GetEdgePoints();
        foreach (var p in points)
        {
            allX.Add(p.X);
            allY.Add(p.Y);
        }
    }
}

// 使用拟合工具进行最终拟合
CogFitCircleTool fitTool = new CogFitCircleTool();
fitTool.InputPointX = allX.ToArray();
fitTool.InputPointY = allY.ToArray();
fitTool.Run();

7.5.2 从.vpp加载

csharp 复制代码 
CogFitCircleTool fitCircle = CogSerializer.LoadObjectFromFile(@"C:\VisionPro\FitCircle.vpp") as CogFitCircleTool;
fitCircle.InputPointX = pointXArray;
fitCircle.InputPointY = pointYArray;
fitCircle.Run();

7.5.3 结合FindCircle和FitCircle进行高精度检测

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public class HighPrecisionCircleDetector
{
    private CogFindCircleTool _finder;
    private CogFitCircleTool _fitter;

    public HighPrecisionCircleDetector()
    {
        _finder = new CogFindCircleTool();
        _fitter = new CogFitCircleTool();
    }

    public CogCircle Detect(ICogImage image, double expectedX, double expectedY, double expectedRadius)
    {
        // 第一步：粗找
        _finder.InputImage = image;
        _finder.RunParams.ExpectedCircle.Center.X = expectedX;
        _finder.RunParams.ExpectedCircle.Center.Y = expectedY;
        _finder.RunParams.ExpectedCircle.Radius = expectedRadius;
        _finder.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 15;
        _finder.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 60;
        _finder.RunParams.NumPointsToIgnore = 1;
        _finder.Run();

        if (_finder.Results == null) return null;

        // 第二步：用找到的边缘点进行精拟合
        CogPointMarker[] edgePoints = _finder.Results.GetEdgePoints();
        double[] xPts = new double[edgePoints.Length];
        double[] yPts = new double[edgePoints.Length];

        for (int i = 0; i < edgePoints.Length; i++)
        {
            xPts[i] = edgePoints[i].X;
            yPts[i] = edgePoints[i].Y;
        }

        _fitter.InputPointX = xPts;
        _fitter.InputPointY = yPts;
        _fitter.RunParams.Algorithm = CogFitCircleAlgorithm.Geometric;
        _fitter.RunParams.NumPointsToIgnore = 2; // 剔除2个离群点
        _fitter.Run();

        return _fitter.Results?.GetCircle();
    }
}

7.5.4 结果可视化与残差分析

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Display;

public void ShowFitCircleResult(CogDisplay display, CogFitCircleTool tool, double[] inputX, double[] inputY)
{
    display.StaticGraphics.Clear();

    if (tool.Results == null) return;

    CogCircle circle = tool.Results.GetCircle();
    circle.Color = CogColorConstants.Green;
    circle.LineWidthInScreenPixels = 2;
    display.StaticGraphics.Add(circle, "fitCircle");

    // 显示输入点
    for (int i = 0; i < inputX.Length; i++)
    {
        CogPointMarker pt = new CogPointMarker();
        pt.X = inputX[i];
        pt.Y = inputY[i];
        pt.Color = CogColorConstants.Yellow;
        pt.SizeInScreenPixels = 4;
        display.StaticGraphics.Add(pt, null);
    }

    // 显示拟合信息
    CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel();
    label.Text = $"圆心: ({circle.CenterX:F2}, {circle.CenterY:F2})\n" +
                 $"半径: {circle.Radius:F2}\n" +
                 $"残差: {tool.Results.GetResidual():F4}";
    label.X = circle.CenterX + circle.Radius + 20;
    label.Y = circle.CenterY;
    label.Color = CogColorConstants.White;
    display.StaticGraphics.Add(label, "info");
}

7.5.5 多次拟合取平均值提高稳定性

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using System.Collections.Generic;

public CogCircle StableCircleDetection(ICogImage[] images, double expectedX, double expectedY, double expectedRadius)
{
    var circles = new List<CogCircle>();
    var finder = new CogFindCircleTool();
    var fitter = new CogFitCircleTool();

    finder.RunParams.ExpectedCircle.Center.X = expectedX;
    finder.RunParams.ExpectedCircle.Center.Y = expectedY;
    finder.RunParams.ExpectedCircle.Radius = expectedRadius;
    finder.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 20;

    foreach (var image in images)
    {
        finder.InputImage = image;
        finder.Run();

        if (finder.Results != null && finder.Results.GetNumPointsFound() >= 10)
        {
            CogPointMarker[] pts = finder.Results.GetEdgePoints();
            double[] xArr = new double[pts.Length];
            double[] yArr = new double[pts.Length];
            for (int i = 0; i < pts.Length; i++) { xArr[i] = pts[i].X; yArr[i] = pts[i].Y; }

            fitter.InputPointX = xArr;
            fitter.InputPointY = yArr;
            fitter.Run();

            if (fitter.Results != null) circles.Add(fitter.Results.GetCircle());
        }
    }

    // 取平均值
    double avgX = circles.Average(c => c.CenterX);
    double avgY = circles.Average(c => c.CenterY);
    double avgR = circles.Average(c => c.Radius);

    CogCircle result = new CogCircle();
    result.CenterX = avgX;
    result.CenterY = avgY;
    result.Radius = avgR;
    return result;
}

8. CogFitEllipseTool---椭圆拟合工具

8.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll

8.2 概述

  CogFitEllipseTool 将一组输入点拟合为椭圆。适用于需要从离散点集恢复椭圆形状的场景，如孔洞检测、椭圆标记识别等。通常与CogFindEllipseTool 配合使用以提高精度。

8.3 核心属性与方法

8.3.1主要属性

属性名 类型 说明
InputPointX double[] 输入点X坐标数组
InputPointY double[] 输入点Y坐标数组
RunParams CogFitEllipseRunParams 运行参数
Results CogFitEllipseResults 运行结果

8.3.2主要方法

方法名 说明
Run() 执行拟合操作

8.4 关键运行参数

参数名 类型 默认值 说明
Algorithm CogFitEllipseAlgorithm LeastSquares 拟合算法 ：LeastSquares（最小二乘）/ Geometric（几何拟合）
NumPointsToIgnore int 0 忽略点数：迭代剔除的离群点数量
MaxIterations int 100 最大迭代次数
Tolerance double 0.001 收敛容差

8.5 结果属性

属性名 类型 说明
GetEllipse() CogEllipse 拟合得到的椭圆对象
GetCenterX() double 中心X坐标
GetCenterY() double 中心Y坐标
GetSemiMajor() double 长半轴
GetSemiMinor() double 短半轴
GetRotation() double 旋转角度（弧度）
GetResidual() double 拟合残差

8.6 使用方法与示例代码

8.6.1 基本使用

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;

// 创建工具
CogFitEllipseTool fitEllipse = new CogFitEllipseTool();

// 设置输入点
double[] pointX = { 200, 250, 300, 350, 400, 350, 300, 250, 200, 250, 300, 350 };
double[] pointY = { 200, 170, 160, 170, 200, 230, 240, 230, 200, 170, 160, 170 };

fitEllipse.InputPointX = pointX;
fitEllipse.InputPointY = pointY;

// 运行
fitEllipse.Run();

// 读取结果
if (fitEllipse.Results != null)
{
    CogEllipse ellipse = fitEllipse.Results.GetEllipse();
    Console.WriteLine($"中心: ({ellipse.CenterX:F2}, {ellipse.CenterY:F2})");
    Console.WriteLine($"长半轴: {ellipse.SemiMajorAxis:F2}");
    Console.WriteLine($"短半轴: {ellipse.SemiMinorAxis:F2}");
    Console.WriteLine($"旋转角度: {ellipse.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°");
    Console.WriteLine($"拟合残差: {fitEllipse.Results.GetResidual():F4}");
}

8.6.2 从.vpp加载

csharp 复制代码 
CogFitEllipseTool fitEllipse = CogSerializer.LoadObjectFromFile(@"C:\VisionPro\FitEllipse.vpp") as CogFitEllipseTool;
fitEllipse.InputPointX = pointXArray;
fitEllipse.InputPointY = pointYArray;
fitEllipse.Run();

8.6.3 结合FindEllipse进行高精度椭圆检测

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public class HighPrecisionEllipseDetector
{
    private CogFindEllipseTool _finder;
    private CogFitEllipseTool _fitter;

    public HighPrecisionEllipseDetector()
    {
        _finder = new CogFindEllipseTool();
        _fitter = new CogFitEllipseTool();
    }

    public CogEllipse Detect(ICogImage image, double cx, double cy, double semiMajor, double semiMinor)
    {
        _finder.InputImage = image;
        _finder.RunParams.ExpectedEllipse.CenterX = cx;
        _finder.RunParams.ExpectedEllipse.CenterY = cy;
        _finder.RunParams.ExpectedEllipse.SemiMajorAxis = semiMajor;
        _finder.RunParams.ExpectedEllipse.SemiMinorAxis = semiMinor;
        _finder.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 25;
        _finder.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 80;
        _finder.Run();

        if (_finder.Results == null) return null;

        CogPointMarker[] pts = _finder.Results.GetEdgePoints();
        double[] xArr = new double[pts.Length];
        double[] yArr = new double[pts.Length];
        for (int i = 0; i < pts.Length; i++) { xArr[i] = pts[i].X; yArr[i] = pts[i].Y; }

        _fitter.InputPointX = xArr;
        _fitter.InputPointY = yArr;
        _fitter.Run();

        return _fitter.Results?.GetEllipse();
    }
}

9. CogFitLineTool---直线拟合工具

9.1 引用命名空间与程序集

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;

// 程序集
// Cognex.VisionPro.dll

9.2 核心属性与方法

9.2.1主要属性

属性名 类型 说明
InputPointX double[] 输入点X坐标数组
InputPointY double[] 输入点Y坐标数组
RunParams CogFitLineRunParams 运行参数
Results CogFitLineResults 运行结果

9.2.2主要方法

方法名 说明
Run() 执行拟合操作

9.3 关键运行参数

参数名 类型 默认值 说明
Algorithm CogFitLineAlgorithm LeastSquares 拟合算法
NumPointsToIgnore int 0 忽略点数
MaxIterations int 100 最大迭代次数
Tolerance double 0.001 收敛容差

9.4 结果属性

属性名 类型 说明
GetLine() CogLine 拟合得到的直线
GetX() double 直线上一点X坐标
GetY() double 直线上一点Y坐标
GetRotation() double 直线角度（弧度）
GetResidual() double 拟合残差

9.5 使用方法与示例代码

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;

// 创建工具
CogFitLineTool fitLineTool = new CogFitLineTool();

// 设置输入点（通常来自 CogFindLineTool 的边缘点）
double[] pointX = { 100, 200, 300, 400, 500 };
double[] pointY = { 150, 148, 152, 149, 151 };

fitLineTool.InputPointX = pointX;
fitLineTool.InputPointY = pointY;

// 运行
fitLineTool.Run();

// 读取结果
if (fitLineTool.Results != null)
{
    CogLine line = fitLineTool.Results.GetLine();
    Console.WriteLine($"直线角度: {line.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°");
    Console.WriteLine($"直线上点: ({line.X:F2}, {line.Y:F2})");
    Console.WriteLine($"拟合残差: {fitLineTool.Results.GetResidual():F4}");
}

9.5.1 典型应用场景

csharp 复制代码 
// 场景：使用 CogFindLineTool 的边缘点进行更精确的直线拟合
// 1. 先用 FindLineTool 找到边缘点
findLineTool.Run();

// 2. 提取边缘点
double[] edgeX = findLineTool.Results.GetFoundX();
double[] edgeY = findLineTool.Results.GetFoundY();

// 3. 使用 FitLineTool 进行最终拟合
CogFitLineTool fitTool = new CogFitLineTool();
fitTool.InputPointX = edgeX;
fitTool.InputPointY = edgeY;
fitTool.Run();

9.5.2 从.vpp加载

csharp 复制代码 
CogFitLineTool fitLine = CogSerializer.LoadObjectFromFile(@"C:\VisionPro\FitLine.vpp") as CogFitLineTool;
fitLine.InputPointX = pointXArray;
fitLine.InputPointY = pointYArray;
fitLine.Run();

9.5.3 结果可视化

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Display;

public void ShowFitLineResult(CogDisplay display, CogFitLineTool tool, double[] inputX, double[] inputY)
{
    display.StaticGraphics.Clear();

    if (tool.Results == null) return;

    CogLine line = tool.Results.GetLine();
    line.Color = CogColorConstants.Green;
    line.LineWidthInScreenPixels = 2;
    display.StaticGraphics.Add(line, "fitLine");

    // 显示输入点
    for (int i = 0; i < inputX.Length; i++)
    {
        CogPointMarker pt = new CogPointMarker();
        pt.X = inputX[i];
        pt.Y = inputY[i];
        pt.Color = CogColorConstants.Yellow;
        pt.SizeInScreenPixels = 4;
        display.StaticGraphics.Add(pt, null);
    }

    // 显示残差信息
    CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel();
    label.Text = $"角度: {line.Rotation * 180 / Math.PI:F2}°\n残差: {tool.Results.GetResidual():F4}";
    label.X = line.X + 50;
    label.Y = line.Y - 30;
    label.Color = CogColorConstants.White;
    display.StaticGraphics.Add(label, "info");
}

9.5.4 多段直线拟合检测边缘平行度

csharp 复制代码 
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.Caliper;

public double CheckParallelism(ICogImage image, CogFindLineTool line1Tool, CogFindLineTool line2Tool)
{
    line1Tool.InputImage = image;
    line1Tool.Run();

    line2Tool.InputImage = image;
    line2Tool.Run();

    if (line1Tool.Results == null || line2Tool.Results == null) return -1;

    // 获取边缘点
    double[] x1 = line1Tool.Results.GetFoundX();
    double[] y1 = line1Tool.Results.GetFoundY();
    double[] x2 = line2Tool.Results.GetFoundX();
    double[] y2 = line2Tool.Results.GetFoundY();

    // 分别拟合
    CogFitLineTool fit1 = new CogFitLineTool();
    fit1.InputPointX = x1;
    fit1.InputPointY = y1;
    fit1.Run();

    CogFitLineTool fit2 = new CogFitLineTool();
    fit2.InputPointX = x2;
    fit2.InputPointY = y2;
    fit2.Run();

    if (fit1.Results == null || fit2.Results == null) return -1;

    double angle1 = fit1.Results.GetLine().Rotation;
    double angle2 = fit2.Results.GetLine().Rotation;

    // 返回角度差（弧度转角度）
    return Math.Abs((angle1 - angle2) * 180.0 / Math.PI);
}

10.常见问题与解决方案

10.1 找圆工具找不到圆

可能原因：

  • 卡尺数量不足
  • 搜索长度太短
  • 边缘极性设置错误
  • 对比度阈值过高

解决方案：

csharp 复制代码 
// 增加卡尺数量
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.NumCalipers = 30;

// 增加搜索长度
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.SearchLength = 120;

// 使用 DontCare 极性
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.Edge0Polarity = 
    CogCaliperPolarity.DontCare;

// 降低对比度阈值
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.ContrastThreshold = 5;

10.2 找线工具结果不稳定

可能原因：

  • 图像噪声大
  • 卡尺投影长度不合适
  • 边缘不连续

解决方案：

csharp 复制代码 
// 增加滤波器半宽
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.FilterHalfSizeInPixels = 5;

// 调整投影长度
findLineTool.RunParams.CaliperRunParams.ProjectionLength = 20;

// 启用忽略离群点
findLineTool.RunParams.NumPointsToIgnore = 2;

10.3 拟合工具残差过大

可能原因：

  • 输入点中存在离群点
  • 点数不足
  • 几何形状本身偏差大

解决方案：

csharp 复制代码 
// 启用离群点剔除
fitCircleTool.RunParams.NumPointsToIgnore = 2;

// 使用几何拟合算法（对噪声更鲁棒）
fitCircleTool.RunParams.Algorithm = CogFitCircleAlgorithm.Geometric;

10.4 卡尺搜索方向错误

现象： 角度变化时部分卡尺找不到边缘

解决方案：

csharp 复制代码 
// 交换搜索方向
findLineTool.RunParams.SwapSearchDirection = true;

// 或使用自动搜索方向
findCircleTool.RunParams.CaliperRunParams.SearchDirection = 
    CogCaliperSearchDirection.SearchDirAuto;
相关推荐
爱凤的小光4 天前
VisionPro之CogSerializer序列化与持久化工具
visionpro
不会编程的懒洋洋7 天前
VisionPro 中 几何相交工具 Geometry-Intersection
图像处理·笔记·c#·视觉检测·机器视觉·visionpro
不会编程的懒洋洋7 天前
VisionPro 中 图像预处理工具
图像处理·笔记·c#·视觉检测·visionpro
爱凤的小光12 天前
VisionPro之校准与定位工具
visionpro
爱凤的小光13 天前
VisionPro通用工具---个人学习篇
visionpro
爱凤的小光14 天前
VisionPro之工具窗体设置控件一
visionpro
不会编程的懒洋洋15 天前
VisionPro 中 卡尺 CogCaliperTool
图像处理·人工智能·笔记·计算机视觉·visionpro·cogcalipertool
不会编程的懒洋洋15 天前
VisionPro 中 直方图 CogHistogramTool
图像处理·人工智能·笔记·计算机视觉·机器视觉·visionpro·康耐视
预见AI2 个月前
康耐视VisionPro连接海康相机教程（Gige）及常见错误问题
人工智能·计算机视觉·visionpro·海康相机
热门推荐
01GitHub 镜像站点02【AI】2026 年具身智能模型和世界模型总结03【踩坑记录 | 第一篇】微软商店无法使用时，如何手动安装 OpenAI Codex？附`.msix`文件系统错误解决方法04DeepSeek V4 + Claude Code thinking mode 400 错误修复方案05Codex 接入 DeepSeek API 完整配置文档06裂开！ChatGPT 居然开始要手机号验证，附详细解决方法07几个好用的ip纯净度检测网站08CC-Switch & Claude 基于 Linux 服务器安装使用指南09CC-Switch 全平台下载、安装与使用全指南（Windows/macOS/Linux）10API Key 登录 Codex 也能用插件了，还支持会话删除和导出