VisionMaster 测量模块工具

1. 模块概述

测量模块是海康机器人 VisionMaster（VM）算法平台「测量」工具集的核心组成部分，共包含 12 个工具 ，用于在「定位」模块提取出几何特征之后，对特征之间的位置关系、形状尺寸、亮度/灰度 进行量化计算。它不直接做图像匹配，而是接收上游圆查找、直线查找、顶点检测等工具输出的点 / 线 / 圆对象，输出标准化数值（距离、角度、半径、亮度、统计值）。

按功能可分为四大类：

类别	工具	核心作用
几何关系测量	线圆测量、圆圆测量、点圆测量、点线测量、线线测量、点点测量	解算两种几何基元之间的距离 / 角度
几何拟合	圆拟合、直线拟合	基于离散点拟合出标准圆 / 直线
图像像素分析	亮度测量、像素统计、直方图工具	对 ROI 内灰度值做统计分析
基准构建	几何创建	手动或按坐标创建虚拟几何基元，供测量/定位引用

2. 几何关系测量类

几何关系测量类共 6 个工具，负责解算点、线、圆三种几何基元两两之间的距离与角度关系，是产线上最常用的测量手段。

2.1 线圆测量

功能：测量一条直线与一个圆之间的位置关系。
输入：直线对象、圆对象、测量类型（圆心距 / 切线距离 / 最短距离）。
输出：直线到圆心的垂直距离、直线到圆轮廓的最短距离、是否相交。
典型应用：轴类零件的中心到基准边的距离、孔中心到边缘的距离。

2.2 圆圆测量

功能：测量两个圆之间的位置关系。
输入：圆 A、圆 B、测量类型（圆心距 / 边缘最短距 / 边缘最大距）。
输出：圆心距、两圆轮廓最短距离、半径差、同心度。
典型应用：双孔孔间距、同轴孔同心度、轴承内外圈偏心量。

2.3 点圆测量

功能：测量一个点与一个圆之间的位置关系。
输入：点对象、圆对象。
输出：点到圆心距离、点到圆轮廓最短距离、点是否在圆内。
典型应用：基准点相对圆孔的偏差、角点到定位孔的距离。

2.4 点线测量

功能：测量一个点到一条直线的垂直距离。
输入：点对象、直线对象。
输出：垂直距离、垂足坐标、点在直线方向上的位置。
典型应用：元件中心相对基准边的偏移、引脚顶端到基准线的距离。

2.5 线线测量

功能：测量两条直线之间的位置关系。
输入：直线 A、直线 B、测量类型（夹角 / 交点 / 距离）。
输出：两直线夹角、交点坐标、两平行线间距。
典型应用：垂直度 / 平行度评价、矩形件相邻边夹角、导轨间距。

2.6 点点测量

功能：测量两个点之间的距离。
输入：点 A、点 B。
输出：欧氏距离、水平差 ΔX、垂直差 ΔY、两点连线角度。
典型应用：两个顶点 / 角点之间的长度、引脚间距、焊盘点间距。

3. 几何拟合类

几何拟合类共 2 个工具，用于从离散点集中重建标准几何基元，适合已知点集、噪声较多的场景。

3.1 圆拟合

功能：基于输入的一组离散点（边缘点、顶点、手动点等）拟合出最小二乘圆。
输入：点集、拟合算法（最小二乘 / 鲁棒拟合）。
输出：圆心 X/Y、半径、圆度误差、拟合残差。
核心特性：支持剔除离群点的鲁棒拟合，比直接"圆查找"更适合已知点集的场景。
典型应用：从已提取边缘点重建圆、多段圆弧拼合、异形孔圆度评定。

3.2 直线拟合

功能：基于输入的一组离散点拟合出直线。
输入：点集、拟合算法（最小二乘 / RANSAC / 鲁棒拟合）。
输出：直线起点 / 终点、角度、拟合残差、点到直线最大偏差。
核心特性：可过滤离群点，适合噪声较多的边缘点。
典型应用：重建基准边、评价边缘直线度、多段直线拼合。

4. 图像像素分析类

图像像素分析类共 3 个工具，对 ROI 内的灰度值做统计分析，常用于亮度、面积占比、缺陷检测等场景。

4.1 亮度测量

功能：测量指定 ROI 区域内的平均亮度、最大 / 最小亮度。
输入：ROI、亮度范围（0--255 或自定义）。
输出：平均灰度、最大灰度、最小灰度、亮度标准差、ROI 面积。
典型应用：LED 亮度判定、屏幕显示均匀性、印刷深浅检测、表面反光异常检测。

4.2 像素统计

功能：对 ROI 内像素按灰度区间进行计数与百分比统计。
输入：ROI、灰度区间、阈值上下限。
输出：各区间像素数、占比、合格像素数、超差像素数。
典型应用：黑白面积比例、缺陷面积占比、二值化前景占比、印刷覆盖率。

4.3 直方图工具

功能：绘制 ROI 内灰度直方图，显示各灰度级分布。
输入：ROI、灰度 bin 数、是否分通道（RGB 彩色时）。
输出：直方图曲线、峰值位置、双峰信息、灰度分布统计。
典型应用：辅助确定二值化阈值、评估对比度、分析光照不均、区分前景与背景。

5. 基准构建类

5.1 几何创建

功能：通过坐标、公式或已知几何参数，手动创建点、线、圆、矩形等虚拟几何对象。
输入：几何类型、坐标参数（X/Y、半径、角度等）。
输出：可被其他测量/定位工具引用的几何对象。
核心特性 ：
- 可建立固定基准（如机械坐标系原点、相机光轴点）；
- 可结合位置修正矩阵创建动态基准；
- 可在图像上叠加测量辅助线。
典型应用：建立机械零点基准、标定板基准圆、固定测量参考线、虚拟坐标系构建。

6. 与定位模块的配合关系

复制代码

定位模块：圆查找 / 直线查找 / 顶点检测
        ↓ 输出点、线、圆对象
测量模块：点线 / 线线 / 圆圆 / 线圆测量
        ↓ 输出距离、角度、尺寸
判定/输出：阈值判定 OK/NG → 上报 PLC / 上位机

典型组合：

产线需求	工具链
孔中心到边缘距离	圆查找 + 直线查找 → 线圆测量
两孔间距 / 同心度	圆查找 ×2 → 圆圆测量
元件引脚相对基准边偏移	直线查找（基准边） + 顶点检测（引脚） → 点线测量
直角工件垂直度	直线查找 ×2 → 线线测量（夹角）
边缘点重建圆 / 直线	边缘查找（点集） → 圆拟合 / 直线拟合
印刷深浅 / LED 亮度	亮度测量 → 阈值判定
缺陷面积占比	像素统计 / 直方图工具
建立机械固定基准	几何创建 → 供所有测量工具引用

7. SDK 二次开发要点（C#）

测量工具必须有上游特征输入，在流程中先连线再运行；
所有数值结果（距离、角度、亮度、占比）均可在「流程输出」中暴露；
C# 端读取后做 SPC 统计、存数据库或下发 PLC。

csharp 复制代码

// 示意：读取两个测量结果
var solution = VmSolution.Load(@"D:\measure.vmproj");
var flow = solution.GetFlow("流程1");
flow.Run();

double holeDistance = flow.GetOutputParameter<double>("CircleCircle_Distance");
double edgeOffset   = flow.GetOutputParameter<double>("PointLine_Distance");
bool   sizeOK       = flow.GetOutputParameter<bool>("Result_OK");