核心优势
- 最先进的畸变校准算法。
- 借助快速直观的独立工具实现最佳对焦和校准性能。
- 能够最大限度地提高系统性能，从而实现最佳测量效果。
TCLIB Suite 是一款基于 C++ 的计算机视觉软件，专用于优化远心装置的光学性能，通常用于测量。借助 .dll 库和专用独立工具，TCLIB 可轻松处理典型远心装置（对焦、校准和畸变校准）的各个方面，如处理不当，可能会对测量结果产生负面影响。
TCLIB Suite 有助于提高系统质量，为您选择的计量软件提供最佳图像，从而获得可以达到的最佳测量结果。事实上，如果图像经过良好校准，实现均匀背光且无畸变，则任何边缘检测、图案匹配和校准软件将会变得更加准确和可靠。
TCLIB SUITE 包括:
- 专用于处理测量系统装置基本设置的工具：远心透镜和平行光的校准、物体平面的校准、最佳对焦 (TCLIB-APP)
- 一组算法（C++ 库)，用于计算系统的畸变图并在实时模式下校正由系统 (TCLIB) 获取的每个新图像以及 TCLIB-APP 中开发的所有功能。
当需要对机器进行初次优化和校准时，离线使用独立工具和畸变校准功能。另一方面，畸变校准基于快速且可靠的算法，该算法允许系统在实时模式下传送调整后的图像。
镜头和平行光源的校准
该工具有助于操作员在最大程度上获得均匀照明。
获得最佳照明均匀性是打造优质测量系统的第一个基本步骤，因为，此规范将影响任何一组边缘检测算法的可靠性。
此工具在实时模式下工作，可提供有关校准的视觉反馈。视场分为多个感兴趣区域 (ROI)，每个 ROI 都具有关于校准的彩色反馈：
- 红色：不均匀
- 黄色：离散均匀性
- 绿色：良好均匀性
校准物体平面
实现物体平面与光轴的良好对准至关重要。未对准的后果是：
- 在逆光条件下，我们看到的是物体投影，而非其实际轮廓。因此，图像可能因某些方向上的压缩而受到影响。
- 某些特征可能不会同时处于最佳焦点位置，从而影响测量边缘的质量。
最佳焦点
此工具为每个图像提供数字索引，用于指示与最佳焦点的接近程度。
畸变校正
此工具可用于消除远心镜头的残余光学畸变 — 无论多么小，此值必须尽可能接近于零，才能达到最佳效果。从覆盖整个视场（例如 Opto Engineering® PT 系列）的棋盘格标定板的单一图片中，我们可以获得消除畸变所需的全部信息。
程序步骤如下：
- 获取校准标定板的单一图像（脱机）
- 根据此图片创建畸变图（脱机）
- 畸变图保存在参考文件中
- 消除每个新获取的图像的畸变，调用已保存的畸变图（在线）
步骤 1 和步骤 2 旨在校准系统，因此只需执行一次。但是，需要对获取的每个新图像重复步骤 4。所有这些功能都集成在 library .dll 文件和独立演示软件中。演示应用程序可用于测试或获取畸变图，而对于实际联机校正，建议使用集成 .dll 文件。
优化的远心系统的结果.
我们测试了使用TCLIB Suite优化不同远心系统的结果。结果涉及套件的四个工具，如下所示：
- 根据照明的均匀性（平均灰度的标准偏差）给出的镜头-光源校准
- 以度数表示的最小值的镜头-被测物体的平面对准
- 以精确到mm表示工作距离的焦距精度
- 基于5 mm量块20次重复性测量结果的畸变校准
| TCCP3MHR144-C + LTCLCP144-G + PTCP-S1-HR1-C + ITA120-GM-10C | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Field of View | LENS-LIGHT ALIGNMENT as BACKGROUND HOMOGENEITY | OBJECT PLANE ALIGNMENT as BEST (LOWEST) ANGLE BETWEEN PLANES | BEST FOCUS as BEST (LOWEST) UNCERTAINTY ON WD | DISTORTION CALIBRATION as RESULT OF 20 REPEATED MEASUREMENTS | ||||||||||
| 164x120 mm | 4% | 0.012° | +/- 0.5 mm |
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| TC3MHR144-C + LTCL144-G + PT120-240 (legacy) + ITA120-GM-10C | ||||||||||||||
| Field of View | LENS-LIGHT ALIGNMENT as BACKGROUND HOMOGENEITY | OBJECT PLANE ALIGNMENT as BEST (LOWEST) ANGLE BETWEEN PLANES | BEST FOCUS as BEST (LOWEST) UNCERTAINTY ON WD | DISTORTION CALIBRATION as RESULT OF 20 REPEATED MEASUREMENTS | ||||||||||
| 141x104 mm | 3% | 0.014° | +/- 0.5 mm |
| ||||||||||
| TC3MHR144-C + LTCL144-G + PTCP-S1-HR1-C + ITA120-GM-10C | ||||||||||||||
| Field of View | LENS-LIGHT ALIGNMENT as BACKGROUND HOMOGENEITY | OBJECT PLANE ALIGNMENT as BEST (LOWEST) ANGLE BETWEEN PLANES | BEST FOCUS as BEST (LOWEST) UNCERTAINTY ON WD | DISTORTION CALIBRATION as RESULT OF 20 REPEATED MEASUREMENTS | ||||||||||
| 141x104 mm | 3% | 0.003° | +/- 0.5 mm |
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| TCCR3M064-C + LTCLCR064-G + PT064-096 + ITA120-GM-10C | ||||||||||||||
| Field of View | LENS-LIGHT ALIGNMENT as BACKGROUND HOMOGENEITY | OBJECT PLANE ALIGNMENT as BEST (LOWEST) ANGLE BETWEEN PLANES | BEST FOCUS as BEST (LOWEST) UNCERTAINTY ON WD | DISTORTION CALIBRATION as RESULT OF 20 REPEATED MEASUREMENTS | ||||||||||
| 62x46 mm | 3% | 0.001° | +/- 0.5 mm |
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何为畸变校正？
每次我们使用光学系统（即镜头和匹配的相机）时，我们都必须面对畸变这一问题。系统的光学畸变可以定义为偏差，该偏差使得一组点在不同于实际位置的相对位置成像。
一个典型的例子就是直线由于镜头畸变而形成弯曲成像。图 1 显示了校准标定板上的畸变效果。
很难对与原始无畸变视场与畸变图像相连接的数学变换进行建模，同时，应考虑到它可以通过视场本身发生很大变化。畸变对计量的首要影响便是测量的可重复性降低：发生畸变时，根据物体在视场中所处位置的不同，物体特征“看起来”会略有不同，因此，每次将物体移除再重新放回时，该特征的测量值都有可能发生变化。
