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the power of machine vision
Quick Guide
A quick access to the functionality of HALCON, Version 12.0
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Edition 1 December 2003 (HALCON 7.0)
Edition 1a July 2004 (HALCON 7.0.1)
Edition 2 July 2005 (HALCON 7.1)
Edition 2a April 2006 (HALCON 7.1.1)
Edition 2b December 2006 (HALCON 7.1.2)
Edition 3 June 2007 (HALCON 8.0)
Edition 4 December 2008 (HALCON 9.0)
Edition 5 October 2010 (HALCON 10.0)
Edition 6 May 2012 (HALCON 11.0)
Edition 7 November 2014 (HALCON 12.0)
Copyright © 2003-2014 by MVTec Software GmbH, München, Germany
MVTec Software GmbH
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Silicon Graphics, SGI, IRIX, and OpenGL are either trademarks or registered trademarks of Silicon Graphics, Inc.
All other nationally and internationally recognized trademarks and tradenames are hereby recognized.
More information about HALCON can be found at: http://www.halcon.com/
Contents
1 Introducing HALCON 7
1.1 Key Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Who Should Use HALCON? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 Required Knowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Getting Started with HALCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 Where to Get More Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 How to Develop Applications with HALCON 13
2.1 A Look Under the Surface of HALCON: Architecture and Data Structures . . . . . . . . 14
2.1.1 HALCON Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.2 Parameters and Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.3 HALCON and Parallel Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1.4 HALCON supports Compute Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.1.5 HALCON XL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.6 Image Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.7 I/O devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2 Quick Start with HDevelop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3 Using HALCON Within Programming Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.1 C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.2 C# and Visual Basic .NET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.3 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Extending HALCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.1 Extension Packages (User-Defined Operators) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.2 Image Acquisition Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4.3 I/O Device Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5 Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.1 General Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.2 Limitations Related to Compute Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5.3 Limitations Related to Image Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5.4 Limitations Related to OpenGL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5.5 Limitations Related to Extension Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3 Industries 29
3.1 Automobile Parts And Manufacturers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.1 Locate Car Door . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2 Electric Components And Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.1 Check the State of a Dip Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.2 Inspect Power Supply Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3 Agriculture, Food . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.1 "Best Before" Date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.4 Health Care And Life Science . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4.1 Analyzing Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4.2 Angiography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.5 Iron, Steel And Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.5.1 Inspect Cast Part . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.6 Machinery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.6.1 Reading Engraved Text . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.6.2 Inspecting the Contours of a Tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.6.3 Locating a Pipe Wrench in Different States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.7 Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.7.1 Check Mixed Blister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.7.2 Locate Cookie Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.8 Photogrammetry And Remote Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.8.1 Extracting Forest Features from Color Infrared Image . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.8.2 Segmenting a Color Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.8.3 Extract Roads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.9 Printing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.9.1 Reading Bar Codes on a Toner Cartridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.10 Rubber, Synthetic Material, Foil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.10.1 Checking a Boundary for Fins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.11 Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.11.1 Bonding Balls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.11.2 Inspecting an IC Using Fuzzy Measuring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.11.3 Measuring Leads of a Moving IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.11.4 Creating a Mosaic Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.11.5 Locating Board Components by Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.12 Solar, Renewable Energy, Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.12.1 Inspect Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4 Application Areas 47
4.1 Identification With Bar Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.1.1 Reading a Bar Code on a CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.2 Identification With Data Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.2.1 Reading 2D Data Codes on Chips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.3 Completeness Check . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.3.1 Inspect Razor Blades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.4 Measuring And Comparison 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4.1 Inspect IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.5 Measuring And Comparison 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.5.1 Inspect IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.6 Optical Character Recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.6.1 Reading Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.7 Position Recognition 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.7.1 Locate Components on a PCB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.8 Position Recognition 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.8.1 Get 3D Poses of Work Sheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.9 Object Recognition 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.9.1 Distinguishing coins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.10 Object Recognition 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.10.1 Find 3D Clamps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.11 Robot Vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.11.1 Grasp Nut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.12 Print Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.12.1 Inspect a Printed Logo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.13 Surface Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.13.1 Surface Scratches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.14 Traffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.14.1 Detect Road Signs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
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