KI-GESTÜTZTE DOKUMENTATION
Was möchten Sie wissen?
Schritt 2: Ausrichtung
Der Aligner ist der leistungsstärkste (und am häufigsten missverstandene) Teil der Kamera. Sobald Sie ihn verstanden haben, ergibt alles einen Sinn. Lassen Sie uns das einfach erklären.
In Aktion sehen
Spielen Sie mit dem Simulator, bevor Sie weiterlesen. Schalten Sie den Aligner aus und verschieben Sie dann die Schieberegler, um das Teil zu verschieben und zu drehen. Die orangefarbene ROI zeigt die Region of Interest (ROI), die das Teil verfolgt, und die grünen Boxen werden rot, wenn der Aligner nicht mehr folgen kann.
Camera Settings
Simulate Real World
Move the part coming down the line.
Legend
Was die Ausrichtung tut (und warum Sie sie brauchen)
Stellen Sie sich vor, Sie inspizieren Schrauben auf einer Leiterplatte. Sie haben um jede Schraubenposition eine kleine Box gezeichnet. Aber was passiert, wenn die nächste Platine leicht nach links verschoben ankommt? Oder um ein Grad gedreht? Ihre Boxen schauen jetzt an die falschen Stellen.
Der Aligner löst dieses Problem. Er betrachtet jedes neue Bild, ermittelt, wohin sich das Teil bewegt hat, und verschiebt alle Ihre Inspektionsboxen entsprechend. Es ist, als hätten Sie einen Helfer, der sagt: „Die Platine hat sich 3 Pixel nach links bewegt und um 0,5 Grad gedreht – also verschiebe ich alle Ihre Boxen entsprechend."
Warum das so leistungsfähig ist: Wenn sich Ihre Inspektionsboxen mit dem Teil bewegen können, können Sie sie kleiner machen. Und kleinere Boxen benötigen weniger Daten, um die AI zu trainieren. Es ist ein kaskadierender Vorteil, der mit einer guten Ausrichtung beginnt.
Warum Ausrichtung die Grundlage von allem ist
Der Aligner ist nicht nur ein „Nice-to-have". Er ist der erste Dominostein in einer Kette, die die Genauigkeit Ihrer gesamten Inspektion bestimmt. Hier ist die Pipeline:
Ausrichtung → Kleinere ROIs → Weniger Trainingsdaten erforderlich → Genauere AI
Jeder Schritt hängt vom vorherigen ab:
- Gute Ausrichtung bedeutet, dass Ihre Inspektionsboxen das Teil präzise verfolgen, auch wenn es sich auf dem Förderband verschiebt oder dreht.
- Präzise Verfolgung bedeutet, dass Sie kleinere Inspektionsboxen (ROIs) zeichnen können. Sie müssen keinen zusätzlichen Rand einplanen, um Bewegungen des Teils auszugleichen.
- Kleinere ROIs bedeuten, dass die AI einen eng zugeschnittenen Ausschnitt nur des Merkmals sieht, das Sie interessiert (eine Schraube, einen Stecker, eine Schweißnaht) – und nicht ein Meer von irrelevantem Hintergrund.
- Weniger Hintergrundrauschen bedeutet, dass die AI weniger Trainingsbilder zum Lernen benötigt und in der Produktion weniger Fehler macht.
Der Aligner inspiziert nichts. Er beurteilt nicht Pass oder Fail. Seine einzige Aufgabe besteht darin, Ihre Inspektionsboxen dynamisch zu verschieben, sodass sie jedes Mal an der richtigen Stelle landen. Die Inspektionsboxen führen die eigentliche Inspektion durch. Die AI in diesen Boxen trifft die eigentliche Beurteilung. Aber nichts davon funktioniert, wenn die Boxen an der falschen Stelle sind.
Stellen Sie es sich als Kette vor: Aligner → ROIs → Classifier/Segmenter. Wenn das erste Glied schwach ist, bricht alles Nachgelagerte zusammen.
So funktioniert es: Stellen Sie es sich wie ein Puzzle vor
Der Aligner arbeitet, indem er Kanten abgleicht. Hier ist eine einfache Denkweise:
- Sie nehmen ein „Referenzfoto" (das Template-Bild) eines perfekten Teils auf
- Sie zeigen auf bestimmte Merkmale auf diesem Foto (Ecken, Kanten, Löcher), die bei jedem Teil gleich aussehen
- Jedes Mal, wenn ein neues Teil ankommt, findet die Kamera dieselben Merkmale im neuen Bild
- Sie berechnet die Differenz: „Dieses Teil ist 5 Pixel nach links, 2 Pixel nach oben und um 1,2 Grad geneigt"
- Sie verschiebt alle Ihre Inspektionsboxen um genau diesen Betrag
Es ist wie ein Memory-Spiel. Die Kamera findet die Merkmale, die Sie ihr gezeigt haben, und verwendet sie als Ankerpunkte.
Die goldene Regel der Ausrichtung
Diese einzige Regel entscheidet darüber, ob Ihre Ausrichtung einwandfrei funktioniert oder frustrierend wackelt. Hier ist der Grund:
Stellen Sie es sich so vor: Stellen Sie sich vor, Sie möchten herausfinden, ob ein Bilderrahmen an der Wand schief hängt.
- Wenn Sie nur eine Ecke betrachten, könnten Sie denken, dass er gerade hängt, obwohl er tatsächlich schief ist
- Wenn Sie zwei gegenüberliegende Ecken (oben links und unten rechts) betrachten, erkennen Sie sofort, ob er schief hängt und um wie viel genau
Das gleiche Prinzip gilt für den Aligner. Bei einer Region auf einer Seite des Bauteils bleibt ein winziger Messfehler von 0,5 Grad bei 0,5 Grad. Aber bei zwei Regionen auf gegenüberliegenden Seiten mittelt sich derselbe Fehler auf etwa 0,05 Grad aus, zehnmal genauer.
Wichtig: Worauf NICHT ausgerichtet werden darf
Dies ist die häufigste Ursache für Ausrichtungsfehler. Verinnerlichen Sie diese beiden Regeln, bevor Sie die Aligner-Oberfläche überhaupt anfassen.
1. Richten Sie niemals an Defekten aus
Defekte sind unvorhersehbar. Ein Kratzer, eine Delle oder eine fehlende Schraube kann auf jedem Bauteil völlig anders aussehen, oder gar nicht vorhanden sein.
Wenn Sie der Kamera vorgeben, einen Kratzer als Ankerpunkt zu verwenden, schlägt die Ausrichtung vollständig fehl, sobald ein einwandfreies, kratzerfreies Bauteil auf der Linie ankommt. Die Kamera weiß dann nicht, wo sie Ihre Inspektionsboxen platzieren soll, und das System bricht zusammen.
Verwenden Sie den Aligner, um das Bauteil zu finden, anhand von Merkmalen, die immer vorhanden sind (starre Kanten, bearbeitete Ecken, gebohrte Löcher). Verwenden Sie dann die Inspektionsboxen, um die unvorhersehbaren Defekte zu suchen. Der Aligner findet das Bauteil. Die Inspektionsboxen finden die Probleme.
2. Richten Sie niemals an beweglichen Teilen oder Etiketten aus
Wenn Sie sich an etwas ausrichten, das sich unabhängig vom Hauptobjekt bewegen kann, wie einem losen Kabel, einer Kartonlasche oder einem Barcode-Aufkleber, bringen Sie die Kamera versehentlich dazu, alle Ihre Inspektionsboxen an die falsche Position zu verschieben.
Beispiel: Stellen Sie sich vor, Sie verankern Ihren Aligner an einem Barcode-Aufkleber. Beim nächsten Bauteil platziert ein Mitarbeiter diesen Aufkleber versehentlich einen halben Zentimeter weiter links. Die Kamera sieht die Bewegung des Aufklebers und nimmt an, dass sich das gesamte Bauteil um einen halben Zentimeter nach links verschoben hat. Sie verschiebt alle Ihre Inspektionsboxen, um dies auszugleichen. Aber das eigentliche Metallteil hat sich nicht bewegt, nur der Aufkleber. Jetzt schauen alle Ihre Inspektionsboxen auf die falschen Stellen und verursachen flächendeckend Falschmeldungen.
Verankern Sie nur an Merkmalen, die dauerhaft am starren Körper des Bauteils fixiert sind: bearbeitete Kanten, geformte Ecken, gebohrte Löcher, PCB-Konturen. Verankern Sie niemals an Etiketten, Aufklebern, Kabeln, Laschen oder allem, was ein Mensch versehentlich verschieben könnte.
Kurzübersicht: Wo ausrichten und was vermeiden
| Ausrichten an (dauerhafte, starre Merkmale) | Niemals ausrichten an (variabel oder beweglich) |
|---|---|
| Bearbeitete Kanten | Kratzer, Dellen oder Defekte |
| Gebohrte Löcher | Barcode-Aufkleber oder Etiketten |
| PCB-Konturen | Lose Kabel oder Leitungen |
| Geformte Ecken oder Merkmale | Kartonlaschen oder Verpackungen |
| Gestanzte Metallkanten | Klebeband, Klebstoff oder Markierungen |
| Gegossene oder geschmiedete Geometrie | Jedes Merkmal, das ein Mensch verschieben könnte |
Die Aligner-Oberfläche
So sieht der Einrichtungsbildschirm des Aligners aus. Sie sehen Ihr Template-Bild mit farbigen Kantenhervorhebungen, die anzeigen, welche Referenzmerkmale der Aligner verwendet:
Schritt-für-Schritt-Einrichtung
1. Template-Bild aufnehmen
Platzieren Sie ein gutes, fehlerfreies Teil im Sichtfeld der Kamera. Dieses Teil wird zur Referenz, mit der jedes zukünftige Teil verglichen wird.
- Das Teil sollte gut ausgeleuchtet sein und klare Kanten haben
- Stellen Sie sicher, dass es sauber ist, ohne Verunreinigungen oder ungewöhnliche Markierungen
- Positionieren Sie es so, wie es typischerweise in der Produktion erscheinen wird
Klicken Sie auf Capture Template Image.
2. Template-Regionen hinzufügen
Klicken Sie auf + Rectangle (oder + Circle), um eine Template-Region zu erstellen. Sie werden 2-3 davon platzieren.
Worauf ausgerichtet werden soll (Merkmale, die sich nie ändern):
- Bearbeitete Kanten
- Gebohrte Löcher
- PCB-Umrisse
- Geformte Merkmale
- Gestanzte Ecken
Worauf NICHT ausgerichtet werden soll:
- Strukturierte oder variable Oberflächen
- Bereiche, in denen Defekte auftreten könnten
- Reflektierende Stellen, die Blendung erzeugen
- Winzige Details, die möglicherweise nicht in jedem Bild sichtbar sind
- Etiketten oder Markierungen, die sich verschieben könnten
3. Kantenhervorhebungen verstehen
Wenn Sie eine Template-Region platzieren, sehen Sie farbige Hervorhebungen:
- Grüne Hervorhebungen = Starke, verwendbare Kanten erkannt. Das ist das gewünschte Ergebnis.
- Rote Hervorhebungen = Nicht genügend Kanten. Verschieben Sie die Region zu einem Merkmal mit klareren Kanten.
- Roter Punkt = Der Ausrichtungs-Referenzpunkt (Zentrum aller Ihrer Regions of Interest (ROIs)).
4. Unsaubere Kanten mit dem Ignore-Tool bereinigen
Dieser Schritt wird von den meisten Anwendern übersehen, macht aber einen enormen Unterschied.
Klicken Sie auf Ignore Template Region und übermalen Sie alle Kanten, die der Aligner nicht verwenden soll. Entfernen Sie:
- Zufällige Hintergrundstrukturen
- Blendung oder Reflexionen
- Oberflächenrauschen
- Kanten von Verunreinigungen oder Etiketten
- Jede Kante, die sich zwischen Teilen ändern könnte
5. Empfindlichkeit anpassen
Der Empfindlichkeitsregler steuert, wie aggressiv der Aligner Kanten innerhalb Ihrer Template-Regionen erkennt. Eine höhere Empfindlichkeit erfasst mehr Kanten, einschließlich schwacher oder unscharfer; eine niedrigere Empfindlichkeit behält nur die stärksten bei.
Die praktische Regel: Stellen Sie die Empfindlichkeit auf den niedrigsten Wert ein, der über Ihre Template-Regionen hinweg solide grüne Hervorhebungen liefert. Beginnen Sie niedrig und erhöhen Sie nur dann, wenn Merkmale weiterhin rot angezeigt werden (nicht genügend Kanten erkannt).
- Zu niedrig → Template-Regionen bleiben rot; der Aligner hat nicht genügend Merkmale für eine zuverlässige Übereinstimmung
- Zu hoch → Grün breitet sich auf Hintergrundstrukturen und Oberflächenrauschen aus; der Aligner kann sich auf irrelevante Merkmale fixieren und springen
Wenn Sie mehr Kanten benötigen, erhöhen Sie den Empfindlichkeitsregler. Aber je mehr Sie die Empfindlichkeit erhöhen, desto wichtiger ist es, zu Schritt 4 zurückzukehren und das neue Rauschen mit dem Ignore-Tool zu übermalen. Stellen Sie es sich vor wie das Auswerfen eines weiten Netzes, aus dem Sie dann sorgfältig nur die guten Fische auswählen.
6. Rotationsbereich festlegen
Damit wird gesteuert, wie viel Rotation der Aligner durchsucht:
- ±180°: Findet das Teil bei beliebiger Rotation (volle 360°). Optimal für die meisten Anwendungen.
- ±5–20°: Findet das Teil nur, wenn es ungefähr in der erwarteten Ausrichtung liegt
- ±0°: Nur exakte Winkelübereinstimmung
Wenn Sie einen engen Bereich wie ±5° festlegen und ein Teil um 10° verdreht ankommt, findet der Aligner keine Übereinstimmung, und Sie können dieses Fehlschlagen als Reject-Signal verwenden. Praktisch, um Teile zu erkennen, die nicht korrekt ausgerichtet sind.
7. Konfidenzschwelle festlegen
Wie sicher der Aligner sein muss, dass er die richtige Übereinstimmung gefunden hat:
- Bereich: 0.0 bis 1.0 (niedrigerer Wert = strengere Übereinstimmung)
- Empfohlen: 0.6 bis 0.9
- Zu hoch → gültige Teile könnten übersehen werden. Zu niedrig → falsche Merkmale könnten übereinstimmen.
8. Scale Invariant aktivieren (falls erforderlich)
Wenn Ihr Teil ±10 % näher oder weiter von der Kamera entfernt sein kann (z. B. Höhenschwankungen auf einem Förderband), aktivieren Sie diese Option. Andernfalls deaktiviert lassen für maximale Geschwindigkeit.
9. Speichern und testen
Dies ist der wichtigste Schritt. Überspringen Sie das Testen nicht.
- Klicken Sie auf Save. Damit wird der Aligner trainiert und bereitgestellt.
- Klicken Sie auf Live Preview Mode
- Bewegen Sie das Teil herum: links, rechts, oben, unten
- Drehen Sie es innerhalb des erwarteten Bereichs
- Platzieren Sie es in den Ecken des Bildausschnitts
- Probieren Sie verschiedene gültige Teile
- Versuchen Sie, das System zu Fehlern zu bringen. Finden Sie die Positionen, in denen es fehlschlägt.
Wenn das Alignment nicht zuverlässig nachverfolgt, beheben Sie das Problem jetzt. Wenn Sie weitermachen und Zeit damit verbringen, ROIs einzurichten und KI zu trainieren, und dann feststellen, dass das Alignment unzuverlässig ist, müssen Sie zurückgehen und alles neu machen. Das ist der Wasserfall-Effekt.
Die 2D-Einschränkung (wichtig zu wissen)
Der Aligner arbeitet ausschließlich in 2D: in der flachen Ebene, die die Kamera sieht. Er kann verarbeiten:
- Bewegung nach links/rechts
- Bewegung nach oben/unten
- Rotation (Drehung auf der flachen Oberfläche)
- Leichte Größenänderungen (wenn Scale Invariant aktiviert ist)
Er kann NICHT verarbeiten:
- Verformte oder verbogene Teile
- Teile, die zur Kamera hin oder von ihr weg gekippt sind
- Jegliche 3D-Variation
Wenn Ihre Teile 3D-Variation aufweisen (eine Seite näher an der Kamera als die andere), überspringen Sie den Aligner vollständig und verwenden Sie stattdessen einen Segmenter mit positionsunabhängigem Training.
Wann der Aligner übersprungen werden sollte
Sie müssen weiterhin ein Template-Bild aufnehmen (das System erfordert es), können aber Skip Aligner aktivieren, wenn:
- Ihre Teile in einer Präzisionsvorrichtung mit weniger als 1–2 Pixel Bewegung liegen
- Sie eine mechanische Registrierung verwenden, die eine exakte Positionierung garantiert
- Sie einen Segmenter verwenden, der keine Positionsnachverfolgung benötigt
Kurzreferenz
| Einstellung | Empfohlen | Anpassen wenn... |
|---|---|---|
| Template-Regionen | 2–3, so weit wie möglich auseinander | Alignment zittert → Regionen hinzufügen und weiter verteilen |
| Empfindlichkeit | Niedrigster Wert, der bei Ihren Merkmalen ein solides Grün ergibt | Nicht genügend Kanten (rot) → erhöhen, dann Rauschen bereinigen |
| Rotationsbereich | ±180° für die meisten Anwendungen | Teile kommen in bekannter Ausrichtung → Bereich einschränken |
| Konfidenz | 0.6–0.9 | Falsche Übereinstimmungen → erhöhen. Gültige Teile werden übersehen → verringern |
| Scale Invariant | Aus, sofern nicht erforderlich | Teile mit variierendem Abstand zur Kamera → aktivieren |
Fehlerbehebung bei der Ausrichtung
Häufige Ausrichtungsprobleme und Lösungen
| Problem | Wahrscheinliche Ursache | Lösung |
|---|---|---|
| ROIs bewegen sich nicht mit dem Teil | Skip Aligner ist aktiviert oder keine Template-Regionen vorhanden | Skip deaktivieren; Template-Regionen hinzufügen |
| Ausrichtung springt hin und her | Einzelne Region oder Regionen zu nah beieinander | 2-3 Regionen weit auseinander auf gegenüberliegenden Seiten hinzufügen |
| Confidence bleibt nahe 0 % | Keine verwertbaren Kanten in den Regionen | Regionen auf Merkmale mit starken, klaren Kanten verschieben |
| Falsches Objekt wird erkannt | Merkmale sind nicht eindeutig genug, Schwellwert zu niedrig | Markantere Merkmale wählen; Confidence-Schwellwert erhöhen |
| Funktioniert bei einigen Teilen, versagt bei anderen | Regionen auf Merkmalen platziert, die zwischen Teilen variieren | Regionen auf universelle Merkmale verschieben (bearbeitete Kanten, Bohrungen) |
Checkliste zur Ausrichtung
Bevor Sie fortfahren, bestätigen Sie:
- Template-Bild von einem guten, fehlerfreien Teil aufgenommen
- 2-3 Template-Regionen auf starken, stabilen Merkmalen platziert
- Regionen so weit wie möglich auf dem Teil verteilt
- Verrauschte Kanten mit dem Ignore-Werkzeug bereinigt
- Empfindlichkeit niedrig genug eingestellt, um Rauschen zu vermeiden, und hoch genug für stabiles Grün auf den Merkmalen
- Rotationsbereich und Confidence-Schwellwert eingestellt
- Live Preview getestet; Ausrichtung verfolgt das Teil in allen Positionen
Funktioniert die Ausrichtung gut? Weiter zu Schritt 3: Regions of Interest (ROIs).