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Teoría de la Imagen de Plantilla y Alineación

Esta página explica los conceptos fundamentales detrás de la coincidencia de patrones basada en plantillas y cómo el OV80i utiliza algoritmos de detección de bordes para localizar y orientar las piezas para una posición de inspección precisa.

Fundamentos de la Coincidencia de Patrones Basada en Plantillas

¿Qué es la Alineación de Plantillas?

La alineación de plantillas utiliza la coincidencia de patrones para localizar y orientar las piezas para la inspección relativa. El sistema detecta bordes dentro de las Regiones de Plantilla y empareja patrones de bordes similares para determinar la posición y orientación de la pieza, lo que permite una inspección precisa incluso cuando las piezas se presentan de forma inconsistente.

Concepto Central:

  • Plantilla de Referencia - Imagen capturada que sirve como referencia base para la coincidencia de patrones
  • Reconocimiento de Patrones de Bordes - Algoritmo identifica características distintivas de borde
  • Transformación Espacial - Calcular diferencias de posición y rotación
  • Ajuste de ROI - Alinear las regiones de inspección respecto a la posición de la pieza detectada

Teoría de la Imagen de Plantilla

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La Imagen de Plantilla como Estándar de Referencia

Capturar una Imagen de Plantilla es un paso obligatorio para TODAS las recetas. La Imagen de Plantilla sirve como referencia maestra contra la cual se comparan todas las imágenes subsiguientes para fines de alineación.

Requisitos de la Plantilla:

  • Muestra Representativa - Debe mostrar la pieza en condiciones y posición ideales
  • Definición Clara de Bordes - Con un contraste suficiente para una detección de bordes confiable
  • Características Consistentes - Elementos que se mantienen estables a través de variaciones de la pieza
  • Iluminación Óptima - Condiciones de iluminación que coincidan con el entorno de producción

Impacto de la Calidad de la Imagen en la Alineación

Factores Críticos de Calidad:

  • Contraste de Bordes - Un mayor contraste facilita una detección de bordes más fiable
  • Nitidez de Enfoque - Bordes nítidos mejoran la precisión de la coincidencia de patrones
  • Consistencia de Iluminación - Iluminación uniforme reduce detecciones de bordes falsas
  • Estabilidad de la Imagen - Ruido y artefactos mínimos en la imagen de plantilla

Configuración y Captura de la Imagen de Plantilla

Métodos de Captura de la Imagen de Plantilla

Opciones de Captura:

  • Capturar Imagen de Plantilla - Tomar una nueva imagen de referencia con la vista actual de la cámara
  • Re-Capturar Imagen de Plantilla - Reemplazar la plantilla existente con una nueva imagen
  • Importar desde Biblioteca - Seleccionar una imagen existente de la Biblioteca como plantilla
nota

Por defecto, el modal Import From Library filtrará imágenes por Recipe. Utilice el menú desplegable para seleccionar otra Recipe o borre el filtro y haga clic en Search para encontrar imágenes de otras Recipes.

Modos de Vista Previa

  • Vista de Plantilla - Una vez capturada, el panel de vista previa muestra la Imagen de Plantilla (no es la cámara en vivo)
  • Modo de Vista Previa en Vivo - Cambie a la vista de cámara en tiempo real para probar el rendimiento de alineación
  • Modo de Recaptura - Deshabilitar la vista previa en vivo para volver a capturar la Imagen de Plantilla

Detección de Bordes para la Alineación

Detección de Bordes Específica para la Alineación

El sistema de alineación OV80i se basa en algoritmos de detección de bordes específicamente para la localización y orientación de las piezas, separados de los modelos de inspección basados en IA.

Proceso de Detección de Bordes para la Alineación:

  1. Identificación de Bordes - El algoritmo detecta gradientes de intensidad para la referencia de alineación
  2. Filtrado de Bordes - El sistema identifica bordes relevantes para la alineación mientras filtra el ruido
  3. Creación del Patrón de Alineación - Construye una representación matemática del patrón de bordes para el posicionamiento
  4. Comparación de Posiciones - Compara los patrones detectados con la referencia de plantilla para la alineación

Estrategia de Regiones de Alineación

+ Rectángulo / + Círculo: Las Regiones de Plantilla definen áreas específicas donde el OV80i detectará bordes para fines de alineación, emparejando patrones de borde similares para determinar la posición y la orientación de la pieza.

Visualización de Bordes de Alineación:

  • 🟢 Resaltos Verdes - Bordes encontrados dentro de la Región de Plantilla (apropiados para alineación)
  • 🔴 Resaltos Rojos - Bordes insuficientes encontrados para una alineación válida

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Calidad de Bordes para Alineación

Buenas características de borde para alineación:

  • Simple - Transiciones de borde claras y bien definidas adecuadas como referencia de posición
  • Único - Patrones distintivos para una identificación fiable de la pieza
  • Consistente - Visible en todas las variaciones de piezas para una alineación fiable
  • Estable - No afectado por variaciones normales de producción durante la alineación

Características de Bordes de Alineación Defectuosas:

  • Texturas complejas - Superficies detalladas no adecuadas como referencia de posición
  • Superficies reflectantes - Áreas que generan referencias de alineación inconsistentes
  • Características variables - Elementos que cambian entre piezas, afectando la consistencia de la alineación
  • Áreas con ruido - Regiones con polvo o escombros que afectan la precisión de la alineación

Gestión de Regiones de Plantilla

Creación de Regiones de Plantilla

+ Rectángulo / + Círculo: Haga clic para agregar una Región de Plantilla a la Imagen de Plantilla. El OV80i detectará bordes dentro de estas Regiones de Plantilla e intentará localizar piezas al coincidir patrones de borde similares.

Gestión de Regiones:

  • Redimensionar / Reconfigurar - Haga clic en la Región de Plantilla para estirar o cambiar el tamaño
  • Rotar - Ajuste la orientación de la región según sea necesario
  • Reubicar - Haga clic y arrastre para mover la Región de Plantilla
  • Eliminar - Elimine regiones no deseadas

Mejores Prácticas de Colocación de Regiones de Plantilla

Al colocar Regiones de Plantilla, concéntrese en bordes que sean simples, únicos y consistentes en su visibilidad a través de todas las piezas. Evite bordes que puedan estar cubiertos por defectos, o patrones de borde que varían de una pieza a otra.

Buenas características de borde:

  • Simple - Bordes claros y bien definidos
  • Único - Patrones distintivos que no se encuentran en otros lugares
  • Consistente - Visible en todas las variaciones de piezas
  • Estable - No afectado por defectos normales o desgaste

Características de borde Defectuosas:

  • Características variables - Componentes que pueden faltar o estar dañados
  • Superficies texturizadas - Patrones complejos que varían de una pieza a otra
  • Áreas reflectantes - Superficies que generan destellos variables
  • Detalles pequeños - Rasgos fácilmente ocultos por escombros

Enfoque de Configuración Progresiva

Estrategia de Múltiples Regiones de Plantilla:

  1. Comience con una Región de Plantilla en la característica más prominente
  2. Agregue regiones adicionales si la cantidad de bordes es insuficiente (resaltados en rojo)
  3. Aumente la sensibilidad si es necesario para encontrar bordes adecuados
  4. Utilice la herramienta Ignorar Región de Plantilla para eliminar el ruido
  5. Pruebe con Modo de Vista Previa en Vivo a través de variaciones de piezas

Teoría de Parámetros de Alineación

Tolerancia del Rango de Rotación

Ingrese un ángulo de 0-180 grados para definir la cantidad de rotación que el alineador tolerará.

Configuración del Rango de Rotación:

  • 180 grados - Encuentra piezas rotadas en cualquier ángulo (flexibilidad máxima)
  • 0 grados - Encuentra solo piezas que coincidan con el ángulo de la Imagen de Plantilla (precisión máxima)
  • Rango personalizado - Equilibrio entre flexibilidad y precisión

Compensaciones:

  • Rango más amplio - Más flexible pero potencialmente más lento el procesamiento
  • Rango más estrecho - Procesamiento más rápido pero requiere orientación de la pieza consistente

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Teoría del Algoritmo de Sensibilidad

Ajuste el control deslizante para aumentar/disminuir la sensibilidad de detección de bordes. Los valores de sensibilidad más altos detectarán más bordes, y los valores de sensibilidad más bajos detectarán menos bordes.

Impacto de la Sensibilidad:

  • Mayor Sensibilidad - Detecta más detalles de borde, pero puede incluir ruido
  • Sensibilidad más baja - Se centra en bordes prominentes, pero puede perder rasgos sutiles
  • Ajuste Óptimo - La sensibilidad más baja que aún detecta bordes adecuados

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Comportamiento del Algoritmo: El algoritmo de detección de bordes de alineación ajusta su umbral en función de la configuración de sensibilidad, afectando qué gradientes de intensidad se clasifican como bordes para fines de alineación.

Teoría del Umbral de Confianza

Utilice este control deslizante para establecer la confianza mínima requerida para que una alineación sea considerada válida (1% indica una coincidencia idéntica). Este umbral debe situarse entre 0.6-0.9 para una alineación consistente.

Cálculo de Confianza:

  • Correlación de Patrón de Alineación - Similitud matemática entre la plantilla y los patrones de alineación detectados
  • Consistencia Geométrica - Precisión de la relación espacial entre las características de borde para el posicionamiento
  • Calidad de los Bordes de Alineación - Fortaleza y claridad de los patrones de borde detectados para referencia de posición

Directrices de Umbral:

  • Rango 0.6-0.9 - Recomendado para un rendimiento de alineación consistente
  • Valores más altos - Coincidencia más estricta, reduce falsos positivos
  • Valores más bajos - Coincidencia más tolerante, puede aceptar alineaciones deficientes

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Teoría del Manejo de Ruido de Alineación

Ignorar la Región de la Plantilla para la Alineación

La herramienta Ignore Template Region proporciona una interfaz de brocha para borrar bordes no deseados de cualquier Template Region, utilizada para enmascarar el ruido de bordes no deseado y enfocar la alineación en bordes claros y repetibles.

Categorías de Ruido de Bordes de Alineación:

  • Textured Surfaces - Patrones complejos no aptos para una referencia de alineación consistente
  • Reflections and Glare - Efectos de iluminación variables que afectan la precisión de la alineación
  • Debris or Contamination - Rasgos temporales no aptos para la referencia de posición
  • Variable Components - Características que pueden estar ausentes o dañadas, afectando la consistencia de la alineación

Estrategia de Filtrado de Ruido de Alineación:

  • Selective Masking - Elimine patrones de borde variables mientras se conservan características de alineación estables
  • Pattern Simplification - Enfoque del algoritmo de alineación en la información de borde más fiable
  • Consistency Optimization - Mejorar la confiabilidad de la alineación a través de variaciones de piezas

Teoría del Rendimiento de Coincidencia de Patrones de Alineación

Múltiples Regiones de Plantilla para la Alineación

Agregar más Template Regions aumenta el número de bordes para la alineación, mejorando tanto la confiabilidad como la especificidad de la coincidencia de patrones de alineación.

Beneficios de la Alineación Multi-Región:

  • Redundancia de Alineación - Múltiples puntos de referencia mejoran la robustez de la alineación
  • Especificidad de Posición - Patrones más complejos reducen las coincidencias falsas de alineación
  • Precisión de Alineación - Restricciones adicionales mejoran la precisión de la posición y la rotación
  • Confiabilidad de la Alineación - El sistema aún puede alinear si algunas regiones están ocultas

Modos de Falla de Alineación

Patrones comunes de fallas de alineación:

  • Bordes de alineación insuficientes - No hay suficiente información de patrón para una detección de posición confiable
  • Falsos positivos de alineación - El algoritmo coincide con características incorrectas para el posicionamiento
  • Detección de alineación inconsistente - La alineación funciona en algunas piezas pero falla en otras
  • Baja confianza en la alineación - La coincidencia de posición está por debajo del umbral aceptable

Soluciones de optimización de la alineación:

  • Optimización de patrones de alineación - Elija características de borde más distintivas y estables para el posicionamiento
  • Ajuste de Región de Plantilla - Modifique el tamaño y la colocación de la Región de Plantilla para una mejor referencia de alineación
  • Ajuste de Parámetros - Ajustar umbrales de sensibilidad y confianza para el desempeño de la alineación
  • Reducción de Ruido de Alineación - Utilice la herramienta Ignore Template Region para filtrar bordes problemáticos

Alignment vs Fixed Positioning Theory

Cuándo usar Alineación por Plantilla

Ventajas de la Alineación:

  • Tolerancia a variaciones de la pieza - Accommodates position and rotation differences
  • Presentación flexible - Funciona con piezas no fixturadas
  • Inspección relativa - ROIs se ajustan automáticamente a la posición de la pieza
  • Integración robótica - Maneja la colocación variable de las piezas

Cuándo omitir la Alineación

Ventajas del Posicionamiento Fijo:

  • Velocidad de procesamiento - No se requiere cálculo de alineación
  • Resultados consistentes - Comportamiento de inspección predecible
  • Configuración simple - No se requieren regiones de plantilla ni coincidencia de patrones
  • Confiable para piezas fixturadas - Cuando el posicionamiento mecánico garantiza consistencia

Criterios de selección: Se recomienda la opción Skip Aligner para aplicaciones con piezas que están fixturadas o se presentan a la cámara de forma muy repetible.

🔗 Véase también