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使用对齐器工具

本指南介绍如何使用 OV20i 对齐器工具，自动检测并对齐零件以实现一致的检验。对齐器工具使用模板匹配来定位在每张图像中可能位置不同的零件，确保 Regions of Interest (ROIs) 始终对准正确区域进行检测。

何时使用对齐器工具： 当零件位置不一致、使用输送系统、零件可能旋转或偏移，或在检验前需要自动零件检测与对齐时。

先决条件​

  • OV20i 摄像系统已配置正确的成像参数
  • 捕获了定位良好的零件的 Template Image
  • 了解用于对齐的零件关键特征
  • 在 Recipe Editor 中访问 Template Image and Alignment 页面

什么是对齐器工具？​

对齐器工具使用模式匹配自动定位并定向零件：

  • 检测在每次捕获中可能位于不同位置的零件
  • 对齐 ROIs 以匹配检测到的零件位置和旋转
  • 使用边缘检测 来在零件中找到一致的模式
  • 补偿位置、旋转和比例变动

关键收益：

  • 即使零件移动或旋转，检测也能保持一致
  • 无需手动定位即可实现自动零件检测
  • 在传送系统或松动夹具上也能实现可靠检测
  • 对零件放置的小幅变动进行补偿

步骤 1：访问对齐器​

1.1 导航至 Template Image and Alignment​

  1. 在 Recipe Editor 中打开您的配方
  2. 点击左侧菜单中的 "Template Image and Alignment"
  3. 确保您已捕获 Template Image（如果尚未，请参阅步骤 2）

1.2 验证 Template Image 质量​

您的 Template Image 应显示：

  • 定位良好、典型的零件示例
  • 光线充足，边缘定义清晰
  • 所有要检测的区域可见
  • 阴影、反射或碎屑最小

Checkpoint: 您应在预览窗格中看到 Template Image，边缘清晰、轮廓分明。

步骤 2：捕获或更新 Template Image​

2.1 将零件定位以进行 Template Capture​

  1. 将一个良好示例的零件放置在相机视野内
  2. 确保零件满足以下条件：
    • 光线充足，边缘定义清晰
    • Properly oriented，处于所需位置
    • Clean，无碎屑或污染
    • Representative，具有代表性，符合您将要检验的典型零件

2.2 捕获 Template Image​

  1. 点击 "Capture Template Image"（若更新则点击 "Re-Capture Template Image"）
  2. 等待图像捕获并处理完成
  3. 验证图像质量是否符合您的要求

Template Image Best Practices:

  • 使用良好光线以突出重要边缘
  • 避免过曝或欠曝区域
  • 确保零件在视场中占据合适比例
  • 选择代表您将要检验的典型状态的零件

image.png

步骤 3：启用对齐器​

3.1 启用对齐​

  1. 确保 Aligner is enabled（未禁用）
  2. If disabled, the system will show "Select to disable the aligner and use fixed-position Regions of Interest"
  3. 对于可能移动或旋转的零件，请保持对齐器处于启用状态

3.2 何时禁用对齐器​

仅在以下情况禁用对齐器：

  • 零件每次都固定在完全相同的位置
  • 使用保证零件放置一致的夹具或治具
  • 零件在两次捕获之间从不移动、旋转或位移
  • 需要最大处理速度且零件始终位于完全相同的位置

Step 4: 添加模板区域​

4.1 添加你的第一个模板区域​

  1. 点击 "+ Rectangle" 或 "+ Circle" 以添加模板区域
  2. 将区域放置在你工件上的一个显著边缘图案之上
  3. 调整区域大小，以捕捉重要边缘，同时避免包含噪声

image.png

4.2 选择良好的边缘模式​

寻找符合以下特征的模式：

  • Simple（简单） - 清晰、边界明确
  • Unique（独特） - 对工件具有特征性，在背景中不易发现
  • Consistent（一致） - 在要检查的每个工件上都可见
  • Stable（稳定） - 不会因光照或工件差异而改变

避免包含以下特征的模式：

  • 带纹理的表面，造成复杂的边缘噪声
  • 会随光照变化的反光区域
  • 在不良工件上可能损坏或缺失的区域
  • 极为细小的细节，可能无法可靠检测

4.3 定位与调整模板区域​

  1. 点击并拖动 区域以将其放置在良好边缘之上
  2. 拉动角手柄 以适当调整区域大小
  3. 点击区域 以访问旋转、调整大小或删除选项
  4. 目标是 绿色高亮边缘，表示良好的边缘检测

4.4 添加多个模板区域​

  1. 添加 2-4 个模板区域以实现更稳健的对齐
  2. 将区域分布在工件的不同部位
  3. 每个区域应捕捉不同的显著特征
  4. 更多区域可提高对齐精度和可靠性

Step 5: 优化边缘检测​

5.1 检查边缘检测质量​

良好的边缘检测显示：

  • 模板区域中的 绿色高亮边缘
  • 清晰、边界明确的模式
  • 整个模式的一致边缘检测

较差的边缘检测显示：

  • 显示 红色高亮，表示边缘不足
  • 嘈杂、分散的边缘模式
  • 不一致或弱的边缘检测

5.2 调整灵敏度​

若边缘检测不足：

  1. 提高灵敏度 以检测更细微的边缘
  2. 添加更多模板区域 以捕捉额外的模式
  3. 改善照明 以增强边缘对比度

image.png

5.3 使用 Ignore Tool 去除边缘噪声​

  1. 点击 "Ignore Template Region" 进入画笔工具
  2. 将不需要的边缘高光涂成红色
  3. 重点去除：
    • 带纹理的表面噪声
    • 反光点或眩光
    • 碎屑或污染边缘
    • 背景图案

忽略工具前后：

  • 前： 边缘发现器会突出显示发亮区域、纹理和噪声
  • 后： 仅保留干净、一致的边缘模式仍然高亮

image.png

第 6 步：测试对齐性能​

6.1 使用不同部件进行测试​

  1. 在不同位置放置不同示例部件
  2. 使用 Live Preview Mode 以查看实时对齐
  3. 观察对齐器检测并定位每个部件的能力
  4. 检查模板区域是否与预期特征保持一致

6.2 验证对齐精度​

良好对齐的表现包括：

  • 在不同位置对部件的检测保持一致
  • 旋转和缩放补偿准确
  • ROI（Region of Interest）与部件特征正确对齐
  • 对齐稳定且无误报

6.3 测试边缘情况​

对齐测试应包括：

  • 在不同角度的部件（如果预计有旋转）
  • 视场内不同位置的部件
  • 稍有不同的部件变体（如适用）
  • 不同光照条件（如可能变化）

第 7 步：调整置信度阈值​

7.1 理解置信度阈值​

置信度阈值决定在接受匹配之前对齐器需要多大程度的确定性：

  • 较高值 = 更具选择性，误报更少
  • 较低值 = 更宽松，可能接受边缘匹配

7.2 优化阈值设置​

  1. 先从默认阈值设置开始
  2. 如果出现误报（匹配到错误对象），提高阈值
  3. 如果漏检应被检测到的有效部件，降低阈值
  4. 使用各种部件进行测试以找到最佳平衡

7.3 阈值问题的迹象​

阈值过低：

  • 对齐器匹配到背景对象
  • 对非目标物的误报
  • 对齐结果不一致

阈值过高：

  • 无法检测到有效部件
  • 对齐经常失败
  • 良好部件被拒绝

第 8 步：对齐问题排除​

8.1 对齐不一致或失败​

问题症状解决方案
模式不够简单在不同部件上的对齐不一致选择更简单、干净的边缘模式
模式在某些部件上不可见在某些部件变体上失效选择在所有部件上都可见的特征
边缘不足模板区域中的红色高亮添加更多区域或提高灵敏度
边缘噪声过大高亮不相关的特征使用忽略模板区域工具

8.2 误报对齐​

问题症状解决方案
模式不够唯一匹配到错误对象选择更具辨识度的特征
置信度阈值过低接受较差的匹配提高置信度阈值
模板区域过于通用匹配背景模式增加更具体的模板区域

8.3 对齐精度差​

问题症状解决方案
模板区域不足对齐偏移或旋转不正确添加 2-4 个分布均匀的区域
模板图像质量差边缘检测不一致使用更好的照明重新拍摄
模板区域太小对齐精度有限调整区域大小以捕捉更多边缘细节

第 9 步：生产优化​

9.1 模板区域最佳实践​

  • 使用 2-4 个模板区域以实现鲁棒对齐
  • 将区域分布在部件的不同区域
  • 选择不会改变或降解的永久特征
  • 避免易受污染或损坏的区域

9.2 边缘图案选择​

理想的边缘图案：

  • 电路板走线或元件轮廓
  • 加工后的边缘或孔洞
  • 印刷标记或标签
  • 几何特征，如角点或曲线

边缘图案应避免：

  • 纹理化或粗糙表面
  • 反光区域
  • 可能积聚碎屑的区域
  • 在不同零件批次之间变化的特征

9.3 照明优化​

  • 一致的照明 提高边缘检测的可靠性
  • 避免产生错误边缘的强阴影
  • 最小化干扰边缘检测的反射
  • 使用 OV20i 的集成 LED 以实现一致照明

成功！对齐器工具已配置就绪​

您的 OV20i 对齐器工具现已准备就绪，可完成以下任务：

✅ 在不同位置和方向自动检测零件

✅ 将 ROIs 精确对齐至零件特征，无论零件如何移动

✅ 处理旋转与缩放变化，以实现灵活的零件呈现

✅ 即使固定装置松动也能提供一致的检验

✅ 在检测所有有效零件的同时拒绝误报

持续维护​

常规检查​

  • 监控生产中的对齐性能
  • 验证模板区域保持清洁且可见
  • 检查零件特征或照明的变化
  • 如零件设计发生变化，请更新 Template Image

性能优化​

  • 审阅对齐日志以查找故障模式
  • 根据生产数据调整置信阈值
  • 如污染物积累，请清洁模板区域
  • 如零件特征演变，请更新 edge patterns

下一步​

在设置好对齐器工具后：

  1. 配置 ROIs 以检查对齐的零件特征
  2. 使用生产零件进行测试 以验证对齐可靠性
  3. 设置与对齐坐标协同工作的检验逻辑
  4. 培训操作员 以监控对齐状态
  5. 创建 Template Image 更新维护计划

🔗 参见​