Step 2: Alignment

Time: 10–15 minutes

对齐器是相机中最强大且最易被误解的部分。一旦理解，它就变得一目了然。让我们用简单的方式解释。

What alignment does (and why you need it)

设想你在检查电路板上的螺丝。你在每个螺丝位置画了一个小框。但当下一块电路板稍微向左偏移一点，或者旋转一个角度时，你的框就会指向错误的位置。

The aligner solves this. 它会查看每张新图像，找出零件移动到的位置，并将所有检查框移动以匹配。就像有个助手说“电路板向左移动了 3 像素，旋转了 0.5 度，所以让我把所有框移动以匹配”。

Why this is powerful: 当检查框能够随着部件一起移动时，你可以让它们变小。较小的框需要更少的数据来训练 AI。这是一种连锁效益，始于良好的对齐。

How it works: think of it like a puzzle

对齐器通过匹配边缘来工作。把它想成一个简单的比拼游戏：

1. 你拍摄一个 "reference photo"（模板图像）用于完美部件
2. 你在该照片上指出具体特征（角、边缘、孔），这些特征在每个部件上看起来都相同
3. 每次有新部件到来时，相机会在新图像中找到相同的特征
4. 它计算差异：“此部件向左 5 像素，向上 2 像素，并倾斜 1.2 度”
5. 它按同样的量移动你所有的检查框

这就像在玩匹配游戏。相机会找到你给出的特征，并将它们用作锚点。

The golden rule of alignment

将 2-3 个小模板区域尽可能远地放置在部件上

这一条规则将决定你的对齐是完美工作还是抖动令人沮丧。原因如下：

Think of it like this: 想象你在判断墙上的相框是否歪斜。

• 只看一个角时，可能会认为它是直的，实际却是歪的
• 看两个对角角（左上角和右下角）时，可以立即判断是否歪斜，以及歪斜的程度

对齐器同样适用这一原理。若只有一个区域在部件的一侧，0.5 度的微小测量误差仍停留在 0.5 度。但若在对角两侧各有区域，同样的误差会被平均，大约只有 0.05 度，相当于精度提高十倍。

The aligner interface

以下是对齐器设置屏幕的样子。你将看到模板图像，并以彩色边缘高亮显示对齐器用作参考特征的部分：

Step-by-step setup

1. Capture the template image

在相机视野内放置一个良好、无缺陷的部件。此部件将成为未来所有部件进行比较的参考。

• 部件应光线良好、边缘清晰
• 确保干净，没有碎屑或异常标记
• 将其放置成生产中通常出现的姿态

单击 Capture Template Image。

2. 添加模板区域

点击 + Rectangle（或 + Circle）以创建模板区域。你将放置 2-3 个。

需要对齐的对象（永不变化的特征）：

• 机加工边缘
• 钻孔
• PCB 外轮廓
• 模具成型特征
• 冲压角

不需要对齐的对象：

• 纹理化或可变表面
• 可能出现缺陷的区域
• 产生眩光的反射点
• 在每张图像上都可能看不到的细小细节
• 可能移动的标签或标记

3. 了解边缘高亮

当你放置模板区域时，你将看到彩色高亮：

• Green highlights = 检测到强且可用的边缘。这就是你需要的。
• Red highlights = 边缘不足。将区域移动到边缘更清晰的特征。
• Red dot = 对齐参考点（所有检查区域的中心）。

4. 使用 Ignore 工具清理嘈杂边缘

这一步骤常被多数人忽视，但影响巨大。

点击 Ignore Template Region，并涂抹你不希望对齐器使用的边缘。移除：

• 随机背景纹理
• 眩光或反射
• 表面噪声
• 由碎屑或标签造成的边缘
• 任何在不同零件之间可能变化的边缘

高灵敏度 + 激进清理 = 最佳效果

如果你需要更多边缘，请提高灵敏度滑块。但灵敏度越高，越需要使用 Ignore 工具清理噪声。可以把它比作撒下大网，然后小心地只挑出合适的边缘。

5. 设置旋转范围

这将控制对齐器将搜索的旋转量：

• ±180°：在任意旋转角度下都能找到零件（360° 全部）。适用于大多数应用。
• ±5-20°：只有在零件大致处于预期方向时才匹配
• ±0°：仅匹配精确角度

将旋转用作质量门控

如果将范围设为 ±5° 这样的窄范围，而零件实际旋转了 10°，对齐器将不会匹配，你可以将此失败作为拒绝信号。对于捕捉未正确定向的零件很有帮助。

6. 设置置信阈值

对齐器需要多少置信度才能确认找到正确匹配：

• Range: 0.0 to 1.0（较低的百分比表示更严格的匹配）
• Recommended: 0.6 to 0.9
• 过高 → 可能漏检有效零件。过低 → 可能匹配错误的特征。

7. 如有需要，启用 Scale Invariant

如果你的零件相对于相机的距离可能正负 ±10%（例如传送带上的高度变化），请启用此功能。否则，为获得最大速度，请保持关闭。

8. 保存并测试

这是最重要的步骤。请务必进行测试，切勿跳过测试。

1. 点击 Save。这将对齐器进行训练并部署。
2. 点击 Live Preview Mode
3. 将零件移动：向左、向右、向上、向下
4. 在你预期的范围内旋转它
5. 将其放在框架的角落
6. 尝试不同的有效零件
7. 试着把它弄坏。 找出它失败的位置。

如果对齐无法可靠跟踪，请现在就修正。如果你继续设置检查区域并训练 AI，随后发现对齐不可靠，你将不得不返回并重做所有工作。这就是瀑布式流程。

2D 限制（重要须知）

对齐器仅在 2D 工作：相机看到的平面。它处理：

• 向左/向右移动
• 向上/向下移动
• 旋转（在平面上旋转）
• 轻微尺寸变化（若 Scale Invariant 打开）

它不处理：

• 变形或弯曲的零件
• 相对于相机向前或向后倾斜的零件
• 任何 3D 变化

如果你的零件具有 3D 变异（某一侧比另一侧更靠近相机），请完全跳过对齐器，改用带有位置不变训练的 segmenter。 (Segmenters 需要 OV20i 或 OV80i；OV10i 仅支持 classifier。）

何时跳过对齐器

你仍需要捕获模板图像（系统要求），但可以在以下情况下切换 Skip Aligner：

• 你的零件放在高精度夹具中，移动小于 1-2 像素
• 你正在使用能够保证精确定位的机械注册
• 你正在使用不需要位置跟踪的 segmenter（仅限 OV20i/OV80i）

快速参考

设置	推荐	在……时调整
模板区域	2-3 个区域，尽量远离彼此	对齐抖动 → 增加区域，并将它们分散开
灵敏度	给予特征稳定绿色时的最低值	边缘不足（红色）→ 提高灵敏度，然后清理噪声
旋转范围	大多数应用：±180°	零件以已知方向进入 → 缩小范围
置信度	0.6-0.9	错误匹配 → 提高。缺少有效零件 → 降低
Scale invariant	Scale invariant	未启用，除非需要
		距相机距离变化的零件 → 启用

对齐故障排除

常见对齐问题及解决方法

问题	可能原因	解决方法
ROIs 不随零件移动	Skip Aligner 已开启，或没有模板区域	禁用 Skip Aligner；添加模板区域
对齐来回抖动	单一区域，或区域太靠近	在相对两侧增加 2-3 个区域，分布在两端
置信度接近 0%	区域内无可用边缘	将区域移动到具有强烈、清晰边缘的特征上
匹配错误的对象	特征不够唯一，阈值太低	选择更具辨识性的特征；提高置信度阈值
在某些零件上有效，在其他零件上失败	区域放置在在零件之间变化的特征上	将区域移到通用特征（加工边缘、孔）

对齐检查清单

在继续之前，请确认：

• 模板图像来自良好、无缺陷的零件
• 2-3 个模板区域放在强大、稳定的特征上
• 区域尽可能在零件上分布得开
• 使用 Ignore 工具清理噪声边缘
• 设置旋转范围和置信度阈值
• 实时预览已测试；对齐在所有位置跟踪零件

对齐效果良好？前往 Step 3: Inspection Regions.