AI 驱动文档
您想了解什么？
第二步：对齐
对齐器是相机中最强大（也是最容易被误解）的部分。一旦理解了它，一切都豁然开朗。让我们简单地解释一下。
实际效果演示
阅读之前先体验一下模拟器。关闭对齐器，然后移动滑块以平移和旋转部件。橙色 ROI 显示跟踪部件的感兴趣区域 (ROI)，当对齐器无法继续跟踪时，绿色框会变红。
相机设置
模拟真实环境
移动生产线上的零件。
Legend
对齐的作用（以及为什么需要它）
想象一下您正在检查电路板上的螺丝。您在每个螺丝位置周围画了一个小框。但是当下一块板进来时略微向左偏移了怎么办？或者旋转了一度？您的框现在看错了位置。
对齐器解决了这个问题。 它查看每张新图像，找出部件移动到的位置，并将您所有的检测框移动到相应位置。这就像有一个助手说："板子向左移动了 3 像素，旋转了 0.5 度，所以让我相应地移动所有的框。"
这为什么强大： 当您的检测框可以随部件一起移动时，您可以将它们做得更小。而更小的框需要更少的数据来训练 AI。这是从良好对齐开始的级联收益。
为什么对齐是一切的基础
对齐器不仅仅是锦上添花。它是决定整个检测准确性的连锁反应中的第一张多米诺骨牌。下面是流程：
对齐 → 更小的 ROI → 所需训练数据更少 → AI 更准确
每一步都依赖于前一步：
- 良好的对齐意味着您的检测框能够精确跟踪部件，即使它在传送带上发生平移或旋转。
- 精确跟踪意味着您可以绘制更小的检测框 (ROI)。您不需要添加额外的填充来应对部件移动。
- 更小的 ROI 意味着 AI 看到的是仅包含您关心的特征（螺丝、连接器、焊点）的紧凑裁剪视图，而不是一片无关的背景。
- 背景干扰更少意味着 AI 学习时需要更少的训练图像，并且在生产中犯更少的错误。
对齐器不检测任何东西。它不判断通过或失败。它唯一的工作是动态移动您的检测框，使它们每次都落在正确的位置。检测框执行实际的检测。这些框内的 AI 执行实际的判断。但如果框的位置不对，所有这些都无法工作。
可以把它看作一条链：对齐器 → ROI → 分类器/分割器。如果第一个环节薄弱，下游的一切都会崩溃。
工作原理：把它想象成一个拼图
对齐器通过匹配边缘来工作。这里有一种简单的思考方式：
- 您拍一张"参考照片"（模板图像）展示一个完美的部件
- 您指出该照片上的特定特征（角点、边缘、孔洞），这些特征在每个部件上看起来都相同
- 每次有新部件到达时，相机会在新图像中找到这些相同的特征
- 它计算差异："这个部件向左偏移了 5 像素，向上偏移了 2 像素，倾斜了 1.2 度"
- 它将您所有的检测框精确地按该量移动
这就像玩配对游戏。相机找到您展示给它的特征，并将它们用作锚点。
对齐的黄金法则
这一条法则将决定您的对齐是完美运行还是令人沮丧地抖动。原因如下：
这样理解： 想象一下您正在判断墙上的相框是否歪斜。
- 如果您只看一个角，您可能会认为它是直的，而实际上它是倾斜的
- 如果您查看两个对角（左上角和右下角），您可以立即判断它是否歪斜，以及歪斜的精确程度
同样的原理也适用于对齐器。如果只在零件一侧放置一个区域，0.5 度的微小测量误差仍然是 0.5 度。但如果在两侧分别放置一个区域，相同的误差经过平均后约为 0.05 度，精度提高了十倍。
关键：不要对齐什么
这是对齐失败的首要原因。在您接触对齐器界面之前，请牢记以下两条规则。
1. 永远不要对齐缺陷
缺陷是不可预测的。划痕、凹痕或缺失的螺丝可能在每个零件上看起来都完全不同，或者根本不存在。
如果您让相机使用划痕作为其锚点，那么当一个完好无损、没有划痕的零件出现在生产线上时，对齐将完全失败。相机将不知道在何处放置您的检测框，整个系统将崩溃。
使用对齐器，通过始终存在的特征（刚性边缘、机加工角、钻孔）来定位零件。然后使用检测框来查找不可预测的缺陷。对齐器负责定位零件。检测框负责发现问题。
2. 永远不要对齐运动部件或标签
如果您对齐的对象可以独立于主物体移动，例如松散的电线、纸板翻盖或条形码贴纸，您将意外地误导相机将所有检测框移到错误的位置。
示例： 假设您将对齐器锚定到条形码贴纸上。在下一个零件上，一名工人不小心将贴纸放到了左侧半英寸处。相机看到贴纸移动，便认为整个零件向左移动了半英寸。它会移动所有检测框以进行补偿。但实际的金属零件并没有移动，只是贴纸移动了。现在您所有的检测框都在查看错误的位置，导致全面误判失败。
只锚定到永久固定在零件刚性主体上的特征：机加工边缘、模制角、钻孔、PCB 轮廓。切勿锚定到标签、贴纸、电线、翻盖或任何人为可能意外重新放置的东西上。
快速总结：对齐对象与避免对象
| 对齐对象（永久性、刚性特征） | 切勿对齐的对象（可变或可移动） |
|---|---|
| 机加工边缘 | 划痕、凹痕或缺陷 |
| 钻孔 | 条形码贴纸或标签 |
| PCB 轮廓 | 松散的电线或电缆 |
| 模制角或特征 | 纸板翻盖或包装 |
| 冲压金属边缘 | 胶带、粘合剂或标记 |
| 铸造或锻造几何形状 | 任何人为可能重新放置的特征 |
对齐器界面
以下是对齐器设置界面的样子。您将看到模板图像，带有彩色边缘高亮显示，标示出对齐器正在使用的参考特征：
分步设置
1. 捕获模板图像
将良好、无缺陷的零件放置在相机的视野中。该零件将成为未来每个零件比较的参考。
- 零件应光照良好，边缘清晰
- 确保它干净，没有碎屑或异常标记
- 按其在生产中通常出现的方式放置
点击 Capture Template Image。
2. 添加模板区域
点击 + Rectangle（或 + Circle）创建模板区域。您将放置 2-3 个这样的区域。
应该对齐到的特征（永不改变的特征）：
- 加工边缘
- 钻孔
- PCB 轮廓
- 模制特征
- 冲压拐角
不应对齐到的特征：
- 纹理或可变表面
- 可能出现缺陷的区域
- 产生眩光的反光点
- 在每张图像中可能不可见的微小细节
- 可能移动的标签或标记
3. 理解边缘高亮
当您放置模板区域时，您将看到彩色高亮：
- 绿色高亮 = 检测到强而可用的边缘。这是您想要的。
- 红色高亮 = 边缘不足。将区域移动到具有更清晰边缘的特征处。
- 红点 = 对齐参考点（所有感兴趣区域 (ROI) 的中心）。
4. 使用 Ignore 工具清理嘈杂的边缘
这一步被大多数人忽视，但它会带来巨大的差异。
点击 Ignore Template Region 并涂抹掉所有不希望对齐器使用的边缘。删除：
- 随机背景纹理
- 眩光或反射
- 表面噪声
- 来自碎屑或标签的边缘
- 在零件之间可能变化的任何边缘
5. 调整灵敏度
灵敏度滑块控制对齐器在模板区域内检测边缘的积极程度。较高的灵敏度会拾取更多边缘，包括微弱或模糊的边缘；较低的灵敏度只保留最强的边缘。
实用规则：将灵敏度设置为能够在模板区域上产生稳定绿色高亮的最低值。从低开始，仅当特征仍显示红色（检测到的边缘不足）时才提高它。
- 过低 → 模板区域保持红色；对齐器没有足够的特征来可靠匹配
- 过高 → 绿色蔓延到背景纹理和表面噪声上；对齐器可能锁定到无关特征并产生抖动
如果您需要更多边缘，请增加灵敏度滑块。但是您增加灵敏度越多，回到第 4 步并使用 Ignore 工具涂抹掉新的噪声就越重要。将其视为撒一张大网，然后仔细挑选出好鱼。
6. 设置旋转范围
此设置控制对齐器搜索的旋转幅度：
- ±180°：在任意旋转角度下查找零件（完整 360°）。适用于大多数应用。
- ±5-20°：仅当零件大致处于预期方向时才匹配
- ±0°：仅精确角度匹配
如果设置了像 ±5° 这样的窄范围，而进入的零件旋转了 10°，对齐器将不会匹配它，您可以将这种失败用作剔除信号。这对于捕捉未正确定向的零件非常有用。
7. 设置置信度阈值
对齐器需要多大的置信度来确认找到了正确的匹配：
- 范围： 0.0 到 1.0（百分比越低 = 匹配越严格）
- 推荐： 0.6 到 0.9
- 过高 → 可能漏检有效零件。过低 → 可能匹配错误的特征。
8. 启用尺度不变（如有必要）
如果您的零件距相机的距离可能会有 ±10% 的变化（例如传送带上的高度变化），请启用此选项。否则，关闭以获得最快的速度。
9. 保存并测试
这是最重要的一步。请勿跳过测试。
- 点击 保存。这将训练并部署对齐器。
- 点击 实时预览模式
- 移动零件：左、右、上、下
- 在预期范围内旋转零件
- 将其放在画面的各个角落
- 尝试不同的有效零件
- **尝试让它失败。**找出会失败的位置。
如果对齐无法可靠跟踪，请立即修复。如果您继续进行下一步并花时间设置感兴趣区域 (ROI) 和训练 AI，然后才发现对齐不可靠，您将不得不返回并重做所有工作。这就是瀑布式开发的弊端。
2D 限制（务必了解）
对齐器仅在 2D 中工作：即相机看到的平面。它可处理：
- 左/右移动
- 上/下移动
- 旋转（在平面上旋转）
- 轻微的尺寸变化（如果启用了尺度不变）
它不处理：
- 翘曲或弯曲的零件
- 朝向或远离相机倾斜的零件
- 任何 3D 变化
如果您的零件存在 3D 变化（一侧比另一侧更靠近相机），请完全跳过对齐器，改用具有位置不变训练的分割器。
何时跳过对齐器
您仍然需要捕获模板图像（系统要求），但在以下情况下可以切换 Skip Aligner：
- 您的零件位于精密夹具中，移动幅度小于 1-2 像素
- 您使用的是机械定位，可保证精确定位
- 您使用的分割器不需要位置跟踪
快速参考
| 设置 | 推荐值 | 何时调整… |
|---|---|---|
| 模板区域 | 2-3 个，尽可能分散 | 对齐抖动 → 增加区域，并分散布置 |
| 灵敏度 | 在您的特征上能显示稳定绿色的最低值 | 边缘不足（红色）→ 提高灵敏度，然后清理噪声 |
| 旋转范围 | 大多数应用使用 ±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。漏检有效零件 → 降低 |
| 尺度不变 | 除非需要否则关闭 | 零件距相机的距离不同 → 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 |
|---|---|---|
| ROI 不随零件移动 | 已启用跳过对齐器，或没有模板区域 | 禁用跳过；添加模板区域 |
| 对齐来回抖动 | 单一区域，或区域之间距离过近 | 在相对的两侧添加 2-3 个相距较远的区域 |
| 置信度始终接近 0% | 区域内没有可用的边缘 | 将区域移至具有强烈、清晰边缘的特征 |
| 匹配到错误对象 | 特征不够独特，阈值过低 | 选择更具辨识度的特征；提高置信度阈值 |
| 部分零件可用，其他失败 | 区域放置在零件之间会变化的特征上 | 将区域移至通用特征（如机加工边缘、孔位） |
对齐检查清单
继续之前，请确认：
- 模板图像采集自良好的、无缺陷的零件
- 在强烈、稳定的特征上放置了 2-3 个模板区域
- 区域在零件上尽可能分散布置
- 已使用 Ignore 工具清除噪点边缘
- 灵敏度调整到足够低以避免噪声，足够高以使特征显示为稳定的绿色
- 已设置旋转范围和置信度阈值
- 已测试实时预览；对齐能在所有位置跟踪零件
对齐效果良好？前往第 3 步：感兴趣区域 (ROI)。