第二步：對齊

對齊器是相機中最強大（也是最容易被誤解）的部分。一旦您理解了它，一切都會豁然開朗。讓我們簡單地解釋一下。

實際操作演示

在繼續閱讀之前，請先體驗一下模擬器。關閉對齊器，然後移動滑塊以平移和旋轉零件。橙色 ROI 顯示跟蹤零件的檢測區域，當對齊器無法繼續跟蹤時，綠色框會變為紅色。

相機設定

對準器已啟用 (跟蹤零件)

狀態: 跟蹤鎖定 / 透過

---

模擬真實環境

移動生產線上的零件。

X 偏移 0px

Y 偏移 0px

旋轉 0°

Legend

Inspection Region

Alignment locked

Alignment lost

ROI

對齊的作用（以及您為何需要它）

想象您正在檢測電路板上的螺絲。您在每個螺絲位置周圍畫了一個小框。但當下一塊電路板進入時略微向左偏移了怎麼辦？或者旋轉了一度呢？您的框現在看的就是錯誤的位置。

對齊器解決了這個問題。 它會檢視每張新影象，確定零件移動到了哪裡，並平移所有檢測框以匹配。這就像有一個助手對您說："電路板向左移動了 3 個畫素，旋轉了 0.5 度，所以讓我移動所有的框以匹配。"

為什麼這一點如此強大： 當您的檢測框可以隨零件移動時，您可以將它們做得更小。而更小的框需要更少的資料來訓練 AI。這是一個從良好對齊開始的級聯收益。

為什麼對齊是一切的基礎

對齊器不僅僅是一個錦上添花的功能。它是決定整個檢測準確性的鏈條中的第一張多米諾骨牌。流程如下：

對齊 → 更小的 ROI → 所需訓練資料更少 → AI 更準確

每個步驟都依賴於前一步：

1. 良好的對齊意味著即使零件在傳送帶上發生平移或旋轉，您的檢測框也能精確跟蹤零件。
2. 精確的跟蹤意味著您可以繪製更小的檢測框 (ROI)。您無需新增額外的填充來應對零件移動。
3. 更小的 ROI 意味著 AI 看到的是您關心的特徵（螺絲、聯結器、焊點）的緊密裁剪檢視，而不是一片無關的背景。
4. 更少的背景噪聲意味著 AI 學習所需的訓練影象更少，並且在生產中犯的錯誤更少。

這是大多數人忽略的概念

對齊器不檢測任何東西。它不判斷合格或不合格。它唯一的工作是動態移動您的檢測框，使它們每次都落在正確的位置。檢測框執行實際的檢測工作。檢測框內的 AI 做出實際的判斷。但如果框的位置不正確，所有這些都無法正常工作。

可以將其視為一條鏈：對齊器 → ROI → 分類器/分割器。如果第一個環節薄弱，下游的一切都會崩潰。

工作原理：把它想象成一個拼圖

對齊器透過匹配邊緣來工作。這裡有一種簡單的思考方式：

1. 您拍攝一張"參考照片"（模板影象），展示一個完美的零件
2. 您在該照片上指出特定特徵（角點、邊緣、孔洞），這些特徵在每個零件上看起來都一樣
3. 每當新零件到達時，相機都會在新影象中找到那些相同的特徵
4. 它計算差異："這個零件向左偏移 5 個畫素，向上偏移 2 個畫素，傾斜 1.2 度"
5. 它會按照該偏移量精確移動所有檢測框

這就像玩一個匹配遊戲。相機會找到您展示給它的特徵，並將它們用作錨點。

對齊的黃金法則

在零件上儘可能遠地放置 2-3 個小的模板區域

這一條法則將決定您的對齊是完美執行還是令人沮喪地抖動。原因如下：

這樣想： 想象您正在判斷牆上的相框是否歪斜。

• 如果您只看一個角，您可能以為它是正的，但實際上它是傾斜的
• 如果您看兩個對角（左上和右下），您可以立即判斷它是否歪斜，以及歪斜的程度

同樣的原理適用於對齊器。如果只在零件的一側放置一個區域，0.5 度的微小測量誤差仍然是 0.5 度。但如果在對立兩側放置兩個區域，同樣的誤差平均下來約為 0.05 度，精度提高十倍。

關鍵：不要對齊到什麼

這是對齊失敗的首要原因。在您操作對齊器介面之前，請牢記這兩條規則。

1. 切勿對齊到缺陷

缺陷是不可預測的。劃痕、凹痕或缺失的螺釘在每個零件上可能看起來完全不同，或者根本不存在。

如果您讓相機將劃痕作為錨點，那麼當一個完好無缺、沒有劃痕的零件下線時，對齊將完全失敗。相機將不知道把檢測框放在哪裡，系統將會崩潰。

規則

使用對齊器透過始終存在的特徵（剛性邊緣、機加工角、鑽孔）來找到零件。然後使用檢測框來查詢不可預測的缺陷。對齊器負責找到零件。檢測框負責找出問題。

2. 切勿對齊到可移動部件或標籤

如果您對齊到可以獨立於主物體移動的東西，例如鬆散的電線、紙板翻蓋或條形碼貼紙，您會不小心讓相機將所有檢測框都移到錯誤的位置。

示例： 假設您將對齊器錨定到條形碼貼紙上。在下一個零件上，工人不小心將該貼紙放置到了左側半英寸處。相機看到貼紙移動了，就以為整個零件向左移動了半英寸。它會相應地移動所有檢測框。但實際的金屬零件並未移動，只是貼紙移動了。現在您所有的檢測框都看錯了位置，導致全面的誤報失敗。

規則

只錨定到永久固定在零件剛性本體上的特徵：機加工邊緣、模製角、鑽孔、PCB 輪廓。切勿錨定到標籤、貼紙、電線、翻蓋或任何人工可能意外重新定位的東西。

快速總結：對齊什麼 vs. 避免什麼

對齊到（永久性、剛性特徵）	切勿對齊到（可變或可移動的）
機加工邊緣	劃痕、凹痕或缺陷
鑽孔	條形碼貼紙或標籤
PCB 輪廓	鬆散的電線或電纜
模製角或特徵	紙板翻蓋或包裝
衝壓金屬邊緣	膠帶、粘合劑或標記
鑄造或鍛造的幾何結構	任何人工可能重新定位的特徵

對齊器介面

以下是對齊器設定介面的樣子。您將看到模板影象，上面帶有彩色邊緣高亮顯示，表明對齊器正在使用哪些參考特徵：

分步設定

1. 捕獲模板影象

將合格的、無缺陷的零件放置在相機的視野內。該零件將成為後續每個零件的參考基準。

• 零件應有良好的光照，邊緣清晰
• 確保零件乾淨，無雜物或異常標記
• 按照生產中通常出現的方式擺放

點選 Capture Template Image。

2. 新增模板區域

點選 + Rectangle（或 + Circle）建立模板區域。您需要放置 2-3 個這樣的區域。

應該對齊的特徵（永遠不會變化的特徵）：

• 加工邊緣
• 鑽孔
• PCB 輪廓
• 模製特徵
• 衝壓邊角

不應對齊的特徵：

• 有紋理或可變的表面
• 可能出現缺陷的區域
• 產生眩光的反光點
• 並非每張影象中都可見的微小細節
• 可能會移動的標籤或標記

3. 理解邊緣高亮

當您放置模板區域時，會看到彩色高亮顯示：

• 綠色高亮 = 檢測到牢固、可用的邊緣。這是您希望看到的。
• 紅色高亮 = 邊緣不足。請將區域移至具有更清晰邊緣的特徵上。
• 紅點 = 對齊參考點（所有檢測區域的中心）。

4. 使用 Ignore 工具清理噪聲邊緣

大多數人都會忽略這一步，但它能帶來巨大的改進。

點選 Ignore Template Region，並塗抹掉所有您不希望對齊器使用的邊緣。需要移除：

• 隨機的背景紋理
• 眩光或反射
• 表面噪聲
• 來自雜物或標籤的邊緣
• 任何可能在不同零件之間變化的邊緣

5. 調整靈敏度

靈敏度滑塊控制對齊器在模板區域內檢測邊緣的激程序度。靈敏度越高，檢測到的邊緣越多，包括微弱或模糊的邊緣；靈敏度越低，則僅保留最強的邊緣。

實用原則：將靈敏度設定為能在模板區域內產生穩定綠色高亮的最低值。從低開始，只有當特徵仍顯示紅色（檢測到的邊緣不足）時才提高靈敏度。

• 太低 → 模板區域保持紅色；對齊器沒有足夠的特徵來進行可靠匹配
• 太高 → 綠色會擴散到背景紋理和表面噪聲；對齊器可能會鎖定到無關特徵併產生抖動

高靈敏度 + 積極清理 = 最佳效果

如果您需要更多邊緣，請提高靈敏度滑塊。但靈敏度越高，越需要回到步驟 4 並使用 Ignore 工具塗抹掉新出現的噪聲。可以把它想象成先撒下一張大網，然後仔細挑選出只有好的魚。

6. 設定旋轉範圍

此項控制對齊器將搜尋的旋轉量：

• ±180°：查詢任意旋轉角度的零件（完整 360°）。適用於大多數應用。
• ±5-20°：僅當零件大致處於預期方向時才匹配
• ±0°：僅精確角度匹配

使用旋轉作為質量門檻

如果您設定了 ±5° 這樣的狹窄範圍，而進來的零件旋轉了 10°，對齊器將不會匹配它，您可以將此失敗作為剔除訊號。便於捕捉方向不正確的零件。

7. 設定置信度閾值

對齊器需要有多大把握確定找到了正確的匹配：

• 範圍： 0.0 至 1.0（百分比越低 = 匹配越嚴格）
• 推薦值： 0.6 至 0.9
• 過高 → 可能漏掉有效零件。過低 → 可能匹配錯誤特徵。

8. 啟用 Scale Invariant（如果需要）

如果您的零件距離相機可能有 ±10% 的遠近變化（例如傳送帶上的高度變化），則啟用此項。否則，請保持關閉以獲得最大速度。

9. 儲存並測試

這是最重要的一步。請勿跳過測試。

1. 點選 Save。這將訓練並部署對齊器。
2. 點選 Live Preview Mode
3. 移動零件：左、右、上、下
4. 在預期範圍內旋轉它
5. 將其放在畫面的角落
6. 嘗試不同的有效零件
7. 嘗試讓它失敗。 找出它失敗的位置。

如果對齊無法可靠跟蹤，現在就修復它。如果您繼續下一步，花時間設定檢測區域並訓練 AI，然後才發現對齊不可靠，您將不得不返回並重做所有工作。這就是瀑布效應。

2D 限制（重要須知）

對齊器僅在 2D 中工作：即相機所看到的平面。它可以處理：

• 左/右移動
• 上/下移動
• 旋轉（在平面上轉動）
• 輕微的尺寸變化（如果啟用 Scale Invariant）

它不處理：

• 翹曲或彎曲的零件
• 朝向或遠離相機傾斜的零件
• 任何 3D 變化

如果您的零件具有 3D 變化（一側比另一側更靠近相機），請完全跳過對齊器，改用具有位置不變訓練的 segmenter。（Segmenter 需要 OV20i 或 OV80i；OV10i 僅支援 classifier。）

何時跳過對齊器

您仍然需要捕獲模板影象（系統要求），但在以下情況下可以切換 Skip Aligner：

• 您的零件位於精密夾具中，移動小於 1-2 畫素
• 您使用的機械定位可保證精確定位
• 您使用的 segmenter 不需要位置跟蹤（僅限 OV20i/OV80i）

快速參考

設定	推薦值	何時調整...
模板區域	2-3 個，儘可能分散	對齊抖動 → 增加區域，將它們分散開
靈敏度	能讓您的特徵呈現穩定綠色的最低值	邊緣不足（紅色）→ 提高，然後清理噪聲
旋轉範圍	大多數應用使用 ±180°	零件以已知方向進入 → 縮小範圍
置信度	0.6-0.9	匹配錯誤 → 提高。漏掉有效零件 → 降低
Scale invariant	除非需要，否則關閉	零件與相機距離變化 → 啟用

對齊故障排除

常見對齊問題與解決方法

問題	可能原因	解決方法
ROI 不隨零件移動	Skip Aligner 已啟用，或沒有模板區域	禁用 skip；新增模板區域
對齊來回抖動	只有單個區域，或區域彼此過於接近	在相對兩側相距較遠處新增 2-3 個區域
置信度始終接近 0%	區域內無可用邊緣	將區域移至具有強烈、清晰邊緣的特徵處
匹配到錯誤的物件	特徵不夠獨特，閾值過低	選擇更具辨識度的特徵；提高置信度閾值
某些零件有效，其他零件失敗	區域放置在零件間存在差異的特徵上	將區域移至通用特徵（加工邊緣、孔洞）

對齊檢查清單

在繼續之前，請確認：

• 模板影象採集自狀態良好、無缺陷的零件
• 2-3 個模板區域放置於強烈且穩定的特徵上
• 區域在零件上儘可能分散
• 使用 Ignore 工具清除了噪聲邊緣
• 靈敏度調至足夠低以避免噪聲，同時足夠高使特徵呈現穩定的綠色
• 已設定旋轉範圍和置信度閾值
• 已測試 Live Preview；對齊在所有位置均能跟蹤零件

對齊效果良好？前往 第 3 步：檢測區域。