使用對齊工具

OV10i 注意

OV10i 僅支援 分類 模型。本頁面提到的分割功能在 OV20i 和 OV80i 相機上可用。

對齊工具是 OV10i 上最強大的功能之一。它使用基於邊緣的模板匹配來跟蹤您的零件在捕獲之間的移動、旋轉或位移。當正確配置時，您的興趣區域（ROIs）會動態跟隨零件，因此每次檢查都能精確裁剪到正確的區域，無論零件的呈現方式如何。本指南將帶您瞭解對齊工具的每個功能，解釋每個設定的作用，並分享專家提示，幫助您節省數小時的故障排除時間。

注意

OV10i 相機設定遵循 嚴格的瀑布流程。對齊工具位於第 2 步——在影象設定之後和 ROI 配置之前。如果您更改了對齊工具上游的任何內容（鏡頭、照明、鏡頭畸變校正、相機位置），您必須重新捕獲模板影象並重新進行對齊。跳過此步驟將導致下游出現微妙且難以診斷的故障。

對齊工具的實際功能

每次相機捕獲影象時，對齊工具會在任何 AI 檢查發生之前執行。它：

1. 掃描新影象，尋找與您定義的模板匹配的邊緣模式
2. 計算偏移量——零件在 X、Y、旋轉方向上的移動距離，以及可選的縮放
3. 移動所有 ROIs 以匹配檢測到的零件位置
4. 報告置信度分數，指示它對匹配的確定程度

如果置信度分數低於您的閾值，對齊工具會報告失敗——您可以選擇跳過檢查或將捕獲標記為拒絕。

結果是：您可以使用 更小、更緊湊的 ROIs，因為它們不需要大安全邊際來考慮零件移動。更小的 ROIs 意味著更好的訊雜比，這意味著 AI 需要更少的訓練資料併產生更準確的結果。

備註

對齊工具是 僅限 2D 的——它在與相機正交的平面內工作。它處理平移（X/Y 移動）、旋轉和小幅縮放變化（±10%）。它 不 處理變形的零件、彎曲的零件或 3D 透視變換。如果您的零件有顯著的 3D 變化，請跳過對齊工具，改用具有位置不變特性的分割器。

先決條件

在配置對齊工具之前，請確保您已完成：

• 物理影象設定——穩定的安裝、正確的鏡頭、均勻的照明
• 鏡頭畸變校正——在捕獲模板之前在影象設定中進行設定
• 良好構圖的零件——零件應儘可能填滿畫面，以最大化畫素解析度

對齊工具頁面概覽

在 配方編輯器 中開啟您的配方，並在左側導航選單中點選 "模板影象和對齊"。

該頁面有兩個主要區域：

• 左側：影象預覽——顯示您的模板影象，上面繪製了模板區域。邊緣高亮顯示在區域內（綠色 = 檢測到良好邊緣，紅色 = 邊緣不足）。
• 右側：設定面板——包含所有控制元件：跳過對齊器切換、模板區域工具、旋轉範圍、靈敏度、置信度閾值、縮放不變和儲存按鈕。

在頂部，您將看到 重新捕獲模板影象 按鈕以重新拍攝您的模板，以及 快照（快照模式）和 實時（實時預覽模式）的切換按鈕。

步驟 1：捕獲模板影象

模板影象是對齊器用來查詢您的部件的參考照片。將一個 良好示例部件 放置在相機的視野中，然後點選 重新捕獲模板影象。

您的模板部件應當是：

• 光線充足，邊緣清晰、銳利 — 均勻的照明，沒有強烈的陰影
• 乾淨，表面沒有碎屑、油汙或汙染物
• 具有代表性，是正常的、無缺陷的部件
• 定位 在生產過程中部件通常出現的大致位置

警告

請勿使用缺陷部件作為模板。對齊器會匹配此影象的邊緣模式，因此模板部件上的任何異常都會成為系統期望在每個部件上看到的模式的一部分。

捕獲後，預覽窗格將從實時相機切換到靜態模板影象。您將基於此模板影象定義您的區域。

步驟 2：新增模板區域

模板區域告訴對齊器 在哪裡 查詢模板影象上的邊緣模式。您正在繪製框（或圓）圍繞對齊器將用作錨點的獨特特徵。

新增區域

在模板區域面板中點選 + 矩形 或 + 圓形 建立一個新區域。

放置後，您可以：

• 點選並拖動 區域以重新定位
• 拖動角手柄 以調整大小
• 點選區域 以訪問旋轉、調整大小或刪除選項

什麼是良好的模板區域

選擇邊緣時應考慮：

• 簡單 — 清晰、定義明確的過渡（角落、孔、加工邊緣）
• 獨特 — 足夠獨特，以至於模式不會與隨機背景特徵匹配
• 一致 — 在每個透過的部件上都存在且相同
• 穩定 — 不在容易出現缺陷、汙染或磨損的區域

避免在以下位置放置區域：

• 紋理或粗糙表面（噪聲過多）
• 反射或光亮區域（在不同光照角度下不一致）
• 可能在缺陷部件上損壞或缺失的特徵
• 可能被碎屑遮擋的非常小的細節

黃金法則：小且遠離

提示

在部件上儘可能遠離地放置 2–3 個小模板區域 — 例如，一個在左上角，另一個在右下角。這是確保穩定對齊的最重要提示。單個區域在一側會產生角度抖動（對齊“搖晃” 0.5° 或更多）。兩個位於對側的區域可以平均化此誤差，將抖動減少一個 數量級（降至 ~0.05°）。

您不需要大型區域。捕獲一個銳利角落的小矩形或幾個乾淨孔要比包含噪聲背景的大型區域好得多。

步驟 3：理解邊緣高亮和紅點

一旦您放置了模板區域，對齊器會立即分析其中的邊緣。您會看到影象上疊加的彩色高亮：

綠色高亮

綠色輪廓圍繞特徵，意味著對齊器在該區域檢測到了強大且可用的邊緣。這些是系統將用於查詢和跟蹤您的部件的模式。您在一致且穩定的特徵上看到的綠色越多，您的對齊效果就會越好。

紅點

您在模板區域中心（或影象中心附近）看到的小紅點是對齊參考點——也稱為錨點或對齊中心。這是對齊器用於計算位置和旋轉偏移的數學中心。

當對齊器在新影象中找到您的部件時，它會計算部件檢測到的位置相對於這個紅點的偏移量。所有ROI位置隨後都會根據相同的偏移量進行調整。可以將紅點視為整個對齊變換的“支點”。

備註

您無需手動調整紅點。它是根據您的模板區域自動計算的。在部件上分佈多個模板區域可以為系統提供更穩定和準確的參考點。

紅色高亮（問題指示器）

如果整個模板區域顯示紅色高亮而不是綠色，這意味著對齊器在該區域找不到足夠的可用邊緣。這是一個問題——這意味著該區域未能對對齊做出貢獻。要解決此問題：

1. 增加靈敏度滑塊（見步驟5）
2. 移動區域到邊緣更銳利、更清晰的區域
3. 改善照明以增加部件特徵的對比度
4. 檢查相機焦距——模糊的邊緣無法可靠檢測

第4步：使用忽略模板區域工具清理噪聲

即使是放置良好的區域也可能會拾取不必要的邊緣——反射、紋理、碎片或背景圖案。忽略模板區域工具允許您在這些噪聲區域上塗抹，以將其從對齊模式中刪除。

1. 在模板區域面板中單擊忽略模板區域
2. 啟動畫筆工具——在您想要移除的任何邊緣上塗抹
3. 塗抹的區域變成一個遮罩，永久排除這些邊緣在對齊模式中

這為什麼重要

忽略工具是對齊器配置中最被忽視且最重要的步驟之一。原因如下：您模板中的每個不必要的邊緣都是對齊器試圖匹配的噪聲。如果下一個部件上沒有這種噪聲（因為它是反射或隨機劃痕），對齊器的信心會下降，或者更糟糕的是，它匹配到錯誤的位置。

提示

使用高靈敏度 + 激進清理策略：將靈敏度滑塊調高以檢測更多邊緣，然後無情地使用忽略工具刪除每一個不是乾淨、可重複的部件特徵的邊緣。這將使您獲得兩全其美——您捕捉到微妙但重要的邊緣，同時過濾掉所有噪聲。

常見的忽略內容：

• 光亮點或眩光反射
• 部件周圍可見的背景紋理
• 部件本身的表面紋理（拉絲金屬、模具圖案）
• 來自碎片、油漬或汙染的邊緣
• 來自標籤、貼紙或在部件之間變化的標記的邊緣

第 5 步：調整靈敏度

靈敏度滑塊控制邊緣檢測演算法的激程序度。較高的值可以檢測到更多的邊緣（包括微妙的邊緣）；較低的值僅能捕捉到最強、最明顯的邊緣。

如何找到合適的設定：

1. 從預設靈敏度開始
2. 如果您的模板區域顯示紅色高亮（邊緣不足），請提高靈敏度
3. 如果您在紋理和無關特徵上看到過多的綠色噪聲，請降低靈敏度
4. 理想的設定是最低靈敏度仍能在您關心的特徵上提供可靠的綠色高亮

備註

較高的靈敏度並不總是更好。更多的邊緣意味著更多的噪聲潛力。最佳方法是：提高靈敏度以捕捉所需的邊緣，然後使用忽略工具去除不需要的部分。這將為您提供一個乾淨、可靠的模式。

第 6 步：設定旋轉範圍

旋轉範圍定義了對齊器在搜尋零件時可以容忍的旋轉變化量。

• +/- 180 度 — 在任何旋轉下找到零件（最大靈活性）。在傳送帶或機器人抓取和放置系統上使用此設定，因為其方向不可預測。
• +/- 5–20 度 — 對於大致定位但可能有小旋轉變化的零件。常見於具有一定間隙的夾具設定。
• +/- 0 度 — 僅匹配與模板完全相同角度的零件。處理速度最快。

提示

將旋轉範圍作為質量門控。 如果您將範圍設定為 ±10°，而一個零件以 15° 旋轉到達，對齊器將無法找到它——您可以將該失敗作為拒絕訊號。這是在 AI 執行之前捕捉錯誤呈現零件的強大方法。

警告

一個常見錯誤是將預設旋轉範圍保持在 ±20°，而零件實際上可以以任何角度到達。如果您的零件可以自由旋轉（例如，在振動碗送料器或沒有導軌的傳送帶上），請將其設定為**±180°**。否則，對齊器將在任何旋轉超過 ±20° 的零件上失敗，您將花費數小時除錯看似隨機的對齊失敗。

處理速度權衡： 較寬的旋轉範圍意味著對齊器必須搜尋更多的方向，這需要更長時間。對於高速檢測，請使用覆蓋您實際零件變化的最窄範圍。

第 7 步：設定置信度閾值

置信度閾值是對齊器在接受檢測為有效之前所需的最小匹配質量。

• 範圍： 0.0 到 1.0（較低的百分比 = 更嚴格的匹配，1% 表示完全匹配）
• 推薦： 對於大多數應用，設定為 0.6 – 0.9

置信度的工作原理：

對齊器計算模板中的邊緣模式與新影象中找到的邊緣之間的相關性得分。該得分考慮了模式相似性、空間精度和邊緣質量。如果得分超過您的閾值，則接受對齊。如果沒有，則標記為失敗。

調優指南：

症狀	操作
對齊器匹配錯誤的物體或背景	提高 閾值（嘗試 0.85–0.95）
有效零件未被檢測到	降低 閾值（嘗試 0.60–0.70）
大多數零件對齊正常，但少數失敗	檢查失敗的零件是否有被遮擋的特徵，然後進行調整

第 8 步：啟用尺度不變（在需要時）

尺度不變切換開關允許對齊器檢測到與模板相比稍大或稍小的零件——處理**±10% 尺寸變化**。這補償了零件與相機之間的距離稍近或稍遠。

在以下情況下啟用尺度不變：

• 零件在可能高低不一的輸送帶上
• 零件由不保證精確 Z 高度的機器人呈現
• 你的夾具在垂直軸上有間隙
• 零件厚度變化並影響影象中的表觀尺寸

在以下情況下保持禁用：

• 零件與相機之間的距離一致
• 你希望獲得最大的對齊速度（尺度搜尋會增加處理時間）
• 尺寸變化實際上會指示問題（錯誤的零件）

第 9 步：儲存並使用實時預覽進行測試

配置好模板區域和設定後：

1. 點選設定面板底部的儲存。這將訓練並部署對齊器模型。
2. 切換實時預覽模式（頁面頂部的“實時”按鈕）。
3. 預覽窗格從靜態模板切換到實時相機畫面，實時應用對齊。

驗證檢查表

在實時預覽啟用的情況下，進行實際對齊測試：

• 將零件向左、向右、向上、向下移動——ROI 應該平滑跟隨
• 在指定範圍內旋轉零件——ROI 應該隨之旋轉
• 嘗試範圍的邊緣——在 ±最大旋轉時會發生什麼？
• 呈現不同（但有效）的零件——對齊仍然有效嗎？
• 嘗試破壞它——將零件放置在極端位置，部分遮擋特徵，在模板區域附近新增雜物

注意

在繼續之前，務必嘗試破壞對齊。 如果對齊不穩定，它將在生產中不可預測地失敗。花 2-3 分鐘積極嘗試導致失敗。如果它能經受住你的測試，就準備好投入生產。如果不能，現在就修復——不要繼續進行 ROI 配置和 AI 訓練，否則當對齊問題後續出現時，你將不得不重新做所有工作（瀑布效應）。

提示與技巧

對齊到永不改變的邊緣

最常見的對齊器錯誤是將模板區域放置在零件之間變化的特徵上。即使是微小的差異——略微不同的標籤位置、角度不同的螺釘、變化的焊點——都會降低對齊信心或導致抖動。

最佳對齊特徵：

• 加工邊緣、銑槽、鑽孔
• PCB 板輪廓、安裝孔
• 具有嚴格公差的模製特徵（肋、凸臺）
• 衝壓零件輪廓或鐳射切割邊緣

戰略性使用多個區域

兩個放置得當的區域比五個放置不當的區域更好。理想的設定：

• **區域 1：**零件的左上角（或頂部）——清晰的角落或孔
• **區域 2：**零件的右下角（或底部）——不同的顯著特徵

這種三角測量為對齊器提供了位置和旋轉資料，最大化基線距離，最小化角度誤差。

當對齊器無法找到零件時

如果對齊持續失敗：

1. 檢查實時預覽中的置信值——它接近你的閾值還是接近零？
2. 如果接近零：你的模板區域沒有可用特徵——重新設計它們
3. 如果接近閾值：稍微降低閾值，或使用忽略工具清理噪聲邊緣
4. 如果在某些零件上有效但在其他零件上無效：變化的零件可能在你的模板區域放置的地方有遮擋或缺失的特徵

速度最佳化

對於毫秒至關重要的高通量應用：

• 使用 2 個區域（而不是 4 個以上）並確保邊緣乾淨
• 設定覆蓋實際變化的 最窄旋轉範圍
• 將 靈敏度設定為最低，以獲得穩定的綠色邊緣
• 如果您的 Z 距離不變，禁用尺度不變性
• 保持模板區域 小 — 較大的區域意味著需要處理更多邊緣

從上游更改中恢復

如果您更改以下任何內容，您 必須 重新進行對齊器設定：

更改內容	需要重新做的事項
鏡頭畸變校正	重新捕獲模板，重新做所有區域
相機鏡頭或焦距	重新捕獲模板，重新做所有區域
相機安裝位置	重新捕獲模板，可能需要重新做區域
照明配置	重新捕獲模板，驗證邊緣是否仍然被檢測
影象曝光/增益設定	重新捕獲模板，驗證邊緣是否仍然被檢測

何時跳過對齊器

並非每個應用都需要對齊。禁用對齊器（勾選“跳過對齊器”）當：

• 部件處於 精密夾具 中，保證位置在 1–2 畫素內
• 部件 機械對準，沒有間隙
• 您需要 最大處理速度，且位置變化可以忽略
• 您正在使用具有位置不變特性的 分割器 處理 3D 部件變化

當跳過對齊器時，ROI 保持在模板影象的固定位置。系統完全跳過對齊計算，這樣更快，但要求部件呈現完全一致。

快速參考：對齊器設定

設定	目的	推薦範圍	何時調整
靈敏度	邊緣檢測的激程序度	給出綠色邊緣的最低值	區域內出現紅色高亮 → 增加
旋轉範圍	最大旋轉公差（±度）	匹配您的實際部件變化	部件以意外角度到達
置信度閾值	有效對齊的最低匹配質量	0.6 – 0.9	錯誤匹配 → 增加；漏檢部件 → 減少
尺度不變性	允許 ±10% 的尺寸變化	僅在 Z 距離變化時啟用	部件在不同相機距離時

故障排除快速參考

問題	可能原因	解決方法
ROI 完全不移動	啟用了跳過對齊器，或沒有模板區域	禁用跳過對齊器；新增模板區域
置信度始終接近 0%	模板區域沒有可用的邊緣	將區域移動到具有強大、乾淨邊緣的區域
對齊抖動/晃動	單個區域或區域放置得太近	在部件的對面新增遠離的區域
匹配錯誤的物件	圖案不夠獨特，閾值太低	新增更多具有獨特特徵的區域；增加閾值
在某些部件上工作，在其他部件上失敗	模板區域位於可變特徵上	將區域移動到所有部件上都存在的特徵
對齊速度慢	區域過多，旋轉範圍寬，尺度不變性開啟	減少到 2 個區域，縮小旋轉範圍，禁用不必要的尺度

---

相關文章：

• 模板影象與對齊理論
• 對齊器故障排除指南
• 成像設定操作指南
• 檢查設定嚮導
• 成像設定基礎