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。一旦理解了它，一切都豁然開朗。讓我們簡單地解釋一下。

實際效果演示

閱讀之前先體驗一下模擬器。關閉對齊器，然後移動滑塊以平移和旋轉部件。橙色 ROI 顯示跟蹤部件的感興趣區域 (ROI)，當對齊器無法繼續跟蹤時，綠色框會變紅。

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（以及為什麼需要它）

想象一下您正在檢查電路板上的螺絲。您在每個螺絲位置周圍畫了一個小框。但是當下一塊板進來時略微向左偏移了怎麼辦？或者旋轉了一度？您的框現在看錯了位置。

對齊器解決了這個問題。 它檢視每張新影象，找出部件移動到的位置，並將您所有的檢測框移動到相應位置。這就像有一個助手說："板子向左移動了 3 畫素，旋轉了 0.5 度，所以讓我相應地移動所有的框。"

這為什麼強大： 當您的檢測框可以隨部件一起移動時，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

對齊器不僅僅是錦上添花。它是決定整個檢測準確性的連鎖反應中的第一張多米諾骨牌。下面是流程：

對齊 → 更小的 ROI → 所需訓練資料更少 → AI 更準確

每一步都依賴於前一步：

1. 良好的對齊意味著您的檢測框能夠精確跟蹤部件，即使它在傳送帶上發生平移或旋轉。
2. 精確跟蹤意味著您可以繪製更小的檢測框 (ROI)。您不需要新增額外的填充來應對部件移動。
3. 更小的 ROI 意味著 AI 看到的是僅包含您關心的特徵（螺絲、聯結器、焊點）的緊湊裁剪檢視，而不是一片無關的背景。
4. 背景干擾更少意味著 AI 學習時需要更少的訓練影象，並且在生產中犯更少的錯誤。

這是大多數人忽略的概念

對齊器不檢測任何東西。它不判斷透過或失敗。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。這些框內的 AI 執行實際的判斷。但如果框的位置不對，所有這些都無法工作。

可以把它看作一條鏈：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. 您拍一張"參考照片"（模板影象）展示一個完美的部件
2. 您指出該照片上的特定特徵（角點、邊緣、孔洞），這些特徵在每個部件上看起來都相同
3. 每次有新部件到達時，相機會在新影象中找到這些相同的特徵
4. 它計算差異："這個部件向左偏移了 5 畫素，向上偏移了 2 畫素，傾斜了 1.2 度"
5. 它將您所有的檢測框精確地按該量移動

這就像玩配對遊戲。相機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 個小型模板區域

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：

這樣理解： 想象一下您正在判斷牆上的相框是否歪斜。

• 如果您只看一個角，您可能會認為它是直的，而實際上它是傾斜的
• 如果您檢視兩個對角（左上角和右下角），您可以立即判斷它是否歪斜，以及歪斜的精確程度

同樣的原理也適用於對齊器。如果只在零件一側放置一個區域，0.5 度的微小測量誤差仍然是 0.5 度。但如果在兩側分別放置一個區域，相同的誤差經過平均後約為 0.05 度，精度提高了十倍。

關鍵：不要對齊什麼

這是對齊失敗的首要原因。在您接觸對齊器介面之前，請牢記以下兩條規則。

1. 永遠不要對齊缺陷

缺陷是不可預測的。劃痕、凹痕或缺失的螺絲可能在每個零件上看起來都完全不同，或者根本不存在。

如果您讓相機使用劃痕作為其錨點，那麼當一個完好無損、沒有劃痕的零件出現在生產線上時，對齊將完全失敗。相機將不知道在何處放置您的檢測框，整個系統將崩潰。

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）來定位零件。然後使用檢測框來查詢不可預測的缺陷。對齊器負責定位零件。檢測框負責發現問題。

2. 永遠不要對齊運動部件或標籤

如果您對齊的物件可以獨立於主物體移動，例如鬆散的電線、紙板翻蓋或條形碼貼紙，您將意外地誤導相機將所有檢測框移到錯誤的位置。

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，一名工人不小心將貼紙放到了左側半英寸處。相機看到貼紙移動，便認為整個零件向左移動了半英寸。它會移動所有檢測框以進行補償。但實際的金屬零件並沒有移動，只是貼紙移動了。現在您所有的檢測框都在檢視錯誤的位置，導致全面誤判失敗。

規則

只錨定到永久固定在零件剛性主體上的特徵：機加工邊緣、模製角、鑽孔、PCB 輪廓。切勿錨定到標籤、貼紙、電線、翻蓋或任何人為可能意外重新放置的東西上。

快速總結：對齊物件與避免物件

對齊物件（永久性、剛性特徵）	切勿對齊的物件（可變或可移動）
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
鑄造或鍛造幾何形狀	任何人為可能重新放置的特徵

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，帶有彩色邊緣高亮顯示，標示出對齊器正在使用的參考特徵：

分步設定

1. 捕獲模板影象

將良好、無缺陷的零件放置在相機的視野中。該零件將成為未來每個零件比較的參考。

• 零件應光照良好，邊緣清晰
• 確保它乾淨，沒有碎屑或異常標記
• 按其在生產中通常出現的方式放置

點選 Capture Template Image。

2. 新增模板區域

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

應該對齊到的特徵（永不改變的特徵）：

• 加工邊緣
• 鑽孔
• PCB 輪廓
• 模製特徵
• 衝壓拐角

不應對齊到的特徵：

• 紋理或可變表面
• 可能出現缺陷的區域
• 產生眩光的反光點
• 在每張影象中可能不可見的微小細節
• 可能移動的標籤或標記

3. 理解邊緣高亮

當您放置模板區域時，您將看到彩色高亮：

• 綠色高亮 = 檢測到強而可用的邊緣。這是您想要的。
• 紅色高亮 = 邊緣不足。將區域移動到具有更清晰邊緣的特徵處。
• 紅點 = 對齊參考點（所有感興趣區域 (ROI) 的中心）。

4. 使用 Ignore 工具清理嘈雜的邊緣

這一步被大多數人忽視，但它會帶來巨大的差異。

點選 Ignore Template Region 並塗抹掉所有不希望對齊器使用的邊緣。刪除：

• 隨機背景紋理
• 眩光或反射
• 表面噪聲
• 來自碎屑或標籤的邊緣
• 在零件之間可能變化的任何邊緣

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積極程度。較高的靈敏度會拾取更多邊緣，包括微弱或模糊的邊緣；較低的靈敏度只保留最強的邊緣。

實用規則：將靈敏度設定為能夠在模板區域上產生穩定綠色高亮的最低值。從低開始，僅當特徵仍顯示紅色（檢測到的邊緣不足）時才提高它。

• 過低 → 模板區域保持紅色；對齊器沒有足夠的特徵來可靠匹配
• 過高 → 綠色蔓延到背景紋理和表面噪聲上；對齊器可能鎖定到無關特徵併產生抖動

高靈敏度 + 積極清理 = 最佳結果

如果您需要更多邊緣，請增加靈敏度滑塊。但是您增加靈敏度越多，回到第 4 步並使用 Ignore 工具塗抹掉新的噪聲就越重要。將其視為撒一張大網，然後仔細挑選出好魚。

6. 設定旋轉範圍

此設定控制對齊器搜尋的旋轉幅度：

• ±180°：在任意旋轉角度下查詢零件（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

將旋轉作為質量關卡

如果設定了像 ±5° 這樣的窄範圍，而進入的零件旋轉了 10°，對齊器將不會匹配它，您可以將這種失敗用作剔除訊號。這對於捕捉未正確定向的零件非常有用。

7. 設定置信度閾值

對齊器需要多大的置信度來確認找到了正確的匹配：

• 範圍： 0.0 到 1.0（百分比越低 = 匹配越嚴格）
• 推薦： 0.6 到 0.9
• 過高 → 可能漏檢有效零件。過低 → 可能匹配錯誤的特徵。

8. 啟用尺度不變（如有必要）

如果您的零件距相機的距離可能會有 ±10% 的變化（例如傳送帶上的高度變化），請啟用此選項。否則，關閉以獲得最快的速度。

9. 儲存並測試

這是最重要的一步。請勿跳過測試。

1. 點選 儲存。這將訓練並部署對齊器。
2. 點選 實時預覽模式
3. 移動零件：左、右、上、下
4. 在預期範圍內旋轉零件
5. 將其放在畫面的各個角落
6. 嘗試不同的有效零件
7. **嘗試讓它失敗。**找出會失敗的位置。

如果對齊無法可靠跟蹤，請立即修復。如果您繼續進行下一步並花時間設定感興趣區域 (ROI) 和訓練 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。這就是瀑布式開發的弊端。

2D 限制（務必瞭解）

對齊器僅在 2D 中工作：即相機看到的平面。它可處理：

• 左/右移動
• 上/下移動
• 旋轉（在平面上旋轉）
• 輕微的尺寸變化（如果啟用了尺度不變）

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

如果您的零件存在 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分割器。

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，移動幅度小於 1-2 畫素
• 您使用的是機械定位，可保證精確定位
• 您使用的分割器不需要位置跟蹤

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，並分散佈置
靈敏度	在您的特徵上能顯示穩定綠色的最低值	邊緣不足（紅色）→ 提高靈敏度，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	錯誤匹配 → 提高。漏檢有效零件 → 降低
尺度不變	除非需要否則關閉	零件距相機的距離不同 → 啟用

對齊故障排除

常見對齊問題及解決方法

問題	可能原因	解決方法
ROI 不隨零件移動	已啟用跳過對齊器，或沒有模板區域	禁用跳過；新增模板區域
對齊來回抖動	單一區域，或區域之間距離過近	在相對的兩側新增 2-3 個相距較遠的區域
置信度始終接近 0%	區域內沒有可用的邊緣	將區域移至具有強烈、清晰邊緣的特徵
匹配到錯誤物件	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
部分零件可用，其他失敗	區域放置在零件之間會變化的特徵上	將區域移至通用特徵（如機加工邊緣、孔位）

對齊檢查清單

繼續之前，請確認：

• 模板影象採集自良好的、無缺陷的零件
• 在強烈、穩定的特徵上放置了 2-3 個模板區域
• 區域在零件上儘可能分散佈置
• 已使用 Ignore 工具清除噪點邊緣
• 靈敏度調整到足夠低以避免噪聲，足夠高以使特徵顯示為穩定的綠色
• 已設定旋轉範圍和置信度閾值
• 已測試實時預覽；對齊能在所有位置跟蹤零件

對齊效果良好？前往第 3 步：感興趣區域 (ROI)。