3Dマッチングと分類(マルチモデル)

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機能

複数の点群モデルを使用してシーン内の対象物をマッチングし、対象物の把持位置姿勢と分類ラベルを出力します。

使用シーン

通常、シーン内の単一対象物のマッチングと分類に使用されます。シーン内に複数の対象物がある場合、まずは点群クラスタリングまたはディープラーニングにより複数の対象物を分割し、このステップを使用してマッチングと分類を行います。

入力と出力

対象物の点群を入力した後、このステップは入力点群と同じ数で対象物の位置姿勢を出力します。

1つの対象物の点群を入力する場合を例にすると、ステップの入力と出力は以下のようになります。

入力

入力ポート データ型 説明

点群(法線ベクトル付き)

PointCloud/XYZ-Normal[]

このポートに入力される点群リストはマッチングに使用されます。

出力

出力ポート データ型 説明

対象物の位置姿勢

Pose[]

マッチング後の対象物の位置姿勢。

対象物の点群(法線ベクトル付き)

PointCloud/XYZNormal[]

対象物の点群。

対象物の分類ラベル

String[]

分類ラベルリスト。

位置姿勢の信頼度

Number[]

位置姿勢に対応する信頼度リスト。

パラメータ説明

パラメータ 説明

パラメータ調整レベル

パラメータ説明:このパラメータは、ステップパラメータの調整レベルを選択するために使用されます。
オプション:基本設定詳細設定
初期値:基本設定

基本設定

モデル設定

パラメータ 説明

ワーク選択

パラメータ説明:このパラメータは、ワークライブラリから設定済みのワークを選択するために使用されます。

調整説明:ワークライブラリ を使用して点群モデルを作成した後、このパラメータの右側にあるドロップダウンボタンをクリックすると、点群モデルファイルを素早く選択・切り替えできます。

  • 選択した点群モデルは同じタイプであることが必要です。サーフェスモデルとエッジモデルを同時に選択することはできません。

  • 点群モデルのサイズは大きすぎないようにし、最大サイズの点群モデルと最小サイズの点群モデルの差は1.5倍以下とすることが推奨されます。そうしないと、マッチング速度に影響を与える可能性があります。点群モデル間のサイズ差が大きい場合は、まず 点群のサイズによって分類 ステップを使用して入力シーンの点群を分類することをお勧めします。

パラメータ 説明

マッチングモード

パラメータ説明:このパラメータは、エッジマッチングとサーフェスマッチングのどちらを使用するかを選択するために使用されます。

オプション:サーフェスマッチング、エッジマッチング

初期値:サーフェスマッチング

調整アドバイス:対象物の表面に明らかな認識可能な特徴がある場合(クランクシャフト、ローター、鉄筋など)、サーフェスマッチングを推奨しています。対象物の表面の特徴を反映した点群モデルを作成する必要があります。対象物が平らで、カメラの下に明確な固定エッジの特徴がある場合(パネル、トラックリンク、コネクティングロッド、ブレーキディスクなど)、エッジマッチングを推奨しています。対象物のエッジ特徴を反映した点群モデルを作成する必要があります。

エッジマッチング を選択した場合は、エッジ抽出後の点群を入力する必要があります。

低精度マッチングの設定

パラメータ 説明

実行モード

パラメータ説明:このパラメータは、低精度マッチングの実行モードを選択するために使用されます。

オプション:高速、標準、高精度、超高精度、カスタム

調整説明:点群モデルの点数が異なるため、マッチング精度と速度は各実行モードで異なります。

サンプリングされた点群モデルの期待点数

パラメータ説明:このパラメータは、サンプリングされた点群モデルの期待点数を設定するために使用されます。

初期値:200

調整説明:このパラメータは、実行モードカスタム に設定された場合に設定する必要があります。

調整アドバイス:実際の状況に応じて設定してくだい。

マッチングや分類の結果が要件を満たしていない場合は、このパラメータを調整し、「サンプリングされた点群モデルの期待点数」を優先的に増やすことを推奨します。

実行モード 点群モデル内の点数 マッチング特徴

高速度

200

速度は速いが、精度は落ちます

標準

300

安定した実行モードです

高精度

400

精度は高いが、速度が遅いです

超高精度

500

最も精度の高いモードです

カスタム

カスタマイズされた点数

カスタマイズされた点数によって異なります

高精度マッチングの設定

パラメータ 説明

実行モード

パラメータ説明:このパラメータは、高精度マッチングの実行モードを選択するために使用されます。
オプション:高速、標準、高精度、超高精度
調整説明:詳細については、上記の「低精度マッチングの設定」の実行モードの説明をご参照ください。

結果検証の設定

パラメータ 説明

信頼度しきい値

マッチング結果の検証スコアがこのしきい値よりも大きい場合、結果は有効であると見なされます。この値が高いほど、結果はより正確になる傾向があります。
初期値:0.300

詳細設定

モデル設定

パラメータ 説明

ワーク選択

パラメータ説明:このパラメータは、ワークライブラリから設定済みのワークを選択するために使用されます。

調整説明:ワークライブラリ を使用して点群モデルを作成した後、このパラメータの右側にあるドロップダウンボタンをクリックすると、点群モデルファイルを素早く選択・切り替えできます。

  • 選択した点群モデルは同じタイプであることが必要です。サーフェスモデルとエッジモデルを同時に選択することはできません。

  • 点群モデルのサイズは大きすぎないようにし、最大サイズの点群モデルと最小サイズの点群モデルの差は1.5倍以下とすることが推奨されます。そうしないと、マッチング速度に影響を与える可能性があります。点群モデル間のサイズ差が大きい場合は、まず 点群のサイズによって分類 ステップを使用して入力シーンの点群を分類することをお勧めします。

低精度マッチングの設定

パラメータ 説明

実行モード

パラメータ説明:このパラメータは、低精度マッチングの実行モードを選択するために使用されます。

オプション:高速、標準、高精度、超高精度、カスタム

調整説明:点群モデルの点数が異なるため、マッチング精度と速度は各実行モードで異なります。

サンプリングされた点群モデルの期待点数

パラメータ説明:このパラメータは、サンプリングされた点群モデルの期待点数を設定するために使用されます。

初期値:200

調整説明:このパラメータは、実行モードカスタム に設定された場合に設定する必要があります。

調整アドバイス:実際の状況に応じて設定してくだい。

マッチングや分類の結果が要件を満たしていない場合は、このパラメータを調整し、「サンプリングされた点群モデルの期待点数」を優先的に増やすことを推奨します。

単一特徴に含むポイントペアの最大数

パラメータ説明:このパラメータは、モデル分析に各特徴に含むポイントペアの最大数を設定するために使用されます。この値が小さいほど実行速度は速くなりますが、マッチング結果の精度は低下します。
初期値:50

実行モード 点群モデル内の点数 マッチング特徴

高速度

200

速度は速いが、精度は落ちます

標準

300

安定した実行モードです

高精度

400

精度は高いが、速度が遅いです

超高精度

500

最も精度の高いモードです

カスタム

カスタマイズされた点数

カスタマイズされた点数によって異なります

投票設定

パラメータ 説明

距離の定量化

パラメータ説明:点間距離を定量化するパラメータです(間隔距離=距離の定量化*サンプリング間隔)。値が大きいほど、マッチング結果の精度が低くなります。
初期値:1.00

角度の定量化

パラメータ説明:点間法線ベクトルの角度を定量化するパラメータです(角度間隔=360°/角度の定量化)。この値が大きいほど、マッチング結果の精度が高くなりますが、点群の品質要件も高くなります。
初期値:60

最大投票率

パラメータ説明:マッチング処理中、各対象物の位置姿勢は対応するスコアを受け取り、位置姿勢のスコアが「投票比率の最大スコアと下最大投票率の積」より高い場合、その位置姿勢は位置姿勢の検証に使用されます。この値が低いほど、正確なマッチング結果が得られる可能性が高くなりますが、実行時間が長くなります。
初期値:0.80

参考点のサンプリングステップサイズ

パラメータ説明:シーン点群内の点を参照点としてサンプリングし、参照される点とポイントペアを形成します。値が大きいほど実行は速くなりますが、精度は低くなります。
初期値:5

参考される点のサンプリングステップサイズ

パラメータ説明:シーン点群内の点を参照される点としてサンプリングし、参照点とポイントペアを形成します。値が大きいほど実行は速くなりますが、精度は低くなります。
初期値:1

位置姿勢検証設定

パラメータ 説明

位置姿勢距離に基づいた非最大抑制を使用

パラメータ説明:チェックを入れると、候補位置姿勢と選択された位置姿勢との間の距離が対象物の直径の0.1倍未満である場合、候補位置姿勢はフィルタリングで除去されます。
初期値:チェックを入れる

ボクセル長さの生成戦略

パラメータ説明:このパラメータは、ボクセル長さの生成方法を選択するために使用されます。
初期値:自動生成
調整アドバイス:このステップを始めて使用する場合、「自動生成」を選択することをお勧めします。

ボクセルの長さ

パラメータ説明:このパラメータは、ピクセルの長さ(ミリメートル単位)を設定するために使用されます。値が大きいほど、マッチング結果の精度が低下します。
初期値:3.000mm

ボクセル長さの最小値

パラメータ説明:このパラメータは、ボクセル長さの最小値(ミリメートル単位)を設定するために使用されます。
初期値:1.000mm

ボクセル長さの最大値

パラメータ説明:このパラメータは、ボクセル長さの最大値(ミリメートル単位)を設定するために使用されます。
初期値:15.000mm

位置姿勢フィルタリング設定

エッジマッチングモードの場合は調整が必要です。

パラメータ 説明

モデルの回転角度による位置姿勢をフィルタリング

パラメータ説明:エッジマッチングモードでは、シーンの点群にマッチングするために点群モデルをある角度だけ回転させる必要がある場合があり、点群モデルの回転角度で位置姿勢が除去されます。モデルの回転角度が「角度差の上限しきい値」を超えると、その位置姿勢は除去されます。
初期値:チェックを入れる

角度差の上限しきい値

パラメータ説明:詳細については、「モデルの回転角度による位置姿勢をフィルタリング」パラメータの説明をご参照ください。

高精度マッチングの設定

パラメータ 説明

偏差補正能力

パラメータ説明:このパラメータは、低精度マッチング結果に対する偏差補正の強さを設定するために使用されます。偏差補正能力が大きいほど、実際の対象物の位置姿勢から大きくずれた大まかな位置を正確な位置姿勢に補正することができます。ただし、偏差補正能力が大きくすると、マッチング精度が低下する可能性がありますのでご注意ください。
オプション:高レベル、中レベル、低レベル
初期値:低レベル

実行モード

パラメータ説明:詳細はについては、上記の 基本設定 をご参照ください。

対称性設定

パラメータ 説明

対称軸

パラメータ説明:対象物の初期位置姿勢を回転させるための対称軸を選択するために使用されます。
オプション:ROTATE_BY_X、ROTATE_BY_Y、ROTATE_BY_Z
初期値:ROTATE_BY_Z

対称角度のステップサイズ

パラメータ説明:このパラメータは、対象物の初期姿勢を「最小回転角度」から「最大回転角度」に変更するために使用されます。範囲は0–360です。単位は度(°)です。
初期値:360.0°
調整説明:「対称角度のステップサイズ」は0より大きくする必要があります。

最小回転角度

パラメータ説明:このパラメータは、「対称角度のステップサイズ」に従った位置姿勢回転の最小回転角度を設定します。単位は度(°)です。
初期値:-180.0°

最大回転角度

パラメータ説明:このパラメータは、「対称角度のステップサイズ」に従った位置姿勢回転の最大回転角度を設定します。単位は度(°)です。
初期値:180.0°

結果検証の設定

サーフェスマッチングモードの場合は調整が必要です。

パラメータ 説明

モデルの可視表面のみを考慮

パラメータ説明:このパラメータにチェックを入れると、モデルの可視部分のみがマッチングされ、マッチングスコアの計算が容易になり、より合理的なマッチング信頼度が得られます。
初期値:チェックを入れない
調整アドバイス:対象物の点群モデルがカメラの固定視野で見えない部分がある場合(完全な円柱状の対象物の点群モデルなど)、このパラメータにチェックを入れることを推奨します。対象物の点群モデルがカメラの固定視野で完全に見える場合(ブレーキディスクの前面のサーフェスモデルなど)、このパラメータにチェックを入れる必要はありません。

結果の可視化設定

パラメータ 説明

可視化オプション

パラメータ説明:「デバッグ結果出力」を有効にすると、選択したオプションが生成され表示されます。
オプション:低精度マッチングの結果、高精度マッチングの結果、低精度マッチングモデルのダウンサンプリング結果、高精度マッチングモデルのダウンサンプリング結果、低精度マッチングのシーンの点群のダウンサンプリング結果、高精度マッチングのシーンの点群のダウンサンプリング結果
初期値:高精度マッチングの結果

現在のマッチング結果のみを可視化

パラメータ説明:このパラメータにチェックを入れると、現在のモデルのマッチング結果のみが可視化されます。
初期値:チェックを入れない
調整説明:このパラメータのチェックを外した後、可視化のモデルを選択する必要があります。

可視化するモデルを選択

パラメータ説明:このパラメータは、可視化する点群モデルを選択するために使用されます。
調整説明: 現在のマッチング結果のみを可視化 のチェックを外した後、このパラメータを設定する必要があります。

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