表面边缘拟合矩形

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功能描述

该步骤用于从表面数据中检测矩形边缘并拟合矩形。

基本概念

  • 卡尺

    系统会在矩形路径上按照设置的卡尺中心间距均匀放置卡尺。每个卡尺区域内的数据可提取一条轮廓线,轮廓线方向垂直于矩形路径。

  • 轮廓线

    从卡尺区域中提取的一串数据点。通过对轮廓线进行平滑、空缺填充和边缘检测,可得到用于拟合矩形的边缘点。

  • 边缘点

    在矩形边缘处,轮廓线上深度值或强度值发生显著变化的位置。步骤会根据设置的边缘检测参数,从各条轮廓线上提取边缘点用于最终拟合。

使用流程

该步骤的使用流程如下:

  1. 选择输入数据。在工程编辑区连接对应的步骤端口,或者在参数设置区的输入栏下选择对应的输入数据。

  2. 根据矩形位置设置特征区域,并根据实际场景决定是否启用使用强度图

  3. 设置卡尺设置,使卡尺尽可能均匀覆盖矩形各边。

  4. 设置轮廓线处理边缘检测设置,确保能够稳定提取边缘点。

  5. 设置拟合设置

  6. 输出栏中勾选输出项,并单击输出项左侧的 ▶ 展开该项,输入合格范围的下限上限

  7. 运行步骤,并查看运行结果

输入说明

输入项 说明

表面数据

用于检测矩形边缘并拟合矩形的表面数据。

对齐参数组

用于根据目标物体的位姿变换,同步调整特征区域的位姿。

查看对齐参数组了解其使用场景。

参数说明

通用参数

参数 解释

使用强度图

当目标检测区域较平整且颜色差异明显时,可使用强度图来检测矩形边缘。

勾选此选项后,步骤将使用强度图数据进行边缘检测和拟合;不勾选时,步骤默认使用深度图数据。

特征区域

用于限定表面数据中矩形边缘所在的大概位置。系统将在该区域内自动生成一条闭合的矩形路径,并按照设置的卡尺参数均匀放置卡尺。

特征区域应略大于实际矩形边缘,以确保完整覆盖边缘。查看特征区域说明了解如何设置和调整特征区域。

卡尺设置

参数 解释

卡尺中心间距

在矩形路径上相邻两个卡尺中心之间的间距。

合理设置该参数,可使卡尺沿矩形边缘均匀分布,从而获得更稳定的边缘点。

卡尺宽度

卡尺沿矩形路径方向的宽度。

卡尺长度

卡尺的长度方向与矩形路径方向垂直。

合理设置卡尺长度,可确保轮廓线完整穿过矩形边缘,从而稳定提取边缘点。

轮廓线处理

参数 解释

轮廓线平滑窗口大小

沿轮廓线方向对每条轮廓线进行滤波处理时的窗口大小。滤波处理后,轮廓线会更平滑。

空缺填充阈值

当轮廓线上的空缺小于或等于设置的阈值时,使用空缺低侧的首个有效点填充该空缺;当空缺大于设置的阈值时,保持空缺为无效点。

包含无效点

勾选后,需指定固定值以填充轮廓线上的所有无效点。

设置该参数有助于保证轮廓线数据的连续性,避免因无效点导致漏检。

无效点深度填充值

用于填充轮廓线中无效点的深度值。

仅勾选包含无效点后需要设置。

无效点强度填充值

用于填充轮廓线中无效点的强度值。

仅在同时勾选使用强度图包含无效点后需要设置。

边缘检测设置

参数 解释

边缘极性

定义矩形边缘处由内向外的深度值或强度值变化方向。

值列表:上升、下降、上升或下降

边缘类型

定义边缘检测中要保留的边缘类型。

值列表:首个、最后一个、最优

绝对深度变化阈值

在矩形边缘处,轮廓线上相邻数据点的深度变化绝对值需大于或等于该阈值,方可检测到边缘点。

绝对强度变化阈值

在矩形边缘处,轮廓线上相邻数据点的强度变化量绝对值需大于或等于该阈值,方可检测到边缘点。

仅勾选使用强度图后需要设置。

使用相对阈值

勾选该参数后,只有当相邻数据点间的深度或强度值变化量不小于轮廓线上最大变化量的指定百分比时,才会检测为边缘点。

相对阈值

仅勾选使用相对阈值后可见。

该参数用于指定相对变化量占轮廓线上最大变化量的百分比下限。

拟合设置

参数 解释

最大迭代次数

算法拟合出最优矩形的最大尝试次数,超过该次数后迭代将停止。

最大距离阈值

允许检测到的边缘点到拟合矩形的最大距离。距离小于或等于该阈值的边缘点将被视为内点。

最小拟合分数

判断拟合结果是否可接受的最低分数。该分数等于内点数与全部边缘点数的比值。

算法会取内点比例最高的一次迭代结果,并将其得分与设置值比较。若得分低于此值,则判定拟合失败。该参数仅用于结果评估,不影响拟合过程。

显示细节

勾选后,可在可视化窗口中显示矩形路径、卡尺及相关检测细节,便于调试参数。

输出说明

勾选输出项后,步骤将增加对应的输出端口,步骤运行后将输出对应的数据。可根据实际测量需求选择对应的输出项。

如果输出项可展开(左侧有 ▶),则勾选后必须展开,然后设置下限上限来确定该项的合格范围。如果输出的值在合格范围内,该测量项被判定为合格(OK),否则被判定为不合格(NG)。

输出项 说明

中心点

拟合所得矩形的几何中心。

中心点X坐标

拟合矩形中心点的X坐标值。

中心点Y坐标

拟合矩形中心点的Y坐标值。

矩形宽度

拟合所得矩形的宽度。

矩形长度

拟合所得矩形的长度。

矩形旋转角度

拟合矩形相对于X轴正方向的旋转角度。

拟合矩形

拟合得到的矩形。

错误排查

  • 各步骤通用的错误码,详见错误码列表

  • 若错误码与错误信息不对应,请联系技术支持获取帮助。

CV-W4301

错误:“卡尺长度”参数值不在有效范围内。

解决方案:确保参数值在0~1000范围内。

CV-W4302

错误:“卡尺中心间距”参数值不在有效范围内。

解决方案:确保参数值在0~100范围内。

CV-W4303

错误:“卡尺宽度”参数值不在有效范围内。

解决方案:确保参数值在0~100范围内。

CV-W4304

错误:“空缺填充阈值”参数值不在有效范围内。

解决方案:确保参数值在0~100范围内。

CV-W4305

错误:“无效点强度填充值”参数值不在有效范围内。

可能原因:参数值小于0或大于255。

解决方案:确保参数值在0~255范围内。

CV-W4306

错误:“无效点深度填充值”参数值不在有效范围内。

可能原因:参数值小于−10000或大于10000。

解决方案:确保参数值在−10000~10000范围内。

CV-W4307

错误:“轮廓线平滑窗口大小”参数值不在有效范围内。

解决方案:确保参数值在0~100范围内。

CV-W4308

错误:“边缘极性”参数设置无效。

解决方案:在参数下拉列表中选择有效的边缘极性。

CV-W4309

错误:“边缘类型”参数设置无效。

解决方案:在参数下拉列表中选择有效的边缘类型。

CV-W4310

错误:“绝对强度变化阈值”参数值不在有效范围内。

可能原因:参数值小于0或大于255。

解决方案:确保参数值在0~255范围内。

CV-W4311

错误:“绝对深度变化阈值”参数值不在有效范围内。

可能原因:参数值小于0或大于20000。

解决方案:确保参数值在0~20000范围内。

CV-W4312

错误:“相对阈值”参数值不在有效范围内。

可能原因:参数值小于0%或大于100%。

解决方案:确保参数值在0%~100%范围内。

CV-W4313

错误:未检测到足够边缘点,无法拟合矩形。

可能原因:

  • 卡尺相关设置不合理。

  • 特征区域的位置或大小不合理。

  • “绝对深度变化阈值”或“绝对强度变化阈值”、“相对阈值”过大。

解决方案:

  • 调整卡尺相关参数,确保卡尺中存在边缘点。

  • 合理设置特征区域。

  • 降低“绝对深度变化阈值”或“绝对强度变化阈值”、“相对阈值”。

CV-W4314

错误:未检测到足够边缘点,无法拟合矩形。

可能原因:

  • 卡尺相关设置不合理。

  • 特征区域的位置或大小不合理。

  • “绝对深度变化阈值”或“绝对强度变化阈值”、“相对阈值”过大。

解决方案:

  • 调整卡尺相关参数,确保卡尺中存在边缘点。

  • 合理设置特征区域。

  • 降低“绝对深度变化阈值”或“绝对强度变化阈值”、“相对阈值”。

CV-W4316

错误:“最小拟合分数”参数值必须在[0, 1]范围内。

解决方案:确保参数值在[0, 1]范围内。

CV-W4318

错误:“最大距离阈值”参数值必须大于0。

解决方案:确保参数值大于0。

CV-W4319

错误:“最大迭代次数”参数值不在有效范围内。

解决方案:确保参数值在0~99999范围内。

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