ULTRA M参数

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本章按照参数分组介绍ULTRA M相机的参数。通过调节这些参数，可提高2D图、深度图和点云的质量。

概览

影响2D图、深度图和点云质量的参数分组分别如下：

参数分组 2D图 深度图 点云

2D参数

icon_yes

3D参数

(1)

icon_yes

icon_yes

点云后处理

icon_yes

深度范围

icon_yes

icon_yes

感兴趣区域

icon_yes

icon_yes

(1) 3D参数分组下的相机增益和投影光亮度参数可能影响2D图（深度源）质量。详见补光采集模式参数调节说明。

调节参数的目标是获取高质量的2D图、深度图和点云，其标准如下：

  • 2D图应不过亮或过暗，可看清目标物体的表面特征。

    彩色相机采集图像时，如因现场光照条件导致图像颜色与实际差别较大，请调节白平衡。详细操作请参考调节白平衡。

  • 深度图与点云中，所需的数据应完整。

    根据实际需求判断所需数据的范围。例如，需通过碗沿抓取碗口向上摆放的金属碗时，一般只需确保碗沿部分的数据完整。

本型号提供两种2D图：2D图（纹理）和2D图（深度源）。其使用场景如下：

类型 使用场景

2D图（纹理）

为点云添加纹理

2D图（深度源）

内参检查

设置感兴趣区域

进行手眼标定

1. 2D参数

该分组下的参数影响2D图质量，包含2D图（纹理）和2D图（深度源）两个子分组。

1.1. 2D图（纹理）

调节2D图（纹理）子分组下的参数，可提高2D图（纹理）质量。

1.1.1. 曝光模式

参数说明

设置拍摄2D图（纹理）时的曝光模式。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 固定曝光：设置固定曝光时间，常用于稳定的光照条件。

  • 自动曝光：自动调整曝光时间，常用于多变的光照条件。

  • HDR：设置多个曝光时间并融合所有图像，常用于颜色或材质多样的物体。

调节说明

选择不同选项后，2D参数分组中将显示不同的参数供调节：

1.1.2. 固定曝光：曝光时间

参数说明

影响2D图（纹理）亮度。

  • 曝光时间越长，图像亮度越高。

  • 曝光时间越短，图像亮度越低。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

0.1~999ms

调节说明

根据图像的质量调节。图像应不过亮或过暗，可看清目标物体的表面特征。

  • 较暗的环境下通常使用较长曝光时间。

  • 较亮的环境下通常使用较短曝光时间。

其他条件相同，仅曝光时间不同的图像对比如下：

5ms 90ms 500ms

exposure time 5

exposure time 90

exposure time 500

1.1.3. 自动曝光：灰度值

参数说明

影响2D图（纹理）亮度。 减小灰度值降低图像亮度，增加灰度值提高图像亮度。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

0~255

调节说明

无

其他条件相同，仅灰度值不同的图像对比如下：

50 100 150

gray value 50

gray value 100

gray value 150
黑白图像的灰度值相当于图像亮度；彩色图像的灰度值相当于每个颜色通道的亮度。

1.1.4. 自动曝光：自动曝光感兴趣区域

参数说明

  • 相机参照该区域内的光照、物体颜色等自动调整曝光时间。

  • 未设置感兴趣区域时，相机根据整个视野自动调整曝光时间。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

无

调节说明

详见下方设置自动曝光感兴趣区域。

其他条件相同，仅自动曝光感兴趣区域不同的图像对比如下：

自动曝光感兴趣区域 2D图（纹理）

auto roi 1

auto roi scan 1

auto roi 2

auto roi scan 2

auto roi 3

auto roi scan 3

设置自动曝光感兴趣区域

  1. 单击自动曝光感兴趣区域右侧的编辑，进入设置感兴趣区域页面。

  2. 在左侧选择并调节感兴趣区域。拖拽选框可调节位置，拖拽白色锚点可调节大小。

  3. 单击应用，应用设置的自动曝光感兴趣区域。

    roi 2d
    单击清空，可清除当前设置的自动曝光感兴趣区域。

  4. 重新采集图像并查看图像，确认自动曝光的效果。

1.1.5. HDR：色调映射

参数说明

可使图像看起来更自然。 如2D图（纹理）和真实物体相差较大，可勾选该参数。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

色调映射开关：

  • 开关开启时，应用色调映射。

  • 开关关闭时，不应用色调映射。

色调映射开启前后的图像对比如下：

开启前 开启后

tone mapping false

tone mapping true

1.1.6. HDR：曝光时间序列

参数说明

设置多个曝光时间，并将所拍摄的图像融合为一张保留更多明暗细节的2D图（纹理）。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

无

调节说明

  1. 单击曝光时间序列右侧的编辑，进入曝光时间序列的编辑界面。

  2. 单击+，新增并设置曝光时间。

  3. 如需删除某个曝光时间，选中该曝光时间并单击-。

  4. 编辑完成后，单击应用使曝光时间序列生效。

    • 取消：不保存当前设置，直接退出该页面。

    • 重置：清空所有的曝光时间。

设置单个曝光时间时，不同曝光时间的图像对比如下：

500ms 700ms 900ms

hdr false 500ms

hdr false 700ms

hdr false 900ms

使用以上曝光时间组合成不同的曝光时间序列时，不同序列的图像对比如下：

500ms & 900ms 500ms & 700ms & 900ms

hdr false 2

hdr false 3

1.1.7. 相机增益

参数说明

用于提高2D图（纹理）的亮度，但可能会放大噪点。

可见级别

专家、大师

参数取值

0~16dB

调节说明

当设置曝光时间无法达到期望亮度时，可以使用该参数。

其他条件相同，仅相机增益不同的2D图（纹理）对比如下：

0 5 10

2d gain texture 0

2d gain texture 5

2d gain texture 10

1.2. 2D图（深度源）

调节2D图（深度源）子分组下的参数，可提高2D图（深度源）质量。

1.2.1. 曝光模式

参数说明

设置拍摄2D图（深度源）时的曝光模式。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 固定曝光：设置固定曝光时间，常用于稳定的光照条件。

  • 补光：使用投影机补光，常用于较暗的环境。

调节说明

选择不同选项后，2D图（深度源）分组中将显示不同的参数供调节：

1.2.2. 固定曝光：曝光时间

参数说明

影响2D图（深度源）亮度。

  • 曝光时间越长，图像亮度越高。

  • 曝光时间越短，图像亮度越低。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

0.1~999ms

调节说明

根据图像的质量调节。图像应不过亮或过暗，可看清目标物体的表面特征。

  • 较暗的环境下通常使用较长曝光时间。

  • 较亮的环境下通常使用较短曝光时间。

其他条件相同，仅曝光时间不同的图像对比如下：

10ms 40ms 80ms

lsr timed 10

lsr timed 40

lsr timed 80

1.2.3. 补光：补光采集模式

参数说明

选择使用投光单元补光时的2D图（深度源）采集模式。更多说明请参考2D补光曝光模式。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 快速：2D图（深度源）作为3D数据的一部分采集，因此采集速度快。但此模式在连续采集时2D图（深度源）更新频率较低（5s一次）。

  • 实时：2D图（深度源）独立于3D数据采集，因此采集速度较慢。但此模式在连续采集时2D图（深度源）更新频率高（1s一次）。

调节说明

根据对采集速度和连续采集时图像更新频率的实际需求调节。

  • 选择实时时，显示补光曝光时间、相机增益和投影光亮度参数供调节。

  • 选择快速时，2D图（深度源）亮度受3D参数分组的曝光时间、相机增益和投影光亮度参数影响。如3D参数分组的曝光次数设置为2，2D图（深度源）亮度受到以下参数影响：

    • 两次曝光使用的曝光时间参数中的较大值

    • 两次曝光使用的相机增益参数中的较大值

    • 两次曝光使用的投影光亮度参数中的较大值

1.2.4. 补光：补光曝光时间

参数说明

补光采集模式设置为实时时，设置采集2D图（深度源）时的曝光时间。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

0.1~99ms

调节说明

较暗的环境通常使用较长曝光时间，较亮的环境通常使用较短曝光时间。

1.2.5. 补光：投影光亮度

参数说明

补光采集模式设置为实时时，设置投影仪投射的结构光亮度。

可见级别

专家、大师

参数取值

20~100%

调节说明

无

1.2.6. 相机增益

参数说明

用于提高2D图（深度源）的亮度，但可能会放大噪点。

可见级别

专家、大师

参数取值

0~16dB

调节说明

当设置曝光时间、补光曝光时间或投影光亮度无法达到期望亮度时，可以使用该参数。

其他条件相同，仅相机增益不同的2D图（深度源）对比如下：

0 5 10

2D图（深度源）

gain 0 2d

gain 5 2d

gain 10 2d

2. 3D参数

该分组下的参数影响用于计算深度数据的图像，从而影响深度图及点云质量。

使用曝光助手可获得推荐的曝光参数组合。单击3D参数右侧的自动设置，即可打开曝光助手。

2.1. 曝光次数

参数说明

设置曝光时间的个数。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

1~2

调节说明

  • 曝光次数大于1时，需单独配置每次曝光的曝光时间、相机增益和投影光亮度。

  • 曝光次数越多，获取深度图与点云所需要的时间越长。请在保证图像质量的情况下，尽量减少曝光次数。

2.1.1. 曝光时间扩展

参数说明

编码模式为透明物体或反光物体时，可启用该参数，将曝光时间参数的上限由30.0ms扩展至99.0ms，以满足采集黑色钣金件、黑色反光塑料等目标物体的特殊场景需求。

可见级别

大师

参数取值

默认关闭

调节说明

编码模式为快速或精确时，该参数不可用。

2.1.2. 曝光时间

参数说明

设置采集深度数据时的曝光时间。

曝光次数大于1时，需单独配置每次曝光的曝光时间。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 编码模式为快速或精确时：0.1ms~99.0ms。

  • 编码模式为透明物体或反光物体时：默认0.1ms~30.0ms；启用曝光时间扩展后为0.1ms~99.0ms。

调节说明

  • 深色物体通常使用较长曝光时间，浅色物体通常使用较短曝光时间。

  • 曝光时间过长或过短都会导致信息缺失。

2.1.3. 相机增益

参数说明

用于提高深度图亮度，但可能会放大噪点。

曝光次数大于1时，需单独配置每次曝光的相机增益。

可见级别

专家、大师

参数取值

0~16dB

调节说明

当设置曝光时间无法达到期望亮度时，可以使用该参数。

其他条件相同，仅相机增益不同的深度图对比如下：

0 5 10

深度图

gain 0 depth

gain 5 depth

gain 10 depth

2.1.4. 投影光亮度

参数说明

投影仪投射的结构光亮度。

曝光次数大于1时，需单独配置每次曝光的投影光亮度。

可见级别

专家、大师

参数取值

20~100%

调节说明

无

2.2. 投影

2.2.1. 编码模式

参数说明

选择投射的结构光的样式。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 快速：适用于不透明、不反光的物体，采集速度快，但深度数据质量稍差。

  • 精确：适用于不透明、不反光的物体，深度数据质量高，但采集速度较慢。

  • 透明物体：适用于透明物体，深度数据质量高，但采集速度较慢。

  • 反光物体：适用于反光物体，深度数据质量高，但采集速度较慢。

调节说明

根据目标物体类型以及对数据质量和采集速度的实际需求调节。

  • 选择透明物体或反光物体时，以下工具和参数不可用：
透明物体选项适用场景

透明物体选项可显著提升透明物体的深度数据质量，以下为部分典型的适用物体：

  • 医用盐水袋

  • 磨砂塑料试管

  • 商品的塑料包装（袋、瓶、罐、盒等）

同时，透明物体选项的提升效果存在以下限制：

  • 对高度透明的物体（如非磨砂表面的玻璃试管）提升效果不明显。

  • 对物体上弧度大的部分提升效果不明显。

  • 透明物体互相重叠时，提升效果不明显。

  • 背景颜色较明亮、或背景易反光时，提升效果不明显。

  • 环境光较强或频繁变化时，提升效果不明显。

  • 使用2D图颜色为黑白的相机时，因相机投射的结构光为蓝色，如透明物体内包含蓝色物体，提升效果不明显。

  • 目标物体为不透明、不反光的物体时，其他条件相同，编码模式分别选择精确和快速时获取的点云如下：

    精确 快速

    coding accurate

    coding fast

  • 目标物体为透明物体时，其他条件相同，编码模式分别选择精确和透明物体时获取的点云如下：

    精确 透明物体

    fringe for trans accurate

    fringe for trans translucent

  • 目标物体为反光物体时，其他条件相同，编码模式分别选择精确和反光物体时获取的点云如下：

    精确 反光物体

    fringe for reflect accurate

    fringe for reflect reflective
2.2.1.1. 反光物体：处理模式

参数说明

选择使用反光物体编码模式时的数据处理模式。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 更快：处理速度更快，但深度数据可能存在缺失。适用于反光条件较简单的场景。

  • 更完整：深度数据更完整，但处理速度较慢。适用于反光条件复杂的场景，如筐壁易产生多重反射的料筐。

  • 薄边增强：处理速度与更完整模式相同，对边缘锐利的薄片金属件（如钣金件）采集的深度数据质量更高。

调节说明

根据对数据质量和采集速度的实际需求调节。

2.2.2. 抗频闪模式

参数说明

频闪是指环境灯光的快速周期性明暗变化。该现象会导致深度数据发生波动。通过调整结构光的投影频率，可减少此类波动。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • Off

  • AC50Hz

  • AC60Hz

调节说明

请根据所在国家的交流电频率选择。大部分国家或地区的交流电频率为50Hz，美国和部分亚洲国家的交流电频率为60Hz。

3D参数分组下的编码模式设置为透明物体或反光物体时，抗频闪模式不可用。

抗频闪模式开启前后的深度图对比如下：

关闭 开启

anti flicker 1

anti flicker 2

2.2.3. 脉冲频闪抑制

参数说明

启用后，可抑制短时、低频、快速且突发的脉冲式频闪对数据采集的影响，提高采集稳定性。

可见级别

专家、大师

参数取值

默认关闭

调节说明

3D参数分组下的编码模式设置为精确时，脉冲频闪抑制不可用。

3. 点云后处理

3.1. 伪点去除

参数说明

去除点云中的伪点。伪点是视野遮挡等原因导致的错误点云数据。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • Off

  • Weak

  • Normal

  • Strong

参数取值

默认关闭

3.2. 法向飞点去除

参数说明

去除由深度突变引起的异常点，如料筐侧壁的附近的大块飞点。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • Off

  • Weak

  • Normal

  • Strong

参数取值

默认关闭

3.3. 离群点去除

参数说明

去除点云中的离群点。离群点为游离于物体点云之外的成团的点。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

0~10

调节说明

  • 离群点去除强度越高，去除的离群点越多；离群点去除强度越低，去除的离群点越少。

  • 物体包含多个组成部分时，高强度的离群点去除可能会去除部分物体点云。比如物体为水杯或茶壶时，使用离群点去除可能去除掉把手部分的点云。

3.4. 噪点去除

参数说明

去除物体表面附近的噪点。噪点为位于物体表面附近的离散点。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • Off

  • Weak

  • Normal

  • Strong

调节说明

  • 噪点去除强度越高，去除的噪点越多，但可能腐蚀物体表面特征；噪点去除强度越低，去除的噪点越少，物体表面特征保存的越完整。

  • 噪点去除强度越高，计算时间越长；噪点去除强度越低，计算时间越短。

其他条件相同，仅噪点去除强度不同的点云对比如下：

Off Weak

noises removal off

noises removal weak

Normal

Strong

noises removal normal

noises removal strong
如该功能移除了所需点云，可将噪点去除强度调低，但将保留更多噪点。

3.5. 表面平滑

参数说明

可减少点云的深度波动，使点云更接近真实的物体表面，但会损失部分物体表面细节。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • Off

  • Weak

  • Normal

  • Strong

调节说明

  • 表面平滑强度越高，损失的物体表面细节越多；强度越低，损失的物体表面细节越少。

  • 表面平滑强度越高，计算时间越长；强度越低，计算时间越短。

其他条件相同，仅表面平滑强度不同的点云对比如下：

Off Weak

cloud smoothing off

cloud smoothing weak

Normal

Strong

cloud smoothing normal

cloud smoothing strong

3.6. 空缺填充

参数说明

填充点云中的空缺，使物体表面特征更完整。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • Off

  • Weak

  • Normal

  • Strong

调节说明

根据点云中点的缺失量调节。

3.7. 条纹对比度阈值

参数说明

用于去除点云中的噪点。如调节离群点去除与噪点去除后，仍无法获得需要的点云，再调节该参数。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

1~100

调节说明

  • 该参数值越大，去除的点越多；值越小，去除的点越少。

  • 调大该参数可以去除点云中的噪点，但也可能造成较暗物体对应的点丢失。

其他条件相同，仅条纹对比度阈值不同的点云对比如下：

3 15 30

signal contrast threshold 3

signal contrast threshold 15

signal contrast threshold 30

3.8. 边缘伪点去除

参数说明

可清除点云中物体的外部轮廓区域或几何弯折处的伪点。伪点是在物体边缘处并不存在，但是因视野遮挡等原因在点云中生成的错误数据。

可见级别

专家、大师

参数取值

默认关闭

调节说明

  • 若物体的外部轮廓或几何弯折处的点云中包含伪点，并且影响最终结果，推荐开启该参数。

  • 若物体点云中包含与相机坐标系Z轴夹角较小的面，夹角越小，去除伪点时该平面的点云数据被去除的可能性越高。

下图中，黄色的点即为伪点。

artifact

边缘伪点去除开启前后的点云对比如下：

开启前 开启后

edge artifact removal disable

edge artifact removal enable

4. 深度范围

参数说明

设置Z向感兴趣区域。在相机的工作距离范围内设置深度范围，可滤除深度范围外的数据。

可见级别

初级、专家、大师

调节说明

  • 深度范围需调节至合适范围，保证深度图与点云的完整。范围不可过大，否则可能造成干扰；也不可过小，否则可能造成关键部分缺失。

  • 如何设置详见下方的设置深度范围。

不同深度范围效果对比：

范围过大 范围适中 范围过小

depth large

depth moderate

depth small

depth large 1

depth moderate 1

depth small 1

设置深度范围

执行以下步骤调节深度范围：

  1. 单击深度范围右侧的编辑，打开设置深度范围界面。

  2. 点击右边栏最上方的更新点云，获取最新的点云。

  3. 调整点云的位置：调整到可看到代表深度范围上下限的两个灰色长方形即可。

    set depth range

  4. 调节深度范围：拖动右侧滑动条上的滑块，大致调节深度范围。再输入数值，精准调节深度范围。

    判断深度范围是否合适：所有必需的物体特征均位于两个灰色长方形之间，大多数噪点和离群点位于该区域之外。

  5. 设置完成后，单击右下角的保存。

  • 单击推荐值，可将深度范围调整为当前相机的推荐工作距离。

  • 单击重置，可将深度范围恢复为上次保存的数值。

5. 感兴趣区域

参数说明

设置深度图和点云在XOY平面上的感兴趣区域，所选区域外的点将被移除。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

无

调节说明

详见下方设置感兴趣区域。

设置感兴趣区域

  1. 单击感兴趣区域右侧的编辑，进入设置感兴趣区域页面。

  2. 在左侧选择并调节感兴趣区域。拖拽选框可调节位置，拖拽白色锚点可调节大小。

  3. 单击应用，应用设置的感兴趣区域。

    quick setroi

    • 单击清空，可清除当前设置的感兴趣区域。

    • 此界面显示的是2D图（深度源）。如果图像过暗或过亮，请调节2D图（深度源）子分组下的曝光模式。

  4. 重新采集图像，查看深度图或点云，确认所设感兴趣区域的效果。

    quick setroi 1

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