通过导入 STL 文件生成点云模板,并手动配置抓取点

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如果已经有目标物体的STL模型文件,可以将该文件导入工件库,再根据此文件生成点云模板。

准备工作

  1. 准备目标物体的STL模型文件。

  2. 启动Mech-Vision。

  3. 打开已有工程或新建空白工程,确保包含从相机获取图像步骤,若无请增加该步骤。

  4. 单击工具栏中的工件库按钮打开工件库。

完成上述准备工作后,在工件库首页导入 STL 文件流程下方单击选择,然后设置工件名称和 STL 文件路径,即可进入配置流程。总体配置流程如下图所示。

overview
  1. 配置 STL 文件:对导入的 STL 文件进行尺寸单位、视角等配置,用于生成点云模板。

  2. 编辑模板:对生成的点云模板进行编辑,包括设置点云显示方式、校准物体中心点等,用于更好地进行后续匹配工作。

  3. 设置抓取点:在编辑完成的点云模板上添加抓取点或添加抓取点阵列。

  4. 设置碰撞模型(可选):生成碰撞模型,用于路径规划时的碰撞检测。

下文将对配置流程进行具体介绍。

配置 STL 文件

导入 STL 文件后,首先需对 STL 文件进行相关配置,用于生成点云模板。

STL 文件配置过程中,如需切换 STL 文件,可单击选择 STL 文件,重新导入 STL 文件。

设置尺寸单位

为了令生成的点云模板贴合工件的实际尺寸,需根据实际情况为 STL 模型设置尺寸单位,可选择毫米(mm)或米(m)。

设置视角

根据实际需求勾选视角,以生成由各个视角组合而成的点云模板。

设置降采样方法

为了使点云模板中的点云分布均匀、数量合理,以避免影响匹配速度,需对点云模板进行降采样处理。

可在模板采样方法下选择自动降采样自定义降采样,选择自定义降采样后,需自行设置采样间隔

至此,已完成 STL 文件配置,可单击下一步,对生成的点云模板进行编辑。

编辑模板

生成点云模板后,需对点云模板进行编辑,以便更好地进行后续匹配工作。

查看点云模板信息

可在模型信息下方查看点云模板名称。

如需隐藏模型本体,仅显示点云模板,可单击名称右侧的“眼睛”图标。如下图所示,左图为点云模板和模型本体一同显示,右图为仅显示点云模板。

model info

设置点云显示方式

如有需要,可通过点云显示设置,查看当前工件不同类型的点云模板(全部点云、面点云、边缘点云),并可根据实际需求编辑点云模板,同时还可更改点云模板显示颜色,以及查看伪彩色点云等参考信息。

校准物体中心点

工具可自动计算工件的物体中心点,如需校准物体中心点,可在按用途校准中心点下方选择不同计算方式,然后单击开始计算,对物体中心点进行校准。

方法 简介 操作

使用原中心点重新计算

默认的计算方式,默认根据物体自身的特征和原物体中心点重新计算物体中心点。

校准至对称中心

根据物体的对称性计算物体中心点。

计算出当前模板的对称性后,物体中心点将被设置至对称中心。对称性计算可能存在偏差,当出现偏差时,请手动调整物体中心点。

校准至特征中心

根据自行选择的特征类型以及设置的3D ROI计算物体中心点。

  1. 根据物体的几何特征选择特征类型,工具将根据特征类型自动计算物体中心点。

  2. (可选)开启使用 3D ROI,为工件设置 3D ROI 后,工具将依据 3D ROI 内物体特征自动计算物体中心点。

配置点云模板

为了更好的使用点云模板进行后续匹配工作,提高匹配准确性,工具提供了以下两种点云模板配置。如需进行相关配置,可开启配置点云模板

避免误匹配

开启避免误匹配功能后,匹配过程中会根据设置进行较多的尝试,以获取置信度更高的匹配结果。但较多的尝试次数会在匹配过程中带来额外的耗时。

此处包含两种避免误匹配的方法,分别为自动计算可能匹配失败的位姿手动设置对称性,具体说明如下表所示。

方法 简介 操作

自动计算可能匹配失败的位姿

自动计算出可能造成误匹配的位姿。在后续匹配中,与这些位姿匹配成功的位姿会被视作不合格并被过滤掉。

  1. 单击计算可能匹配失败的位姿,自动计算出的可能造成误匹配的位姿。

  2. 在列表中单击×,移除认为不会造成误匹配的位姿。

手动设置对称性

当工件存在对称性时,可手动设置点云模板对称性,可减少机器人持有工件过程中末端工具的旋转,提高路径规划的成功率,减少路径规划时间,使机器人抓取动作更加流畅、快捷。

可参考工件对称类型选择对称轴,然后设置对称次数角度范围

若通过自动计算可能匹配失败的位姿避免误匹配,且想在后续匹配过程中生效,需在后续匹配相关步骤中进行对应的参数设置。具体说明如下。

  • 若使用“3D匹配”步骤,需在避免误匹配  调整位姿参数下拉栏选择过滤可能匹配失败的位姿。该参数存在于高级、专家参数调试等级下。

  • 若使用“3D工件识别”步骤,需在工件选择与识别流程下的避免误匹配  调整位姿参数下选择过滤可能匹配失败的位姿。该参数位于高级模式下。

设置权重模板

在工件对象识别过程中,设置权重模板可以通过着重识别所选特征来提高匹配结果的准确性。权重模板通常用于区分工件的朝向,且设置的权重模板会影响匹配结果。权重模板设置方法如下。

仅当点云显示设置显示面点云时才可设置权重模板。

  1. 单击编辑模板

  2. 在可视化区中长按鼠标右键,在工件上框选一部分特征。选中的部分(即权重模板)在匹配过程中被赋予更高的权重。

    通过Shift+长按鼠标右键,可在同一点云模板上设置多处权重。

    set weight template
  3. 单击应用,即完成了权重模板设置。

设置权重模板后,若想在后续匹配过程中生效,需在“3D匹配”步骤的“模型选择”参数处选择制作好的权重模板,并在“位姿过滤”参数处开启使用权重模板。“使用权重模板”参数存在于专家参数调试等级下。

至此,已完成点云模板编辑,可单击下一步,为点云模板设置抓取点。

设置抓取点

调整抓取点

抓取点列表中显示默认添加好的抓取点,该抓取点以物体中心点为坐标系原点,物体中心点的位置变化将影响抓取点。

如需调整抓取点,可根据抓取点列表右侧 提示进行相关操作,例如添加、删除、隐藏抓取点等。同时还可在抓取点配置下方自行设置抓取点相关数值,或在左侧可视化区域中手动拖拽抓取点至合适位置。

设置抓取点阵列

当工件存在对称性时,可根据实际需求基于物体中心点设置抓取点阵列。设置抓取点阵列后,可以提高路径规划成功率,减少机器人在抓取过程中末端工具的旋转,减少路径规划时间,使机器人抓取动作更加流畅、快捷。设置方法如下。

  1. 抓取点配置下单击生成,生成抓取点阵列。

  2. 参考工件对称类型选择对称轴,然后设置对称次数角度范围

添加抓取配置

如果“路径规划”步骤/Mech-Viz中配置了工具,可在工件库中直接启用。启用工具后,可以在可视化区预览抓取点与工具的位置关系,从而帮助确认抓取点的位置设置是否合理。

如果在“路径规划”步骤/Mech-Viz中修改了工具,请保存更改以更新工具列表。

至此,你可单击保存按钮,保存上述工件配置。如需进行碰撞模型设置,可单击下一步

设置碰撞模型(可选)

碰撞模型是用于在路径规划中检测相应物体是否存在碰撞的 3D 模拟物体,你可根据实际情况对碰撞模型进行如下设置。

选择碰撞模型生成方式

工具可根据当前工件配置流程自动推荐碰撞模型生成方式,当前推荐的碰撞模型生成方式为基于 STL 模型生成点云立方体。工具将根据已导入的 STL 模型生成点云立方体,然后进行碰撞检测。通过该方式生成的碰撞模型准确度高,但碰撞检测速度慢。

配置点云立方体

点云立方体是以点云中的点为中心生成的立方体。如果这些立方体与其他物体发生碰撞,则认为点云与这些物体发生了碰撞。

此处将使用边长为 2 mm 的立方体填充点云表面进行碰撞检测计算。当工件实际尺寸过小时,与点云立方体的边长相近,会导致碰撞模型的准确性下降;当工件实际尺寸过大时,由于碰撞模型中点云立方体数量过多,碰撞检测速度会变慢。

设置已持有工件对称性

参考工件对称类型选择对称轴,然后设置对称次数角度范围

至此,即完成了碰撞模型设置。单击保存按钮,即可保存工件至 方案文件夹\resource\workobject_library 路径下,然后在后续匹配相关步骤中使用。

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