专家调试等级参数说明
本文介绍“3D匹配”步骤专家调试等级下可配置的参数项，以及各参数的作用说明和调节建议。
输入输出设置
| 参数 | 解释 |
|---|---|
输出类型 |
参数解释：该参数用于设置步骤输出的信息类型，可选择输出抓取点相关信息或工件中心点相关信息。 值列表：抓取点、工件中心点
默认值：抓取点 |
输入类型 |
参数解释：该参数用于设置步骤输入点云模板的方式。 值列表：默认、外部模板
默认值：默认 |
点云预处理
| 参数 | 解释 |
|---|---|
使用降采样 |
参数解释：开启后，将对点云进行降采样。 默认值：关闭 |
采样间隔 |
参数解释：该参数值越大，采样后点云中的点数越小，点云越稀疏。因此，匹配精度会降低。而参数值越小，运行时间越长。开启使用降采样后，需设置该参数。 默认值：3.000 mm |
使用帧间差异识别
| 参数 | 解释 |
|---|---|
使用帧间差异识别 |
参数解释：开启后，利用上一帧图像的工件识别结果，仅对当前帧图像与上一帧图像存在差异的区域进行识别，从而提升识别效率，减少重复计算。 默认值：关闭 |
差异判定阈值 |
参数解释：用于设置相邻帧之间区域差异的判定阈值。当差异大于该值时，会重新识别该区域；当差异小于该值时，沿用上一帧的识别结果。 默认值：2.0000 mm |
开运算核大小 |
参数解释：在生成差异区域时，使用的开运算核大小。核较大可有效去除小区域噪声并断开粘连，较小则有助于保留更多细节。 默认值：5 px 调节说明：推荐使用默认值。 |
膨胀核比例 |
参数解释：用于按比例扩大差异区域，以确保该区域内的工件点云尽可能完整，避免漏检。参数值越大，扩大范围越多，处理时间更长；参数值越小，则可能忽略差异区域边缘的工件。 默认值：1.0000 调节说明：推荐使用默认值。 |
匹配模式
| 仅当所选工件的点云模板同时包含面点云和边缘点云时，才支持设置匹配模式。若点云模板中仅包含其中一种点云类型，该步骤将自动采用对应的匹配模式，无法手动切换。例如，当点云模板中仅包含边缘点云时，该步骤将默认使用边缘匹配模式，匹配模式相关参数将不可见。 |
| 参数 | 解释 |
|---|---|
自动设置匹配模式 |
参数解释：开启后，步骤将自动设置粗匹配模式和精匹配模式。 默认值：开启 |
粗/精匹配模式 |
参数解释：该参数用于设置匹配的模式。当不勾选自动设置匹配模式时，需设置该参数。 值列表：面匹配、边缘匹配
默认值：面匹配 调节建议：为了提高匹配准确性，可将粗匹配模式设置为边缘匹配，将精匹配模式设置为面匹配。 同时，还可根据工件特征和获取的点云质量调节该参数
|
粗匹配设置
| 参数 | 解释 |
|---|---|
运行方式 |
参数解释：该参数用于设定匹配过程的精度及速度之间的权衡。精度越高，耗时越长。 值列表：高速、标准、高精度、超高精度、自定义 默认值：标准 |
期望的模板点云点数 |
参数解释：该参数用于设置期望的点云模板中点的数量。当运行方式为自定义时，需设置该参数。 默认值：300 调节说明：一般情况下，当使用面点云模板进行匹配时，需设置该参数。减小该值时，有利于提高匹配速度，但会降低匹配精度。 |
自动设置单个点云输出个数 |
参数解释：开启后自动设置单个点云输出结果个数为最大输出结果个数的两倍。 默认值：开启 调节建议：当粗匹配效果较差时，建议关闭该功能，手动调大单个点云输出结果个数。 |
单个点云输出结果个数 |
参数解释：该参数用于设置单个点云输出结果个数的上限，若单个点云有多个匹配结果，则会根据得分对结果进行降序排序，然后根据上限个数截取高分结果输出。关闭自动设置单个点云输出个数时，需设置该参数。 默认值：1 调节建议：当粗匹配效果较差时，可手动调大该参数。 |
采样后的场景点云点数上限 |
参数解释：如果采样后场景点云的点数大于此值，则忽略该点云并输出空数据。 默认值：1000000 |
投票设置
| 参数 | 解释 |
|---|---|
自动设置投票参数 |
参数解释：开启后自动设置“投票设置”参数组下的其他所有参数。 默认值：开启 |
单个特征包含最多点对数量 |
参数解释：模板分析中每个特征包含点对的最大数量。该值越小，运行速度越快，但准确性越低。 默认值：1000 |
距离量化 |
参数解释：量化点间距离的参数（距离间隔=距离量化*采样间隔）。该值越大，匹配结果精度越低。 默认值：2.0000 |
角度量化 |
参数解释：点对特征法向夹角量化（角度间隔=360°/角度量化）。该值越大，匹配结果精度越高，但对点云质量要求也越高。 默认值：30 |
角度细分数 |
参数解释：用于粗匹配阶段细化角度量化。细分数越大，角度间隔越小，从而减少因角度量化导致的位置误差，特别适用于尺寸较大的物体。提高细分数会略微增加计算时间。 默认值：1 |
投票比例下限阈值 |
参数解释：匹配过程中，每个物体位姿会获得对应的票数，当位姿票数高于最高得分*投票比例下限阈值时，该位姿将会用于位姿验证。该值越低，找到准确匹配结果的可能性越大，但运行时间越长。 默认值：80% |
参考点采样步长 |
参数解释：该参数用于对场景点云中的点进行采样，作为参考点，与被参考点形成点对。该值越大，运行速度越快，但匹配结果的准确性越低。 默认值：5 |
被参考点采样步长 |
参数解释：该参数用于对场景点云中的点进行采样，作为被参考点，与参考点形成点对。该值越大，运行速度越快，但匹配结果的准确性越低。 默认值：1 |
位姿验证设置
| 参数 | 解释 |
|---|---|
体素长度生成策略 |
参数解释：选择生成体素长度的方式。 值列表：自动生成、手动设置 默认值：自动生成 调节建议：对于刚开始使用此步骤的用户，推荐选择自动生成。 |
体素长度 |
参数解释：该参数用于设置体素的长度。该值越大，匹配结果越趋向于不准确。 默认值：3.0 mm |
最小体素长度 |
参数解释：该参数用于设置体素长度的最小值。 默认值：0.100 mm |
最大体素长度 |
参数解释：该参数用于设置体素长度的最大值。 默认值：15.000 mm |
精匹配设置
| 参数 | 解释 |
|---|---|
运行方式 |
参数解释：该参数用于设定匹配过程的精度及速度之间的权衡。精度越高，耗时越长。 值列表：高速、标准、高精度、超高精度、自定义 默认值：标准 调节建议：对于抓取精度要求较高的场景，建议将运行方式设置为自定义，然后手动设置采样间隔。 |
采样间隔 |
参数解释：该参数值越大，采样后点云中的点数越小，点云越稀疏。因此，匹配精度会降低。而参数值越小，运行时间越长。 默认值：5.000 mm |
最大迭代次数 |
参数解释：该参数值越大，匹配精度越高，处理速度越慢。 默认值：40 |
标准偏差衰减更新步数 |
参数解释：该参数用于标准偏差微调。 默认值：3 |
使用最小标准偏差 |
参数解释：勾选后，将使用最小标准偏差以提升重复精度测试场景下的位姿稳定性。仅建议在该场景下使用。当运行方式为自定义时，需设置该参数。 默认值：关闭 |
偏差矫正能力 |
参数解释：该参数用于设置对粗匹配结果的纠偏能力大小。能力越大，越能把与实际物体位姿偏离较远的粗略位姿纠正为精确位姿。但如果纠偏能力过大，会导致精度损失。 值列表：小、中、大 默认值：小 |
自动设置单个点云输出个数 |
参数解释：开启后自动设置单个点云输出结果个数，与最大输出个数一致。 默认值：开启 调节建议：当精匹配效果较差时，建议关闭该功能，手动调大单个点云输出结果个数。 |
单个点云输出结果个数 |
参数解释：该参数用于设置单个点云输出结果个数的上限，若单个点云有多个匹配结果，则会根据得分对结果进行降序排序，然后根据上限个数截取高分结果输出。关闭自动设置单个点云输出个数时，需设置该参数。 默认值：1 调节建议：当精匹配效果较差时，可手动调大该参数。 |
额外精匹配
| 仅当所选工件的点云模板同时包含面点云和边缘点云时，才可进行额外精匹配。 |
| 参数 | 解释 |
|---|---|
使用额外精匹配 |
参数解释：开启后，将使用不同的模式再次进行精匹配。例如，当前精匹配模式为面匹配，则开启该功能后将使用边缘模式再次进行精匹配。开启该功能后，最终的匹配精度可能会提高，但运行时间会略微增加。 默认值：关闭 调节说明：请根据实际情况决定是否开启该功能。若选择开启该功能，需确保额外精匹配所用的面/边缘点云模板准确合理。 |
运行方式 |
参数解释：该参数用于设定额外精匹配过程的精度及速度之间的权衡。精度越高，耗时越长。开启使用额外精匹配后，需设置该参数。 值列表：高速、标准、高精度、超高精度、自定义 默认值：标准 |
偏差矫正能力 |
参数解释：该参数用于设置对额外精匹配输入位姿的纠偏能力大小。能力越大，越能把与实际物体位姿偏离较远的位姿纠正为精确位姿。但如果纠偏能力过大，可能会导致精度损失。开启使用额外精匹配后，需设置该参数。 值列表：小、中、大、自定义 默认值：小 调节建议：如果精匹配后获得的位姿与实际物体位姿偏离较远，可将偏差矫正能力设置为大；若需精细控制纠偏范围，可选择自定义并设置标准偏差。 |
标准偏差 |
参数解释：该参数用于设置额外精匹配的纠偏范围。该值越大，纠偏范围越大，运行速度越快，但匹配精度可能下降；该值越小，纠偏范围越小，匹配精度更高，但对初始位姿要求更高。当偏差矫正能力为自定义时，需设置该参数。 默认值：3.000 mm |
调整或过滤粗匹配后的位姿
| 参数 | 解释 | ||
|---|---|---|---|
使用基于位姿距离的非极大值抑制 |
参数解释：开启后，若候选位姿与已选定位姿的距离小于物体直径的 0.1 倍，则该候选位姿将被滤除。 默认值：开启 |
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自动设置模板旋转角度上限 |
参数解释：开启后将自动设置模板旋转角度上限。主要用于过滤与工件正反匹配错误的位姿。 默认值：开启 |
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模板旋转角度上限 |
参数解释：当点云模板匹配至场景点云时，根据模板绕 X 轴或 Y 轴的旋转角度过滤位姿。当模板旋转角度超过模板旋转角度上限时，该位姿将被过滤。 默认值：135.00° |
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调整粗匹配朝向 |
参数解释：该参数用于选择调整或过滤粗匹配位姿的策略。 值列表：无、统一圆形工件位姿的X轴朝向、根据工件对称性尝试匹配 默认值：无 调节说明：如需使用根据工件对称性尝试匹配参数，需在工件库的点云模板配置中开启配置点云模板功能，然后选择计算位姿以过滤匹配结果并进行相关设置。具体说明参见下文 “调整粗匹配朝向的各选项说明”。
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X轴朝向 |
参数解释：该参数用于指定 X 轴朝向，以矫正位姿。选择统一圆形工件位姿的X轴朝向时，需设置该参数。 默认值：0.00° |
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基准角度 |
参数解释：工件库中保存的物体中心点 X 轴朝向定义为 0°，逆时针绕物体中心点 Z 轴旋转的角度为基准角度。如果识别到的物体位姿 X 轴朝向不在 [基准角度 ± 范围] 内，该位姿将被舍弃。选择根据工件对称性尝试匹配时，需设置该参数。 默认值：0.00° |
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范围 |
参数解释：该参数用于设置基于对称性过滤位姿时的角度容差范围。选择根据工件对称性尝试匹配时，需设置该参数。 默认值：180.00° |
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启用长条物体增强 |
参数解释：在匹配长条形工件时，工件和点云容易在物体的长轴方向上错位，两端不能准确对齐。开启该功能后，可以提高长条形工件的匹配精度。 默认值：关闭 |
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长短边比例阈值 |
参数解释：当工件的长短边比例小于该参数值时，工件将不被识别为长条物体，针对长条物体的增强算法不会生效。 默认值：3.0000 |
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步长比例 |
参数解释：该参数用于指定匹配时工件点云平移尝试的步长。步长 = 物体长度 × 步长比例。 默认值：5.00% |
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步数 |
参数解释：该参数用于指定匹配时工件点云平移尝试的步数。工件点云会沿物体长轴的正负方向进行平移尝试，因此，总尝试次数= 2 × 步数。 默认值：5 |
调整粗匹配朝向的各选项说明如下。
| 选项 | 说明 | 调节示例 |
|---|---|---|
无 |
不使用“调整或过滤粗匹配位姿”功能。 |
|
统一圆形工件位姿的X轴朝向 |
将粗匹配得到的位姿 Z 轴固定，然后将 X 轴旋转至指定方向。该参数一般应用于圆对称工件（如圆环、刹车盘等），令工件位姿 X 轴指向同一方向。 |
|
根据工件对称性尝试匹配 |
使用工件库中计算出的可能匹配错误的结果和手动设置的对称性辅助匹配，从而过滤粗匹配位姿。主要适用于以下两种场景：
|
|
置信度设置
在 3D 匹配过程中，该组参数用于评估和筛选匹配结果，以保障匹配精度和稳定性。例如，合理设置该组参数，可保证最上层正常摆放的工件均能被准确识别。
首先，该步骤根据设置的结果验证等级对匹配结果进行评估，计算匹配结果的置信度。然后将置信度与置信度阈值进行比较，筛选出合格的匹配结果。
| 匹配结果的置信度 = 点云模板与待匹配的场景点云的重合比例。 |
| 参数 | 解释 |
|---|---|
结果验证等级 |
参数解释：该参数用于设置评估匹配结果的严格程度。 值列表：低、标准、高、超高、自定义 默认值：标准 调节建议：一般情况下，推荐选择“标准”。当场景点云和点云模板难以区分时，可选择较高的结果验证等级。 |
搜索半径 |
参数解释：该参数用于判断点云模板和场景点云的重合程度。搜索半径越小，匹配结果置信度越低；搜索半径越大时，匹配结果置信度越高。当结果验证等级为自定义时，需设置该参数。 默认值：10.000 mm 调节建议：若匹配结果验证分数偏低，可适当调高该参数；若匹配结果验证分数偏高，可适当调低该参数。 |
采样间隔 |
参数解释：设置采样间隔，用于对点云模板和场景点云进行降采样（仅用于评估匹配结果）。该值越大，采样后的点云点数越少。当结果验证等级为自定义时，需设置该参数。 默认值：5.000 mm |
置信度阈值 |
参数解释：如果匹配结果的置信度大于此阈值，则认为该结果有效。置信度越高，匹配结果越准确。 默认值：0.3000 调节建议：建议先将该参数设置为默认值并查看运行结果。若出现误识别的情况，建议适当调高该参数；若出现漏识别的情况，建议适当调低该参数。 |
面匹配中考虑法向偏差 |
参数解释：在对面匹配结果进行验证时，考虑场景点云和点云模板对应点的法向的角度差异，勾选后，输出的匹配结果个数可能减少，但可提高匹配结果准确性。 默认值：不勾选 |
面匹配中考虑孔洞 |
参数解释：面匹配时，若点云模板和工件点云的外轮廓一致，而工件点云或面点云模板带有孔洞，容易造成误匹配（如圆环和圆盘之间的误匹配）。开启该项后，如果面点云模板和工件在孔洞部分不能匹配，相应的面匹配置信度降低。如果对面点云模板进行了编辑，编辑后的模板不能完全贴近真实物体的形状，例如删除了面点云中心部分复杂花纹，建议关闭该功能。 默认值：开启 |
自动设置基于置信度的非极大值抑制 |
参数解释：开启后将自动设置基于置信度的非极大值抑制阈值。阈值设置合适时，可过滤掉错误的重叠位姿。 默认值：开启 |
基于置信度的非极大值抑制阈值 |
参数解释：面匹配时，在考虑和不考虑已识别物体的情况下，将分别计算位姿的置信度。如果考虑已识别物体时的置信度与不考虑已识别物体时的置信度之比低于设定的阈值，相应位姿将被滤除。关闭自动设置基于置信度的非极大值抑制时，需设置该参数。 默认值：0.5000 |
置信度策略 |
参数解释：该参数用于选择设置联合评分策略的方式。 值列表：手动、自动
默认值：自动 |
联合评分策略 |
参数解释：该参数用于选择用于结果验证的评分策略。选择考虑面和边缘时，置信度设置下面匹配和边缘匹配的参数需要分别设置，用于对匹配结果进行更好的过滤。 值列表：考虑面和边缘、仅考虑面 默认值：仅考虑面 调节建议：当联合评分策略为考虑面和边缘时，推荐将面匹配置信度阈值设置高一些、边缘匹配置信度阈值设置低一些。当联合评分策略为仅考虑面时，步骤将仅使用面匹配分数进行匹配结果验证。 |
面匹配结果验证等级 |
参数解释：该参数用于设置评估面匹配结果的严格程度。 值列表：低、标准、高、超高、自定义 默认值：标准 调节建议：一般情况下，推荐选择“标准”。当场景点云和点云模板难以区分时，可选择较高的结果验证等级。 |
面匹配搜索半径 |
参数解释：该参数用于判断点云模板和场景点云的重合程度。搜索半径越小，匹配结果置信度越低；搜索半径越大时，匹配结果置信度越高。当面匹配结果验证等级为自定义时，需设置该参数。 默认值：10.000 mm 调节建议：若匹配结果验证分数偏低，可适当调高该参数；若匹配结果验证分数偏高，可适当调低该参数。 |
面匹配采样间隔 |
参数解释：设置采样间隔，用于对点云模板和场景点云进行降采样（仅用于评估匹配结果）。该值越大，采样后的点云点数越少。当面匹配结果验证等级为自定义时，需设置该参数。 默认值：5.000 mm |
面匹配置信度阈值 |
参数解释：如果面匹配结果的置信度大于此阈值，则认为该结果有效。置信度越高，匹配结果越准确。 默认值：0.3000 调节建议：建议先将该参数设置为默认值并查看运行结果。若出现误识别的情况，建议适当调高该参数；若出现漏识别的情况，建议适当调低该参数。 |
边缘匹配结果验证等级 |
参数解释：该参数用于设置评估边缘匹配结果的严格程度。当联合评分策略为考虑面和边缘时，需设置该参数。 值列表：低、标准、高、超高、自定义 默认值：标准 调节建议：一般情况下，推荐选择"标准"。当场景点云和点云模板难以区分时，可选择较高的结果验证等级。 |
边缘匹配置信度阈值 |
参数解释：如果边缘匹配结果的置信度大于此阈值，则认为该结果有效。置信度越高，匹配结果越准确。当联合评分策略为考虑面和边缘时，需设置该参数。 默认值：0.3000 调节建议：建议先将该参数设置为默认值并查看运行结果。若出现误识别的情况，建议适当调高该参数；若出现漏识别的情况，建议适当调低该参数。 |
模型处理
| “邻近点搜索个数”、“角度阈值”参数仅在“3D匹配”步骤加载通过工件库“导入STL模型”、“创建简易几何体”流程创建的工件时可见。 |
| 参数 | 解释 |
|---|---|
邻近点搜索个数 |
参数解释：该参数用于设置搜索邻近点的数量，然后估计点的法向向量。 默认值：5 |
角度阈值 |
参数解释：当一个点的法向与其相邻点法向之间的角度大于该值时，会将其标识为边界点。 默认值：70.000° |
去除重叠物体位姿
| 参数 | 解释 |
|---|---|
启用去重叠功能 |
|
重叠比例阈值 |
参数解释：当两个物体点云正交投影后的掩膜重叠比例超过此值时，将去除位姿置信度低的物体位姿。当开启启用去重叠功能时，需设置该参数。 默认值：30% |
像素尺寸生成方式 |
参数解释：基于物体点云的 2D 正交投影计算重叠比例时，选择像素尺寸的生成方式，来计算投影后 2D 图像上单位像素的尺寸。 值列表：自动生成、手动设置 — * 自动生成：自动生成投影后 2D 图像上单位像素的尺寸。 * 手动设置：手动设置像素尺寸。 — 默认值：自动生成 |
像素尺寸 |
参数解释：基于物体点云的 2D 投影计算重叠比例时，投影后 2D 图像上单位像素的尺寸。建议像素尺寸与制作模板时的采样间隔保持一致。此值过大，可能导致重叠比例计算精度较低；此值过小，可能导致计算得到的重叠比例偏小。当像素尺寸生成方式为手动设置时，需设置该参数。 默认值：2.500 mm |
去除压叠物体位姿
| 参数 | 解释 | ||
|---|---|---|---|
启用去压叠功能 |
|||
压叠比例阈值 |
参数解释：该参数用于设置物体与其他物体压叠比例的阈值。当压叠比例超过此值时，该物体将被判断为压叠物体。当开启启用去压叠功能时，需设置该参数。
默认值：30% |
||
像素尺寸生成方式 |
参数解释：基于物体点云的 2D 正交投影计算压叠比例时，选择像素尺寸的生成方式，来计算投影后 2D 图像上单位像素的尺寸。 值列表：自动生成、手动设置
默认值：自动生成 |
||
像素尺寸 |
参数解释：基于物体点云的 2D 投影计算压叠比例时，投影后 2D 图像上单位像素的尺寸。建议像素尺寸等于制作模板时的采样间隔。此值过大，压叠比例计算精度较低；此值过小，可能导致计算得到的压叠比例偏小。当像素尺寸生成方式为手动设置时，需设置该参数。 默认值：2.500 mm |
||
物体周围场景点移除范围 |
参数解释：该参数范围内，物体周围的场景点云将被移除，剩余的场景点云将参与压叠检测。 默认值：3.000 mm |
输出
| 参数 | 解释 | ||
|---|---|---|---|
最大输出结果个数 |
参数解释：该参数指定匹配成功的最大输出工件个数。该值越大，步骤运行时间越长。 默认值：10 调节建议：建议适当设置该参数，不宜将该值设置过高。若修改该参数，将在重新运行步骤后生效，并基于新的匹配结果限制输出结果个数。
|
可视化
| 参数 | 解释 |
|---|---|
可视化内容 |
参数解释：打开“调试输出”后，选中的选项将被生成并显示在调试输出窗口。 值列表：粗匹配、精匹配、粗匹配位姿验证（需重新运行步骤）、精匹配位姿验证、调整 X 轴朝向、置信度、去除重叠的位姿、去除被压叠的位姿、个数限制、输出结果 默认值：输出结果 调节说明：需开启调试输出功能，才可在调试输出窗口中显示位姿。 |
可视化项目 |
参数解释：该参数用于选择可视化界面中显示的结果项目。可选项目与可视化内容的设置有关。
|
点云显示设置 |
参数解释：该参数用于选择可视化信息中显示的点云类型。当选择"自动"时，将自动设置显示类型。 值列表：自动、面、边缘 默认值：自动 调节说明：该参数决定可视化信息中的彩色点云使用边缘点云还是面点云。可分别选择不同的点云类型，观察物体和场景的贴合程度，进而辅助调整参数。 |
显示位姿 |
参数解释：开启后，将在调试输出窗口中显示位姿。 默认值：开启 |
位姿类型 |
参数解释：该参数用于选择可视化界面中显示位姿的类型。当选择自动时，位姿类型会与设定的输出类型一致。 值列表：自动、工件中心点、抓取点 默认值：自动 |