3D工件识别(无序码放)

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本教程将介绍工件乱序码放时如何准确识别工件位姿,并以“3D工件识别(无序码放)”教学示例工程为例,介绍3D工件识别步骤的参数调节方法,最后介绍实际应用时的注意事项。

应用场景 识别效果

randomly stacked objects

randomly stacked objects effect

下文将基于该示例工程介绍实际应用指导和应用注意事项。

应用指导

“3D工件识别(无序码放)”工程位于Mech-Vision案例库中,你可在教学示例-3D定位分组下获取并创建该工程。创建工程后,单击选中3D工件识别步骤,然后单击配置向导按钮,打开3D工件识别工具并了解如何调节参数。该过程包括点云预处理、工件选择与识别和通用设置三个流程。

overall process
  1. 点云预处理:将采集到的图像数据转换为点云,进而设置有效的点云识别区,检测边缘点云,并过滤掉不符合规则的点云,提升后续的识别效率。

  2. 工件选择与识别:完成工件模板和抓取点的制作后,需根据使用的视觉识别策略,选择是否配置深度学习模型包,调整工件识别相关参数。确保参数配置满足业务精度要求,使工件识别方案能稳定、精确地识别目标工件。

  3. 通用设置:用于配置输出端口,可根据后续的抓取任务需要,选择输出抓取点或物体中心点相关信息。

下文将对各流程中需调节的重点参数进行介绍。

点云预处理

  1. 设置识别区

    设置识别区(3D ROI),在覆盖待识别工件会出现的区域的基础上,应在四周保留一定冗余。

  2. 调节参数

    通常情况下,该分类下的参数保持默认值即可。若场景点云中仍存在较多杂点,可尝试调节相关参数以滤除杂点。

本示例工程中无需修改其它参数,因此设置识别区后即可单击下一步按钮,进入工件选择与识别页面。

工件选择与识别

点云预处理完成后,需在工件库中制作工件的点云模板,然后设置匹配相关的参数,用于匹配点云模板。

  1. 制作工件模板。

    单击打开工件库按钮,打开工件库,通过导入STL文件生成点云模板,并手动配置抓取点。完成后,单击保存按钮,回到“3D工件识别”工具页面,再单击更新工件按钮,选择制作好的工件模板并将其用于识别工件位姿。

    STL文件可单击此处下载。
  2. 设置识别相关参数

    以下参数调节指导仅供参考,请根据现场实际情况调节各项参数。
    • 开启识别工件右侧的高级模式开关。

    • 设置匹配模式:该工程中自动设置匹配模式选项下的识别效果可能会存在精度不满足现场要求的情况,因此建议关闭此开关,并手动调节该分组下的参数。

      粗匹配通常可容忍一些匹配误差,因此将粗匹配模式设置为边缘匹配;匹配精度不满足预期,如边缘点云波动较大时,为提高识别精度,需将精匹配模式设置为面匹配

      auto

      manual

      自动设置匹配模式

      手动调节相关参数

    • 调节置信度设置:为保证最上层正常摆放的圆管均能被准确识别,需调节置信度设置。因该工程中将置信度策略设置为自动时未有效删除错误的识别结果,建议将该参数设置为手动,并调节以下参数:

      • 联合评分策略设置为考虑面和边缘

      • 因场景点云和模板点云重合点较多,识别时应选择较小的搜索半径以获取更精确的匹配结果,需将面匹配结果验证等级设置为面匹配置信度阈值设置为0.9000

      • 因工件模板的边缘点云波动较大,识别时应选择较大的搜索半径以获取更精确的匹配结果,需将边缘匹配结果验证等级设置为标准边缘匹配置信度阈值设置为0.5000

        confidence auto

        confidence manual

        自动设置匹配模式

        手动调节相关参数

        • 在左侧可视化窗口下方的识别结果报表处第一个下拉菜单处选择输出结果面匹配置信度边缘匹配置信度值均高于设置的阈值的工件将被保留。请根据现场实际情况检查识别结果。若存在误识别或漏识别的情况,请分别调高或者调低相应的阈值。

        • 调节置信度策略参数时,需先检查将其设置为自动时的识别效果,若调节置信度阈值后的识别效果仍不满足现场识别需求,且可视化窗口下方的面匹配置信度边缘匹配置信度值相差过大,推荐将置信度策略设置为手动,并调节相关参数。

          confidence

    • 输出-最大结果输出个数:将该参数值设置为最上层无遮挡、基本完整露出的工件数量。本工程中将最大输出结果个数设置为15

完成后,单击下一步按钮,进入通用设置页面,进行输出端口配置。

通用设置

完成工件识别后,可对视觉识别以外的辅助功能进行设置。当前仅支持配置端口输出内容,为后续步骤提供视觉结果和点云。

为了确保工件被机器人顺利抓取,需调整该工件的物体中心点,使其Z轴方向指向料筐中心。在选择端口下选择物体中心点相关端口,勾选相机采集原始点云选项,输出的点云信息用于路径规划时的碰撞检测。

如现场有其他需求,请根据实际需求配置相关的输出端口。

至此,你已完成相关参数的调节,单击保存按钮以保存相关修改。

应用注意事项

实际应用时,需了解并遵循以下注意事项,然后在自己的工程内添加3D工件识别步骤并连接数据流,快速实现准确识别工件位姿。

  • “3D工件识别”步骤一般与从相机获取图像步骤连用,适用于金属件上料场景,可识别各种外形、各种码放方式的工件,如单个独立码放、单层有序码放、多层有序码放、乱序堆叠码放的工件。

  • “3D工件识别”步骤通常后接位姿调整类步骤,如调整位姿V2步骤。

    本教学示例工程旨在演示工件有序码放时如何准确识别工件位姿,省略了位姿调整流程。

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