3D精密マッチング

概要

機能説明

このオペレータは、他のオペレータが出力した結果に基づいて、ワークテンプレートのポイントクラウドとシーンポイントクラウドを使用して高精度なマッチング計算を行い、ワークの正確なポーズを出力します。

使用シーン

金属物体、プラスチック部品など、柔軟性のない、変形しにくいワークのポーズ計算に使用されます。【3 Dラフマッチ】、【ポイントクラウドセンターポーズを抽出する】などのオペレータと組み合わせて、正確なワークポーズを計算するためによく使用されます。

オペレータ入出力

point cloud input fine

point cloud output fine

入力項目

出力項目

精密マッチング計算プロセス

fine matching process

パラメータ説明

パラメータ設定

モデルポイントクラウドファイル

パラメータ説明

このパラメータは、マッピングパラメータを介してマッチングモデルライブラリ内のポイントクラウドテンプレートを選択するか、ワークテンプレートのポイントクラウドファイルを直接アップロードすることができます。アップロードされたポイントクラウドファイルはダウンロードすることもできます。

モデル切り替え方法

【ファイルをアップロード】をクリックしてポップアップウィンドウを開き、ポイントクラウドファイルを選択して直接アップロードするか、マッピングパラメータを介して切り替えます。

ボクセルのダウンサンプリングサイズ

デフォルト値

5

パラメータ範囲

0-100000

推奨値

1、2、3、5、10

パラメータ説明

このパラメータは、隣接する2つのボクセル点間の間隔を指します。マッチング計算に関与するテンプレートポイントクラウドとシーンポイントクラウドに対してダウンサンプリング処理を実行します。値が小さいほど、計算に関与するポイントクラウドの数が多くなり、マッチング精度が高くなります。

調整手順

デフォルト値で計算されたマッチング結果の偏差が大きい場合は、このパラメータを適切に小さく調整できます。計算時間が長い場合は、このパラメータを適切に大きく調整できます。

信頼閾値

デフォルト値

0.5

パラメータ範囲

0-1

推奨値

0.3、0.5、0.6、0.8、0.9

パラメータ説明

このパラメータは、マッチングスコアが低い結果をフィルタリングするために使用されます。

調整手順

デフォルト値でフィルタリングした後のマッチング結果が少ない場合は、このパラメータを適切に小さく調整できます。マッチング偏差の大きい結果がある場合は、このパラメータを適切に大きく調整できます。

ICP検索半径

デフォルト値

100

パラメータ範囲

0-100000

推奨値

20、30、50、100

パラメータ説明

このパラメータは、マッチング計算時の点の検索距離を指します。

調整手順

このパラメータはワークのサイズに応じて設定され、通常はワーク直径の0.1倍から1倍の範囲です。ワークサイズが小さいか、粗マッチングの出力結果の偏差が大きくない場合は、適切に小さく調整できます。ワークサイズが大きく、粗マッチングの出力結果の偏差も大きい場合は、このパラメータを適切に大きく調整できます。

ICPスコア有効距離

デフォルト値

5

パラメータ範囲

0-100000

推奨値

1、3、5、10

パラメータ説明

このパラメータは、ポイントクラウドテンプレート内の点がシーン内の点に対応するかどうかの検索範囲を指します。このパラメータ範囲内でシーン内にテンプレート内の点に対応する点が見つかった場合、この対応する点は有効点と呼ばれます。有効点が多いほど、マッチングスコアが高くなります。

調整手順

このパラメータの値は、「ボクセルのダウンサンプリングサイズ」パラメータの値より大きくする必要があります。パラメータ値が大きいほどマッチングスコアが高くなり、通常調整は不要です。「ボクセルのダウンサンプリングサイズ」パラメータが小さい場合(例:1)、正しいマッチング結果と誤ったマッチング結果のスコア差が小さく、誤った結果をフィルタリングできない場合は、このパラメータを適切に小さく調整してマッチングスコアの差を広げ(誤った結果のスコアがより低下する)、誤った結果をフィルタリングします。

オンにすると冗長になります

デフォルト値

デフォルトで有効

推奨値

なし

パラメータ説明

このパラメータは、1つのワークが複数の結果に一致する場合を処理するために使用されます。マッチングスコアに基づいてスコアの低い結果を削除し、スコアの高い結果のみを保持します。

調整手順

デフォルトで有効、通常このパラメータは調整しません。

クラスター化されたポーズを活用する

デフォルト値

デフォルトで有効

推奨値

なし

パラメータ説明

このパラメータは、シーンポイントクラウドを複数のポイントクラウドブロックに分割した後、各ブロックを個別にマッチング計算することを意味します。これにより、ワーク外のポイントクラウドからの干渉を効果的に低減し、精度と計算時間を向上させることができます。

調整手順

デフォルトで有効、通常このパラメータは調整しません。

モバイル座標系オリジン

デフォルト値

デフォルトで無効

推奨値

なし

パラメータ説明

このパラメータは、ポイントクラウド座標系をテンプレートポイントクラウドの幾何学的中心の位置に移動することを指します。

調整手順

「3 D精密マッチング」オペレータへの入力ポーズが「ポイントクラウドセンターポーズを抽出する」によって計算され、テンプレート作成時に「ポイントクラウド中心を揃える」操作が実行されなかった場合、マッチング計算にはこのパラメータを有効にする必要があります。

デフォルト値

デフォルトで有効

推奨値

なし

パラメータ説明

このパラメータは、マッチング計算プロセスの詳細なログを印刷することを指します。

調整手順

デフォルトで有効、通常このパラメータは調整しません。

ポーズ選択をオンにする

デフォルト値

デフォルトで無効

推奨値

なし

パラメータ説明

このパラメータは、特定のポーズをフィルタリングするために使用されます。

調整手順

デフォルトで無効、通常このパラメータは調整しません。

詳細パラメータ

ICP早期終了距離条件

デフォルト値

0.1

パラメータ範囲

0-1000

推奨値

0.1、0.2、0.3

パラメータ説明

このパラメータは、マッチング計算を早期に終了するかどうかを判断するために使用されます。値が小さいほど、マッチング距離の偏差は小さくなります。ワークテンプレート座標とマッチング結果のポーズ間の距離がこの値より小さい場合、アルゴリズムは距離精度の要件を満たしていると判断し、回転精度も満たされている場合は、マッチング計算を早期に終了します。

調整手順

通常、このパラメータは調整しません。マッチング並進距離の偏差が大きい場合は、適切に小さく調整できます。計算時間が長い場合は、このパラメータを適切に大きく調整できます。

ICP早期終了ローテーション条件

デフォルト値

0.1

パラメータ範囲

0-10

推奨値

0.1、0.2、0.3

パラメータ説明

このパラメータは、マッチング計算を早期に終了するかどうかを判断するために使用されます。値が小さいほど、マッチング回転の偏差は小さくなります。ワークテンプレート座標とマッチング結果のポーズ間の回転角度差がこの値より小さい場合、アルゴリズムは回転精度の要件を満たしていると判断し、距離精度も満たされている場合は、マッチング計算を早期に終了します。

調整手順

通常、このパラメータは調整しません。マッチング回転偏差が大きい場合は、適切に小さく調整できます。計算時間が長い場合は、このパラメータを適切に大きく調整できます。

ICP最大反復回数

デフォルト値

20

パラメータ範囲

0-500

推奨値

20、30、50、100

パラメータ説明

このパラメータは、精密マッチング計算の最大回数を指します。精密マッチング計算回数がこの値に達し、早期終了条件が満たされない場合も計算を停止します。精密マッチング計算が早期終了条件を満たす場合も計算を停止し、このときの計算回数はこの値より小さくなります。

調整手順

マッチング偏差が大きい場合は、このパラメータを適切に大きく調整してマッチング計算の回数を増やし、精度を向上させることができます。計算時間が長い場合は、このパラメータを適切に小さく調整できます。

パラメータ調整経験共有

3D精密マッチング計算精度の向上方法

「3 D精密マッチング」は最終的な計算結果として出力され、その計算精度は直接把持精度に影響するため、「3 D精密マッチング」の計算精度は非常に重要です。「3 D精密マッチング」オペレータのマッチング精度に主に影響を与えるパラメータは、「ボクセルのダウンサンプリングサイズ」と「ICP検索半径」であり、次に「ICP最大反復回数」です。

  1. 「ボクセルのダウンサンプリングサイズ」はマッチング精度に直接影響します。まず、このパラメータ値を小さくしてマッチング精度を向上させてみてください。 . マッチング効果が良くない場合は、「ICP検索半径」パラメータを調整します。小さなワーク(例:ワークサイズ100mm)の場合は小さくし、大きなワーク(例:ワークサイズ1000mm)の場合は大きくします。

  2. 上記2つのパラメータを調整しても効果が良くない場合は、詳細パラメータを開き、「ICP最大反復回数」を大きくします。

  3. 単一の精密マッチングパラメータ調整でマッチング精度を満たせない場合は、「3 D精密マッチング」オペレータを追加して、前の精密マッチングの結果に基づいてより高精度なマッチング計算を実行できます(複数の精密マッチングオペレータを追加できます)。

誤ったマッチング結果のフィルタリング方法

マッチング結果は「信頼閾値」パラメータによってフィルタリングされます。マッチングスコアの高さは「ICPスコア有効距離」と直接関連しています。正しい結果を保持したい場合は、「信頼閾値」と「ICPスコア有効距離」のパラメータ値を調整します。

  1. 「信頼閾値」を直接調整します。現在のマッチング結果のスコアを確認する必要があり、閾値は誤った結果のマッチングスコアより10%~20%大きくする必要があります。

  2. 正しいマッチング結果と誤ったマッチング結果のスコア差が大きくない場合は、「ICPスコア有効距離」を小さくし、現在のマッチングスコアに基づいて「信頼閾値」パラメータを適切に小さく調整します。正しいマッチング結果のスコアが低い場合は、「ICPスコア有効距離」を大きくし、現在のマッチングスコアに基づいて「信頼閾値」パラメータを適切に大きく調整します。