長方形平面点群ブラケット

機能説明

このオペレータは、入力された各ポイントクラウドに対して方向付き最小バウンディングボックス（方向付き最小バウンディングボックスは、任意に回転可能で、最小体積でオブジェクトを緊密に囲む直方体であり、その辺は必ずしも座標軸に平行であるとは限りません）を計算します。この方向付き最小バウンディングボックスのパラメータ（中心点、寸法、変換行列、法線ベクトル、調整可能なROIを含む）を出力します。

利用シーン

  • 精密な姿勢推定：オブジェクトの正確な寸法、中心、および向きを取得します。特に、平面上で任意に回転して配置された長方形またはほぼ長方形のオブジェクトに適しています。

  • ピックアンドプレース計画：オブジェクトの長さ、幅、高さ、方向を含む、ロボットによるピックアンドプレースのための正確なバウンディングボックス情報を提供します。

  • 寸法測定：オブジェクトの3D寸法を測定します。

  • ROI生成：後続の詳細な処理または分析のために、オブジェクトに緊密に適合する方向付きROIを生成します。

入力と出力

入力項目

ポイントクラウド：主として平面ポイントクラウドを対象とした、入力ポイントクラウドまたはポイントクラウドのリスト。

平面法線：入力ポイントクラウドリストと1対1に対応する平面法線ベクトル[nx, ny, nz]を含むリスト。この法線ベクトルは、最小面積バウンディングボックスを検索する際に参照される平面方向を定義します。

出力項目

ブラケットノーマル：計算された最小バウンディングボックスが存在する平面の法線ベクトルのリスト（Nx3）。

ブラケット中心点：計算された各バウンディングボックスの中心点のリスト（Nx3）。計算方法は中心点タイプパラメータによって決定されます。

括弧：中心、寸法、および3x3回転変換行列を含む、各バウンディングボックスの詳細情報のリスト。

ブラケットサイズ：各バウンディングボックスのX、Y、Z寸法のリスト（Nx3）。

3D ROI：計算されたバウンディングボックスに基づいて生成された3D ROIのリスト。スケーリングまたは調整されている可能性があります。

パラメータ説明

このオペレータには2つのバージョンがあります。

  • 長方形平面点群ブラケット ：法線情報のないポイントクラウドを処理します。

  • 長方形平面点群バウンディングボックス（法線付き） ：法線情報のあるポイントクラウドを処理します。

どちらもコア機能とパラメータは同じで、処理するポイントクラウドデータの種類のみが異なります。

入力対応：入力ポイントクラウドリストと平面法線リストは1対1に対応している必要があり、法線ベクトルは有効な3Dベクトルである必要があります。

角度配列範囲

パラメータ説明

最小面積バウンディングボックスを検索する際に、入力法線ベクトルの周りでポイントクラウドを回転させる角度検索範囲。オペレータはこの範囲内で異なる回転角度を試します。

チューニング説明

0からこの値までの角度範囲を指定します。例えば、90に設定すると、0度から90度の間で最適な回転角度を検索します。オブジェクトの考えられる向きの範囲が既知で小さい場合は、速度を向上させるためにこの値を適切に減らすことができます。オブジェクトが任意に回転できる場合は、通常、考えられるすべての面内回転をカバーするために90度または180度に設定する必要があります。

パラメータ範囲

[0, 180]、デフォルト値：90、単位：度

角度配列ステップ

パラメータ説明

「角度配列範囲」内で検索する際の角度増分。

チューニング説明

ステップサイズを小さくすると、最適な角度を見つける精度が向上しますが、計算時間が増加します。

ステップサイズを大きくすると逆の効果があります。デフォルト値の1.0度は、通常、精度と速度のバランスが取れています。

パラメータ範囲

[0, 50]、デフォルト値：1、単位：度

センターポイントタイプ

パラメータ説明

出力「ブラケット中心点」の計算方法を選択します。

チューニング説明

  • ブラケット中心点（デフォルト）：計算された最小面積OBBの幾何学的中心を直接使用します。

  • ポイントクラウド平均：このOBBを構成する元のポイントクラウドのXYZ座標の平均値を使用します。

  • ポイントクラウド中央値：このOBBを構成する元のポイントクラウドのXYZ座標の中央値を使用します。これは外れ値に対してよりロバストです。 選択は、後続のアプリケーションの中心点の定義要件によって異なります。

ズーム方法

パラメータ説明

最終出力3D ROI領域を調整（スケーリング/拡張）する方法を選択します。

チューニング説明

  • ズームを許可しない（デフォルト）：スケーリングや拡張は行われません。ROIは計算された最小バウンディングボックスと一致します。

  • 指定値：バウンディングボックスの各軸の最小/最大座標に、以下の「X方向のスケール範囲」/「Yスケーリング範囲」/「Zスケーリング範囲」パラメータで指定された絶対値を追加または減算します。

  • 指定比率：以下の「スケールX」/「スケールY」/「ズーム」パラメータに従ってバウンディングボックスの寸法をスケーリングします。

X方向のスケール範囲/Yスケーリング範囲/Zスケーリング範囲

パラメータ説明

「ズーム方法」が「指定値」に設定されている場合に有効です。バウンディングボックスのX、Y、Z方向にそれぞれ外側に拡張（正の値）または内側に縮小（負の値）する距離を指定します。

例えば、x=10は、ROIが元のバウンディングボックスよりもX方向に20mm広いことを意味します（両側にそれぞれ10mm追加）。

チューニング説明

ROIサイズの精密な制御に使用されます。例えば、考えられるピックアンドプレースエラーマージンを含めるためにROIをわずかに拡張したり、エッジノイズを除外するためにわずかに縮小したりします。

パラメータ範囲

[-5000, 10000]、デフォルト値：0、単位：mm

スケールX/スケールY/ズーム

パラメータ説明

「ズーム方法」が「指定比率」に設定されている場合に有効で、ROI（および場合によってはバウンディングボックス）のX、Y、Z方向のそれぞれのスケーリング係数を指定します。

チューニング説明

スケーリング係数1は元のサイズを維持することを意味し、1より大きい場合は拡大、1より小さい場合は縮小を意味します。例えば、x=1.1は、ROIのX方向のサイズが元の1.1倍になることを意味します。

パラメータ範囲

[0, 5]、デフォルト値：1