表面边缘拟合线
基本概念
搜索方向、轮廓线、边缘点
在输入步骤的表面数据上设置特征区域,确保特征区域包含待检测边缘。由于边缘处数据点的深度值或强度值会发生显著变化,为了搜索出这些变化显著的点,可在搜索方向上等间距地提取轮廓线,每条轮廓线均可以很好地反映边缘处数据点的深度或强度值变化。搜索方向应尽量垂直于边缘。然后,从提取的轮廓线中检测出边缘点(edge points),并使用这些边缘点来拟合出一条直线。
如上图所示,在搜索方向(0°,X轴正方向)上等间距提取轮廓线,并从每条轮廓线中检测边缘点。 |
综上,使用此步骤时需要掌握的基本概念如下:
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搜索方向
在特征区域内提取轮廓线的方向。搜索方向应尽量垂直于边缘,提取的轮廓线才能更好地反映边缘处深度或强度值变化。
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轮廓线和边缘点
从每条轮廓线上检测出符合要求的边缘点,并使用这些边缘点拟合直线。边缘点不一定是轮廓线上的点,而是根据边缘处的深度或强度变化情况,计算出的梯度变化最大的点。
一条轮廓线。其中,蓝色的点为检测出的边缘点。
使用流程
参数说明
通用参数
参数 | 解释 | ||
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使用强度图 |
当目标检测区域较平整且颜色差异明显时,可使用强度图来检测边缘。 勾选此选项后,步骤将使用强度图数据来检测直线边缘和拟合直线;不勾选时,步骤默认使用深度图数据。 |
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特征区域 |
设置1~4个用于边缘检测和直线拟合的特征区域。查看特征区域说明了解如何调整特征区域。 |
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搜索方向 |
检测边缘点的方向。在特征区域内,步骤将沿搜索方向提取轮廓线以检测边缘点。搜索方向为相对X轴正方向绕Z轴逆时针旋转的角度。 值列表:0°、90°、180°、270°
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固定角度 |
已知边缘角度时,可勾选此选项使得拟合的直线角度固定。勾选后,应设置固定角度值。
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固定角度值 |
相对X轴正方向绕Z轴逆时针旋转的角度,范围为-180°~180°。 仅在勾选了固定角度参数时可见。 |
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离群点百分比 |
拟合过程中要剔除的离群点的比例。 |
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边缘检测模式 |
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拟合线方向 |
在下拉列表中选择适当选项以确定拟合线的方向向量,从而确定拟合线的方向。
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轮廓线间距 |
特征区域内相邻轮廓线之间的距离。当设置的间距小于单个像素的宽度时,步骤将使用单个像素宽度作为轮廓线间距。
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平均轮廓线宽度 |
垂直搜索方向上计算数据点均值的窗口大小,用于获取更平滑的轮廓线,减少噪点的影响。当参数值设置为0时,表示不对轮廓线进行平均处理。
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显示细节 |
勾选此参数后,可在可视化窗口中看到搜索方向。 |
阶跃类边缘相关参数
边缘检测模式设置为阶跃时,需设置以下参数。
参数 | 解释 | ||
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轮廓线平滑窗口大小 |
沿搜索方向对每条轮廓线进行平均处理时的窗口大小。平均处理后,轮廓线会更平滑。当参数值设置为0时,表示不在搜索方向上对轮廓线进行平均处理。 |
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空缺填充阈值 |
轮廓线上的数据点可能因遮挡而出现空缺。当轮廓线上的空缺小于或等于设置的阈值时,使用空缺低侧的首个有效点填充该空缺;当空缺大于设置的阈值时,保持空缺为无效点。
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包含无效点 |
该参数用于选择是否要在边缘检测过程中包含无效点(无效点为不包含深度或强度信息的点,常由数据丢失或特征区域设置不合理导致)。勾选后,需设置无效点深度填充值。 |
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无效点深度填充值 |
用于填充无效点的深度值。 仅勾选包含无效点后需要设置。 |
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无效点强度填充值 |
用于填充无效点的强度值。 仅在同时勾选使用强度图、包含无效点后需要设置。 |
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阶跃宽度 |
轮廓线上发生阶跃的宽度。当边缘为斜坡状时,合理设置此参数有助于准确测量阶跃高度和定位边缘的位置。
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阶跃方向 |
以搜索方向为基准,选择目标边缘处的阶跃方向。 值列表:上升、下降、上升或下降 |
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阶跃类型 |
设置需要从每条轮廓线上选取的阶跃类型。 值列表:最优、首个、最后一个 |
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绝对阈值 |
轮廓线上发生阶跃时高度变化的最小值,满足此值才可以得到边缘点。 当勾选使用强度图参数时,此参数表示轮廓线上发生阶跃时强度变化的最小值。 |
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使用相对阈值 |
使用此参数确定发生阶跃时高度(或强度)变化不少于轮廓线上最大变化量的百分之几,才可认定该阶跃有效。勾选后,需设置相对阈值。
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相对阈值 |
仅在勾选了使用相对阈值后可见。 |
输出说明
勾选输出项后,步骤将增加对应的输出端口,步骤运行后将输出对应的数据。可根据实际测量需求选择对应的输出项。
如果输出项可展开(左侧有 ▶),则勾选后必须展开,然后设置最小值和最大值来确定该项的合格范围。如果输出的值在合格范围内,该测量项被判定为合格(OK),否则被判定为不合格(NG)。 |
输出项 | 说明 |
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中心点X |
拟合线中心点的X值。 |
中心点Y |
拟合线中心点的Y值。 |
中心点Z |
拟合线中心点的Z值。 |
旋转角度 |
拟合线相对X轴正方向绕Z轴逆时针旋转角度。如果设置了固定角度值,则旋转角度由固定角度和拟合线方向共同决定。 |
平均阶跃量 |
所有轮廓线中,阶跃高度或强度的均值。 |
边缘点数量 |
用于拟合直线的边缘点数。 |
最小误差 |
拟合线下方距离拟合线最远的边缘点的误差值,数值为负。 |
最大误差 |
拟合线上方距离拟合线最远的边缘点的误差值,数值为正。 |
边缘拟合线 |
使用检测的边缘点拟合的直线。 |
中心点 |
拟合线与过特征区域1中点的表示搜索方向的线的交点。 |
边缘平面 |
过拟合线与Z轴平行的平面。 |
错误排查
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CV-W3302
错误:“轮廓线平滑窗口大小”参数值不在有效范围内。
可能原因:
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参数值小于0,或大于图像的长边。
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参数值不在特征区域范围内。
解决方案:
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确保参数值大于或等于0,且小于图像的长边。
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调小参数值或扩大特征区域,确保参数值在特征区域范围内。
CV-W3303
错误:“阶跃宽度”参数值不在有效范围内。
可能原因:
-
参数值小于0,或大于图像的长边。
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参数值不在特征区域范围内。
解决方案:
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确保参数值大于或等于0,且小于图像的长边。
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调小参数值或扩大特征区域,确保参数值在特征区域范围内。
CV-W3306
错误:未检测到边缘点。
可能原因:
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特征区域设置不合理。
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“绝对阈值”和“相对阈值”过大。
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“搜索方向”设置不合理。
解决方案:
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调整特征区域,确保特征区域中存在边缘点。
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降低“绝对阈值”和“相对阈值”。
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“搜索方向”应尽量垂直于待检测边缘。
CV-W3308
错误:“平均轮廓线宽度”参数值不在有效范围内。
可能原因:
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参数值小于0,或大于图像的长边。
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参数值超出特征区域的范围。
解决方案:
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确保参数值大于或等于0,且小于图像的长边。
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调小参数值或扩大特征区域,确保参数值在特征区域范围内。