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专题:“3D匹配”常见问题处理

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本文介绍如何处理点云模板法向异常导致的匹配问题,以及点云模板与待匹配点云所在坐标系不一致导致的匹配问题。

点云模板法向异常导致的匹配问题

从Mech-Vision 2.0.0起,匹配过程对点云模板法向要求严格,当点云模板法向异常时,将直接导致匹配失败。下文将介绍两种法向异常情况及对应的处理方法。

使用 STL 模型生成点云模板后法向异常

  • 问题现象

    将 STL 模型导入工件库后,模型某些区域显示为黑色,通常代表该部位法向异常。正常情况下,模型应呈现出均匀的渲染效果

    如下表所示,分别为法向正常和异常的模型示意图。

    点云模板法向正常 点云模板法向异常

    correct model 1

    incorrect model 1

    correct model 2

    incorrect model 2

  • 解决方法

    如果检查发现STL模型法向异常,可使用“STL模型法向修复工具”来修正STL模型。

    关于“STL模型法向修复工具”的下载和使用方法可参考STL模型修正

使用步骤生成点云模板后法向或切向异常

  • 问题现象

    使用步骤生成的边缘点云模板经过点云聚类、获取最高层点云等操作后,出现法向或切向异常。

    边缘点云模板法向正常 边缘点云模板法向异常

    correct model normal step

    incorrect model normal step

    边缘点云模板切向正常 边缘点云模板切向异常

    correct model tangential step

    incorrect model tangential step

  • 解决方法

    建议直接使用步骤生成的点云模板进行匹配。

点云模板与待匹配点云所在坐标系不一致导致的匹配问题

当使用“3D匹配”步骤时,建议使用相机坐标系下的点云作为点云模板,且确保输入到“3D匹配”步骤的待匹配点云与点云模板所在坐标系一致。

若点云模板所在坐标系与待匹配点云所在坐标系不一致,可能导致无匹配结果,或误匹配,下文将对具体问题进行介绍。

启用去压叠功能后,滤除了正确的匹配结果

启用去压叠功能后,当相机坐标系下的工件点云与其上方的其他点云压叠比例超过阈值时,将去除被压叠的工件的位姿。

但个别情况下,也可能滤除了正确的匹配结果,具体问题说明如下。

  • 问题现象

    在“3D匹配”步骤中启用去压叠功能后,滤除了正确的匹配结果。

  • 可能原因

    工件点云位于相机坐标系下,待匹配点云位于机器人坐标系下,且存在多个精匹配结果时,滤除了正确的匹配结果。

  • 解决方法

    匹配过程中,确保输入到“3D匹配”步骤的待匹配点云与点云模板所在坐标系一致。

调节“角度阈值”后,匹配错误或无匹配结果

如果使用 STL 模型生成的点云模板进行匹配,可通过调节“3D匹配”步骤的模型处理  角度阈值参数删除点云模板中不可见的部分,以提高匹配速度和精度。该参数位于专家调试等级下。

但调节“角度阈值”后,也可能导致匹配错误或无匹配结果,具体问题说明如下。

  • 问题现象

    当“角度阈值”为 180° 时,可匹配成功。调节“角度阈值”后,匹配结果较调节前差异较大,匹配错误。

    “角度阈值”为 180° “角度阈值”为 135°

    angle threshold before

    angle threshold after

  • 可能原因

    点云模板与工件点云所在坐标系不一致。

  • 解决方法

    匹配过程中,确保输入到“3D匹配”步骤的待匹配点云与点云模板所在坐标系一致。

圆环类 STL 模型内壁点云缺失导致的匹配问题

  • 问题现象

    使用Mech-Vision 2.x根据圆环的 STL 模型生成点云模板后,点云模板中缺少圆环内壁点云,导致匹配结果的置信度降低。

    inner wall of ring effect
  • 解决方法

    该问题不存在于Mech-Vision 1.8中,可在Mech-Vision 2.x中使用“读取点云”步骤读取Mech-Vision 1.8生成的完整圆环点云,然后进行匹配。

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