机械点对位（权重）

## 机械点对位（权重）

对位在机械手的物理坐标系下，利用机械坐标下的点进行对位。此模块的输入需要在外部将图像点转换至机械坐标下。同时增加了权重功能，可以设置每个点在对位时的计算占比。权重越高的的点对结果影响越大。

## 使用场景
机器视觉对位是指利用机器视觉系统（相机、镜头、光源、图像处理软件）来精确识别、测量目标物体（工件）的位置和角度（姿态），并将其引导、调整或对齐到预设的期望位置和角度的过程。其核心目标是消除位置和角度偏差，实现高精度的定位和装配。
简单来说，就是视觉系统告诉控制系统：目标现在在这里（坐标X, Y, 角度θ），和它应该在的位置（目标坐标X0, Y0, 角度θ0）差了（ΔX, ΔY, Δθ），请移动这么多来对准。
对位一般在对齐两个平面上的物体上使用，常用在贴膜贴标。需要两个相机拍到的信息相互转换的情况。

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## 模块原理

在之前的模块，不论纠偏还是对位模块，输入的都是图像点，同时输入标定和映射，最后输出机械的补偿。而机械点对位模块，输入和输出都是机械点，不进行标定转换，直接进行对位计算。这样就可以应对于更复杂的机械模型，同时要求用户在流程上自行进行图像点和机械点的转换，方便查找错误。

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机械模型分为带角度的XYR,XR,YR和不带角度的XY类型。两种对位的计算方式是不同的，结果也会不同。
顺时针坐标系：
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逆时针坐标系：

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机械坐标系的类型为当前机械的坐标类型，当类型带有角度R时会影响计算结果和角度方向。
对位方式分为三种，点对，点加角度和点加直线。其中点对用的是SVD分解的算法。点加角度和点加直线用的是同一种算法，直线输入会将直线的角度提出带入点加角度的算法去计算结果。                      
### 补偿量
补偿量在带角度R的机械模型时，补偿的R会影响XY的值。（即，只补偿R的情况下，机械手抓取工件的位置XY不会变，但机械实际坐标XY会为了补偿旋转，计算少量变化。）
补偿量会在最后一次对位结束，加到结果中。如果此次对位没有结束，需要继续对位，则结果输出不会添加补偿。补偿量不会影响纠偏的对位完成精度的判断。
因为输入的都是机械点，不需要拍照数据，只能对位一次结束。

### 高级参数
出发姿态：出发点对应的机械坐标位置，即，旋转中心的位置。一般是下相机的拍照位置。当机械类型带有角度R时，拍照姿态对结果有很大影响。
对位精度为机械精度，当对位输出小于对位精度时，对位成功。否者如果对位次数小于既定次数，则会输出错误代码1，并继续进行对位。
机械范围为机械的可运动范围，它只规范实际姿态，并不限制偏移姿态。当输出的实际坐标超出范围时，会输出错误代码5。

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### 权重参数

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记录每个点的权重，默认为1。输入值大于0即可，计算时会自行归一化。

## 使用方法

### 前后序模块
相机采图，有特征匹配，圆形提取用来获取用于对位的点或角度。（优化特征匹配是用于给圆形提取提供位置修正的。）
出发相机和到达相机分别获取出发图像点和到达图像点。出发图像点的数据A1首先通过**映射转换**为到达相机的图像点，然后通过**标定转换**B1和到达图像点B2一起转换为出发机械点b1和到达机械点b2。最后将b1和b2输入机械点对位，直接进行对位计算，计算机械补偿。

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## 参数配置说明
【机械类型】依据现场机械手坐标系类型选择对应机械模型。
【标定组】选择当前设备所在的坐标系组。其中坐标系组须在全局数据管理中的坐标系标定中设置。
【设备选择】在选择的坐标系组中选择用于机械对位的机械设备。（用来获取机械的旋转方向和坐标系）
【对位方式】根据提取特征的不同方式，可选择多点，点+角度和点+直线。
【点对数目】若选择点对对位方式，则需输入点对数量。
【补偿量】机械坐标，在机械坐标系中进行补偿。点击订阅时，可通过端口引入补偿量。
【参考图像】在处理过程中用作参照的图像。
#### 高级参数
【拍照示教姿态】示教过程中相机能拍到物料时的机械末端坐标。
【对位精度】机械坐标，对位需要达到精度范围。
【纠偏次数】进行对位允许的最大次数。若对位结果未达到对位精度且仍在机械行程范围内，则继续对位，直至纠偏次数。
【机械行程】机械手允许的行程范围。

## 输出说明
![](/media/202601/2026-01-16_105935_7345630.5236863987086854.png)
多此累计偏移为当最大对位次数不为1时，多次对位累计相加的结果。为机械的对位位移总和（会添加补偿）。
输出有抓取姿态和偏移姿态两组。抓取姿态为机械手的实际抓取姿态，也是【机械行程】的判断范围。偏移姿态为机械手相对与示教位置的偏移，不判断机械行程。
| 特征   | 抓取姿态       | 偏移姿态              |
|------|------------|-------------------|
| 坐标类型 | 绝对坐标(GPS式) | 相对坐标(参照物式)        |
| 安全检测 | 全面检查机械行程   | 不检查范围             |
| 主要作用 | 最终执行位置     | 位置微调              |
| 类比   | 详细收货地址     | "在你左前方"           |
| 依赖关系 | 绝对坐标(GPS式) | 包含示教坐标+偏移量仅基于示教坐标 |
## 注意事项
1. 映射引用时的正运算是，映射时的出发相机点到到达相机点。但在整合的双相机对位和多相机对位里面的映射使用的时逆运算，即，会将到达相机上的点通过映射转换为出发相机上的点，然后使用出发相机的标定进行转换。如果实际模型需要映射的正运算则需要用户自己搭流程，使用机械点对位进行计算。

![](/media/202601/2026-01-16_110406_6571550.5708362763196064.png)

2. 机械点对位模块的**机械坐标系**的类型为当前机械的坐标类型，当类型带有角度R时会影响计算结果和角度方向。
## 问题查找
1. 当对位不准确时，关注特征匹配模块是否获取准确图像。
2. 如果还无法稳定纠偏，需要测试标定和映射的准确度。
（标定映射问题测试方式：
改变取料拍照位置2mm，观察结果输出是否偏移2mm。此情况下结果不对说明是标定错误。
改变贴合拍照位置2mm，观察结果输出是否偏移2mm。此情况下结果不对说明是映射错误。）
3. 如果存在偏移角度变大，会导致xy不准情况，可能时标定旋转中心计算错误导致，尝试重新标定，修改标定方式，提高旋转中心的计算（添加标定校验或使用长半径标定模块）。
4. 如果在视野中心纠偏准确视野四周会有xy偏差情况，考虑图像畸变（使用图像畸变矫正模块），或者标定比例尺计算错误（使用标定校准模块）。

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