3D粗マッチング (CoarseMatching3D)
機能説明
本手順は、点群テンプレートと入力点群を粗くマッチングし、対象物体の候補位置姿勢を高速に求めるために使用します。
使用シーン
本手順は通常、シーン点群中で対象物体を探し、その大まかな候補位置姿勢を取得するために使用されます。本手順は通常「3D精密マッチング」手順と組み合わせて使用されます。
入力
法線付き点群（必須接続）：法線情報を含む、マッチング対象のシーン点群データです。
面テンプレート点群：粗マッチングに使用する面テンプレートまたは平面テンプレートの点群です。
エッジテンプレート点群：粗マッチングに使用するエッジテンプレート点群です。
幾何中心姿勢：ワークの幾何中心点の姿勢です。
出力
粗く算出した姿勢：対象物体の粗い候補姿勢です。「3D精マッチング」ステップでさらに選別・最適化します。
マッチングスコア：各姿勢に対応する正規化されたマッチング信頼度で、結果の並べ替えに使用します。
パラメータ説明
パラメータ調整レベル
基本（初期値）：主要なパラメータを表示し、通常のシーンに適しています。
詳細：すべてのパラメータを表示し、細かな調整が必要な複雑なシーンに適しています。
基本パラメータ
テンプレート設定
モデル選択
ワークライブラリから点群テンプレートファイルを選択します。
マッチングモード
点群テンプレートに応じて3D粗マッチングのモードを選択します。
面テンプレートの場合は 面マッチング（初期値）を選択します。
エッジテンプレートの場合は エッジマッチング を選択します。
平面ワークの平面テンプレートの場合は 平面マッチング を選択します。
注意
マッチングモードによって調整するパラメータが異なります。
面マッチング・エッジマッチングのパラメータ
前処理設定
サンプリング後のモデルの目標点数：ダウンサンプリング後の点群の目標点数を設定します。値が小さいほど点数が少なくなり、マッチング精度が低下します。
姿勢検証設定
入力点群あたりの予想結果数：1つの入力点群から取得するマッチング姿勢の予想数を設定します。
平面マッチングのパラメータ
平面抽出設定
最大平面数：シーンから抽出する最大平面数です。
平面フィッティング距離しきい値：点を平面内点として扱う距離しきい値です。
平面切り出し距離しきい値：フィッティング平面の周囲から切り出すスライスの厚さです。
投影画像設定
画像サイズ：投影する2D画像の長辺のピクセル数です。
2Dマッチング設定
距離変換を使用：距離変換コスト関数または相互相関係数コスト関数を使用するかを選択します。
姿勢検証設定
入力点群あたりの予想結果数：1つの入力点群から取得するマッチング姿勢の予想数を設定します。
詳細パラメータ
詳細パラメータでは、テンプレート設定、前処理設定、投票設定、特徴設定、姿勢検証設定など、より細かなマッチングパラメータを調整できます。
モデルダウンサンプリング粒度
UltraFine → VeryCoarse（最精密から最粗い） モデル作成時にテンプレート点群をどの程度ダウンサンプリングするかを設定します。細かい設定ほど特徴を多く保持できますが、マッチング時間は長くなります。
目標数
各入力点群に対して取得したい候補位置姿勢の数を設定します。
ダウンサンプリング粒度
UltraFine → VeryCoarse（最精密から最粗い） シーン点群をどの程度ダウンサンプリングするかを設定します。細かい設定ほど特徴を多く保持できますが、マッチング時間は長くなります。
最大重なり率
シーン内で物体同士の重なりがある場合に、許容する最大の相互重なり率を設定します。 パラメータ範囲：0~1。 実際の状況に応じて設定。デフォルト値はほとんどのシーンに適用。
特徴点比例
作用：特徴マッチング時に選別するシーン内特徴点の割合を設定
パラメータ範囲：0~1
計算例：
シーン点群：10,000個のポイント
ダウンサンプリング後：1,000個のポイント
特徴点比例 0.2 → 実際にマッチングに使用: 200 個のポイント
デフォルト値はほとんどのシーンに適用。対象物体特徴が散在または細長い場合、本パラメータを大きく調整する必要があり、同時にマッチング時間も長くなります。
位置フィルタリング設定
シーン内の物体位置に制約がある場合に使用します。たとえば、物体が固定された作業台上にある場合などです。距離範囲を設定することで、条件に合わないマッチング結果を除外できます。
テンプレート上で目標点を選択し、シーン側で参照点と参照方向を指定します。目標点の投影距離を計算し、距離しきい値範囲内にあるマッチング位置姿勢のみを保持します。
モデル座標系点： モデル物体（幾何中心点）座標系上の目標点。
シーン座標系点： シーン座標系（カメラまたはロボット座標系）上の参照点。
シーン座標系方向： シーン座標系（カメラまたはロボット座標系）上の参照方向。
最小距離： 目標点が参照方向沿参照点到参照点への最小距離。
最大距離： 目標点が参照方向沿参照点到参照点への最大距離。
方向フィルタリング設定
本機能は、シーン内物体の姿勢に一定の向き制約がある場合に使用します。角度範囲を設定することで誤マッチングを減らせます。モデル側で目標方向を選び、シーン側で参照方向を指定して、その角度差がしきい値範囲内にある候補だけを保持します。
モデル座標系方向： モデル物体（幾何中心点）座標系上の目標方向。
シーン座標系方向： シーン座標系（カメラまたはロボット座標系）上の参照方向。
最小角度： 目標方向と参照方向間の最小角度。
最大角度： 目標方向と参照方向間の最大角度。
参照座標系
位置フィルタリングと方向フィルタリングに使用する参照座標系を選択。
CameraFrame：カメラを参照座標系として使用します。物体の位置や姿勢がカメラ視点に関連するシーンに適しています。
CameraFrame：カメラを参照座標系として使用します。物体の位置や姿勢がカメラ視点に依存するシーンに適しています。
RobotFrame：ロボットを参照座標系として使用。物体の位置と姿勢がロボット操作に関連するシーンに適用。