Filtrar produtos por um array de Categorias no Magento

Como filtrar produtos por um array de Id de Categorias no Magento 2

$catalog_ids = array( 3175, 3415, 3416, 3417, 3418, 3419, 3420, 3421, 3630);

$productCollectionFactory = $this->_objectManager->get('Magento\Catalog\Model\ResourceModel\Product\CollectionFactory');

$collection = $productCollectionFactory->create();

$collection->addCategoriesFilter(array('in' => $catalog_ids));

$items = $collection->getItems();