检测与测量

检查激光轮廓基准与缺失数据的处理行为

当基准 ROI 包含了被测特征,或丢失了数据时,相对于拟合基准的高度可能发生变化。在调整合格阈值之前,先验证几何关系和无效点的处理方式。

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检查激光轮廓基准与缺失数据的处理行为 — 工程示意图,并非已验证的 Deyi 设备现场照片。
工程示意图,并非已验证的 Deyi 设备现场照片。

本测试要回答的问题

当基准 ROI 包含了被测特征,或丢失了数据时,相对于拟合基准的高度可能发生变化。在调整合格阈值之前,先验证几何关系和无效点的处理方式。

这是一份与厂商无关的现场调试方法。更改任何设置之前,请先查阅所用具体型号的相机、镜头、传感器或控制器手册。文中的数值示例表为假设数据,既不是 Deyi Vision 的测量结果,也不是产品规格。

前置条件

使用有代表性的台阶状表面,并配有独立的高度参考。确认所安装传感器的坐标单位、有效数据的表示方式,以及与固件相关的曝光控制。

把高度定义为相对于某个物理基准的高度,并指出哪些区域内的测量点是必不可少的。一条包含很多有效点的轮廓,仍可能缺少关键的顶面或基面。查阅所安装传感器和固件的文档,了解其有效性指示和测量规则。旧版官方参考文档支持这里的诊断原则,但并不能说明任何当前 Deyi 传感器的插值、曝光或工具功能。

测试台与记录

准备原始轮廓/强度记录、固定治具和参考台阶。保存传感器位姿、基准/特征 ROI、滤波器、曝光和测量状态标志。

准备独立的高度参考、刚性治具,以及原始轮廓记录,记录中应包含可获得的强度和状态信息。标出特征之外的基面区域和必需的特征区域。记录传感器位姿、材料、所支持的曝光设置,以及接受基准拟合结果的规则。保留无效点标记,不要把它们转换成零;并说明导出的位置是直接测得的、经过变换的,还是由其他处理环节填充的。

执行测试

  1. 在特征之外的稳定参考表面上定义基准 ROI;检查拟合的直线和残差。
  2. 在三种支持的曝光设置下采集轮廓,比较有效覆盖率,而不是只看外观是否平滑。
  3. 轻微旋转或平移试件,以区分遮挡与信号过弱或过强。
  4. 有意测试缺失的特征/基准区域,确认应用返回的是无效或需复核状态,而不是一个看似合理的数值。

在计划的受支持曝光设置下采集参考件,先比较点的有效性和高度,再去调整测量工具。通过受控试验改变观察方向,以区分遮挡与回波微弱,同时保持参考几何不变。只用有依据的基面点来拟合基准,并检查其残差和位置。然后利用有效的必需点来评估特征高度,并使用有意制造的不完整轮廓,来验证应用的无效结果处理路径。

假设示例表

假设特征 Z12.34 mm 减去基准 Z10.00 mm,得到 2.34 mm。预期的 100 个采样点中只有 80 个有效,基准残差为 0.008 mm。只有覆盖率/位置判据和与参考值的比较都通过,这个高度才可用;插值不属于实测证据。

height = valid_feature_z - fitted_datum_z_at_feature
12.34 - 10.00 = 2.34 mm
valid_fraction = valid_samples / expected_samples
80 / 100 = 80%
Missing values remain invalid, not zero height.
假设示例表;请将所有输入值替换为实际记录的数值。
项目假设值含义
相对高度2.34 mm假设的特征减去基准
有效采样比例80%覆盖范围必须包含关键区域
基准拟合残差0.008 mm假设的 RMS,不是传感器精度

该示例表用观测到的特征坐标减去拟合基准。其中的有效点比例只描述了所指定统计区域内的覆盖情况,并不能证明特征的关键位置已被观测到。基准残差低,只说明所选的点与拟合基准吻合,并不能证明这些点代表的就是正确的物理基面。在接受这个假设高度之前,要同时检查空间覆盖情况,并确认基准取自正确的物理面。

测试流程

测试流程

在不受影响的表面上拟合基准,并在特征所在位置评估相对于该基准的特征高度。

  1. 参考表面
  2. 基准拟合
  3. 特征
  4. 高度
在不受影响的表面上拟合基准,并在特征所在位置评估相对于该基准的特征高度。示意图,间距不按比例。
查看原尺寸示意图

解读证据

解读证据

先检查原始覆盖情况,再做曝光/角度实验,并拒绝接受无效的测量状态。

  1. 原始轮廓
  2. 有效掩膜
  3. 曝光/角度
  4. 有效性判定
先检查原始覆盖情况,再做曝光/角度实验,并拒绝接受无效的测量状态。示意图,间距不按比例。
查看原尺寸示意图

把几何示意图当作一张证据图来读:直接回波、缺失区域、特征和基准各有不同的含义。把被接受的基准点和特征点叠加到原始轮廓上,以暴露点集被污染或选点错误。插值得到的位置可以用于可视化,但必须始终标注为估计值。不要让一条好看的连续曲线,把未被观测到的边缘变成上报的实测高度。

故障排查

  • 基准 ROI 碰到凸起的特征,会使基线产生偏差。
  • 缺失点不随曝光而改变、却随角度而改善,提示是遮挡;增加曝光无法让被遮住的几何形状显现出来。

缺失点随观察方向而变化,提示是遮挡或反射几何的问题,需要检查实际的表面。缺失点随所支持的曝光设置而变化,则可能与信号范围有关;在推断原因之前,先检查状态信息和原始证据。基准漂移,可能是特征点进入了基面区域,或治具发生了移动。如果无效数据产生了一个看似合理的零高度,应先纠正应用对有效性的处理,再去调整任何合格/不合格阈值。

验收与交接

测试之前先定义关键区域的最低覆盖率和基准残差的上限。要求无效状态得到正确处理,且高度与独立参考一致;绝不能用零替代缺失点,也不能悄悄跨越与缺陷等大的缺口。

将原始文件、设置、样品标识和判定限值一并归档。请参照下方相关的产品指南与准备指南,与 Deyi Vision 讨论已有文档记录的需求。

在声明的位姿和材料范围内,用新采集的参考件数据进行验证,要求关键特征区域和基准区域都具有约定的可用证据。按所选的判定策略,把高度与独立参考进行比较。有意移除或作废必需的点,验证检测会报告无效结果并给出其原因。归档原始轮廓、所选区域和有效性规则;传感器位姿、配方或材料发生变化后,应重复该测试。

来源与技术参考资料

这些资料说明了本教程所用方法的依据与适用范围。文中的检查示例仅供参考;量产验收需要用你自己的样品取得证据。

  1. Gocator Measurement Tool Technical ManualLMI Technologies核查于
  2. Gocator Line Profile Sensors User ManualsLMI Technologies核查于

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