檢測與量測

零件計數:診斷零件的合併與拆分

根據儲存的遮罩診斷少計與多計;區分相互接觸的零件、眩光造成的拆分、面積篩選和料盤偽影。

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零件計數:診斷零件的合併與拆分
工程說明圖,不是照片,也不是實測結果。

檢測任務

從第一次計數不符入手,判斷零件是被連在一起、被拆開,還是被排除了。要使用獨立得知的實物數量,而不是想當然地認定期望的答案。在改動面積限值之前,先在分割不變的條件下重放同一張原始影像。這樣才能確定症狀來自連通性,還是來自計數資格篩選。

前置條件與樣品對照

寫明預期數量,以及怎樣才算一個實際零件。準備裝料正確、少料和零件相互接觸的樣品,並備好獨立清點得出的答案。基線方案統計的是相互分離的連通區域,而不是被遮擋的物體。一個連通區域可能包含多個相互接觸的零件,而單一反光零件也可能裂成多個區域。選定計數閾值之前,要把這些侷限寫進樣品定義。

選擇相機方案

整個料盤能完整納入一次觸發的單一影格時,使用面陣相機。為獲得輪廓對比度選用黑白相機,僅在確有顏色要求時才選用彩色相機。送料過程中存在移動時,需要經過驗證的全域快門時序,或採用料盤已穩定的取像位置。線陣方案需要透過移動重建影像,用在靜止的料盤上並不會自動更好。

執行受控流程

在測試修正方案之前,先凍結一份失敗工作流程的副本,並保留最初失敗的原始影像。先在儲存的資料上重現症狀,再判斷它是跟著零件、照明、取像還是軟體狀態走的。最終答案變了並不夠:相關的中間證據必須因為預期的實際原因而得到改善。重跑成功之後,也不要抹掉最初的失敗紀錄。

  1. 把每個已標註的區域疊加到原始料盤影像上。
  2. 比較篩選前後各零件的面積。
  3. 將相互接觸的零件分開後重新擷取,不改動舊影像。
  4. 將眩光抑制與閾值改動分別獨立測試。

流程圖

從原始區域出發,穿過計數資格篩選一路追溯到計數不符之處,然後檢驗一個實物或演算法方面的原因。

  1. 原始失敗
  2. 單一改動
  3. 重放對照
  4. 殘餘風險
工程說明圖,不是照片,也不是實測結果。
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記錄佐證

記錄實物數量、原始區域數、可計數區域數和排除原因。每個被排除的區域都要標註;原始區域數與可計數區域數之間的差異應當能夠解釋。仍然無法從影像中解決的案例,要保留下來。

在設法修正總數之前,先建立零件層級的失敗對應表。把每個實際零件,與覆蓋它的一個或多個原始連通區域對應起來。被計數資格篩選濾除的零件,要與遮罩中根本不存在的區域分開記錄。這樣可以把「可見的小零件被最小面積篩選丟棄」,與「零件因對比度差而丟失」區分開。檢查那個大的合併區域中原來的間隙:如果原始影像裡就沒有這個間隙,調整閾值也無法可靠地還原它的真實形狀。為檢驗連通性假設,在實際把零件分開之後重新擷取一張影像,新舊兩份輸入都要保留。若懷疑是眩光造成的拆分,只改變照明佈置,並檢查同一個零件是否變成一個完整的區域,同時沒有把相鄰的料盤特徵帶進來。

範例記錄表;請填入自己的結果。
對照項應觀察內容判定界限
N3:3 個分離零件本例預期 3 個可計數區域與獨立的實物計數比對
N2:2 個分離零件本例預期 2 個可計數區域少料;不要改動預期的 3
T3:3 個相互接觸的零件區域數可能不等於 3複核;連通區域並不等於實際物體

診斷失敗案例

最小面積篩選可能丟棄有效的小零件;反光可能把一個零件拆成多個可計數的孤立區域。放寬面積上下限,可能引入料盤雜訊。應先恢復分離效果或可見性,再考慮用數值補償。

故障隔離

即使造成相同的總數誤差,連在一起的一對零件、被拆分的零件和被篩掉的小零件,也需要不同的補救措施。

  1. 合併
  2. 拆分
  3. 被篩除
  4. 料盤雜訊
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獨立驗證

每次試驗只改動一個可疑原因,並重放之前失敗的所有對照樣品。日誌中要記錄影像編號、參數差異、ROI 和執行環境識別碼。如果結果變了,而預期的中間觀察結果並沒有相應變化,就要去排查時序或資料來源。無定論的影格要明確保留為待複核案例,不要為了讓比較看起來更好而把它們刪掉。

修正之後,重放每一個舊的不符案例並檢查各個區域。另用新的少料料盤獨立測試;絕不能為了配合一張失敗的影像而去修改預期計數。

使用一份與所懷疑的機理對應的修正記錄表。面積篩選方面的修正,應當改變可計數資格,而原始分割保持不變。照明方面的修正,應當改變原始影像的對比度及由此得到的遮罩。穩定性方面的修正,應當消除新影格中與移動相關的橋接,但不必改變已儲存的模糊影像。如果觀察到的效果與預測不符,就讓該假設保持未決,並檢查其他改動。每接受一項修正,都要重放完整的料盤對照樣品,包括多出零件的情形和允許的最小零件。確認一處合併和一處拆分沒有相互抵消成表面上正確的總數。當已安裝的方案無法解釋相互接觸的零件和被遮住的零件時,將其標記為未解決。審查人員應當能夠根據提供的原始影像和參數差異,重現舊的不符、具體的改善以及剩餘的侷限。

繼續工程交接

把原始失敗案例、修正後的結果、參數差異和剩餘的邊界案例發給 Deyi Vision 審查。只有在用儲存的影像完成隔離驗證之後,才在實際安裝的裝置上驗證修正。在單一檔案上展示有效的修正,並不能證明實際相機的可靠性、機器人校正或量產驗收。

將原始影像與對應的結果紀錄一併儲存。

來源與技術參考資料

這些資料說明本教學所用方法的依據與適用範圍。文中的檢查範例僅供參考;量產驗收需要用你自己的樣品取得佐證。

  1. Visual inspection system design checklistDeyi Vision查核於
  2. Morphological transformationsOpenCV查核於

工程評估

把檢測問題與佐證資料一併寄來。

請提供樣品影像、目前的方案,以及未通過的檢查項目;並註明視野、工作距離、線速度與驗收標準,方便做出切實可行的評估。

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