檢測與量測

檢查雷射輪廓基準與缺失資料的處理行為

當基準 ROI 包含了被測特徵,或丟失了資料時,相對於擬合基準的高度可能發生變化。在調整合格閾值之前,先驗證幾何關係和無效點的處理方式。

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檢查雷射輪廓基準與缺失資料的處理行為 — 工程示意圖,並非已驗證的 Deyi 設備現場照片。
工程示意圖,並非已驗證的 Deyi 設備現場照片。

本測試要回答的問題

當基準 ROI 包含了被測特徵,或丟失了資料時,相對於擬合基準的高度可能發生變化。在調整合格閾值之前,先驗證幾何關係和無效點的處理方式。

這是一份與廠商無關的現場調機方法。更改任何設定之前,請先查閱所用具體型號的相機、鏡頭、感測器或控制器手冊。文中的數值範例表為假設資料,既不是 Deyi Vision 的量測結果,也不是產品規格。

前置條件

使用有代表性的台階狀表面,並配有獨立的高度參考。確認所安裝感測器的座標單位、有效資料的表示方式,以及與韌體相關的曝光控制。

把高度定義為相對於某個物理基準的高度,並指出哪些區域內的量測點是必不可少的。一條包含很多有效點的輪廓,仍可能缺少關鍵的頂面或基面。查閱所安裝感測器和韌體的文件,了解其有效性指示和量測規則。舊版官方參考文件可印證這裡的診斷原則,但並不能說明任何目前 Deyi 感測器的內插、曝光或工具功能。

測試台與紀錄

準備原始輪廓/強度紀錄、固定治具和參考台階。儲存感測器位姿、基準/特徵 ROI、濾波器、曝光和量測狀態標誌。

準備獨立的高度參考、剛性治具,以及原始輪廓紀錄,紀錄中應包含可獲得的強度和狀態資訊。標出特徵之外的基面區域和必需的特徵區域。記錄感測器位姿、材料、所支援的曝光設定,以及接受基準擬合結果的規則。保留無效點標記,不要把它們轉換成零;並說明匯出的位置是直接測得的、經過轉換的,還是由其他處理環節填充的。

執行測試

  1. 在特徵之外的穩定參考表面上定義基準 ROI;檢查擬合的直線和殘差。
  2. 在三種支援的曝光設定下擷取輪廓,比較有效覆蓋率,而不是只看外觀是否平滑。
  3. 輕微旋轉或平移試件,以區分遮擋與訊號過弱或過強。
  4. 有意測試缺失的特徵/基準區域,確認應用程式回傳的是無效或需複核的狀態,而不是一個看似合理的數值。

在預定且受支援的曝光設定下擷取參考件,先比較點的有效性和高度,再去調整量測工具。透過受控試驗改變觀察方向,以區分遮擋與回波微弱,同時保持參考幾何不變。只用有依據的基面點來擬合基準,並檢查其殘差和位置。然後利用有效的必需點來評估特徵高度,並使用有意製造的不完整輪廓,來驗證應用程式的無效結果處理路徑。

假設範例表

假設特徵 Z12.34 mm 減去基準 Z10.00 mm,得到 2.34 mm。預期的 100 個取樣點中只有 80 個有效,基準殘差為 0.008 mm。只有覆蓋率/位置判定準則和與參考值的比較都通過,這個高度才可用;內插不屬於實測佐證。

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.
假設範例表;請將所有輸入值替換為實際記錄的數值。
項目假設值意義
相對高度2.34 mm假設的特徵減去基準
有效取樣比例80%覆蓋範圍必須包含關鍵區域
基準擬合殘差0.008 mm假設的 RMS,不是感測器精度

該範例表用觀測到的特徵座標減去擬合基準。其中的有效點比例只描述了所指定統計區域內的覆蓋情況,並不能證明特徵的關鍵位置已被觀測到。基準殘差低,只說明所選的點與擬合基準吻合,並不能證明這些點代表的就是正確的物理基面。在接受這個假設高度之前,要同時檢查空間覆蓋情況,並確認基準取自正確的物理面。

測試流程

測試流程

在不受影響的表面上擬合基準,並在特徵所在位置評估相對於該基準的特徵高度。

  1. 參考表面
  2. 基準擬合
  3. 特徵
  4. 高度
在不受影響的表面上擬合基準,並在特徵所在位置評估相對於該基準的特徵高度。示意圖,間距不按比例。
查看原尺寸示意圖

解讀佐證

解讀佐證

先檢查原始覆蓋情況,再做曝光/角度實驗,並拒絕接受無效的量測狀態。

  1. 原始輪廓
  2. 有效遮罩
  3. 曝光/角度
  4. 有效性判定
先檢查原始覆蓋情況,再做曝光/角度實驗,並拒絕接受無效的量測狀態。示意圖,間距不按比例。
查看原尺寸示意圖

把幾何示意圖當作一張佐證圖來讀:直接回波、缺失區域、特徵和基準各有不同的意義。把被接受的基準點和特徵點疊加到原始輪廓上,以暴露點集被污染或選點錯誤。內插得到的位置可以用於視覺化,但必須始終標註為估計值。不要讓一條好看的連續曲線,把未被觀測到的邊緣變成回報的實測高度。

故障排除

  • 基準 ROI 碰到凸起的特徵,會使基線產生偏差。
  • 缺失點不隨曝光而改變、卻隨角度而改善,提示是遮擋;增加曝光無法讓被遮住的幾何形狀顯現出來。

缺失點隨觀察方向而變化,提示是遮擋或反射幾何的問題,需要檢查實際的表面。缺失點隨所支援的曝光設定而變化,則可能與訊號範圍有關;在推斷原因之前,先檢查狀態資訊和原始佐證。基準漂移,可能是特徵點進入了基面區域,或治具發生了移動。如果無效資料產生了一個看似合理的零高度,應先修正應用程式對有效性的處理,再去調整任何合格/不合格閾值。

驗收與交接

測試之前先定義關鍵區域的最低覆蓋率和基準殘差的上限。要求無效狀態得到正確處理,且高度與獨立參考一致;絕不能用零替代缺失點,也不能悄悄跨越與瑕疵等大的缺口。

將原始檔案、設定、樣品標識和判定限值一併歸檔。請參照下方相關的產品指南與準備指南,與 Deyi Vision 討論已有書面記載的需求。

在聲明的位姿和材料範圍內,用新擷取的參考件資料進行驗證,要求關鍵特徵區域和基準區域都具有約定的可用佐證。按所選的判定策略,把高度與獨立參考進行比較。有意移除或作廢必需的點,驗證檢測會回報無效結果並給出其原因。歸檔原始輪廓、所選區域和有效性規則;感測器位姿、配方或材料發生變化後,應重複該測試。

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. Gocator Measurement Tool Technical ManualLMI Technologies查核於
  2. Gocator Line Profile Sensors User ManualsLMI Technologies查核於

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