相機與影像擷取

為未封口包裝的完整性檢測設定相機

在封口前對可見內容取像:擺放方式固定,套件參考可追溯,並對被隱藏或被遮蓋的物品明確寫出侷限。

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為未封口包裝的完整性檢測設定相機
工程說明用示意圖,不是實物照片,也不代表已完成量產測試。

定義未封口包裝的可見完整性

將完整性定義為:在選定的檢測事件發生時,未封口包裝或託盤內可見的指定物品。不要隔著已封口的紙箱、在不透明填充物下方或蓋片後面去推斷內容物。觀察區域暴露時,相機可以拍到可見的蓋子、插入件或密封件;這並不能證明套件中其他位置的每一件必需物品都在。把可見物品清單和排除項與取像需求寫在一起。與包裝工序負責人商定可以獨立評定的參考,以免整齊的包裝外觀悄悄變成對隱藏內容物或整批出貨完整性的結論。

準備參考套件與漏裝樣品

準備可識別的正確套件,並準備以下情形:故意漏放一件可見物品、多放一件可見物品,以及允許範圍內的材料或託盤變化。製作漏裝參考時,要保留周圍的正常內容物:一個完全空白的嶄新託盤,未必能代表在實際裝有物品的包裝中缺少一件插入件的情形。記錄套件定義和包裝標識,並把同一包裝的多次取像結果放在一起。留出獨立的包裝,供後續驗收使用。如果參考樣品中某件物品被遮蓋,應標註觀察侷限,而不是讓影像工作流程去猜測其中有什麼。僅由目前視覺輸出所建立的參考,不構成獨立證據。

為指定的託盤選擇觀察視角

結合完整的包裝、託盤壁、蓋片和包裝治具來選擇觀察方向。俯視可以把各腔位分開,卻可能讓高大的物品藏在翹起的蓋片後面;斜視能看到側面,但會帶來隨深度變化的位移和重疊。在同一批已標識的參考上,依允許的擺放範圍比較兩者。在指定的內容物和包裝基準周圍留出足夠的餘量,使正常的移動不會把必需的區域裁掉。如果任何允許的視角都拍不到某件必需物品,就應改變擺放方式或增加單獨的檢查,而不是把沒有觀察到的物品描述成可靠地缺失。

相機觀察包裝中暴露的內容物

讓必需的可見物品避開託盤壁和蓋片;被遮蓋的內容物不在影像結論範圍內。

  1. 相機朝未封口託盤內的觀察方向
  2. 指定的可見物品區域
  3. 蓋片與託盤壁的遮擋範圍
  4. 被遮蓋的內容物仍未被觀察
建議的觀察幾何配置;不推斷已封口包裝內的物品。
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依所需證據規劃影像取樣

圍繞真正能區分預期觀察對象的可見特徵來規劃取樣。在一個假設的取景範例中,300 mm 的視野橫跨 3000 px,標稱比例為 0.1 mm/px,一個 2 mm 的特徵佔 20 px。這只是規劃用的算術,不是實測的光學解析度、辨識準確率,也不是經過校正的深度量測。要在完整包裝上驗證對焦、對比度、畸變以及實際物體的高度。一個大面積的彩色形狀也許足以支援有無觀察,而一個很小的印刷標識則需要另一類影像任務。不要僅憑標稱像素數選擇相機,再把這個數字當作套件標識正確的證明。

# Hypothetical framing calculation, not a calibrated inspection specification.
field_width_mm = 300.0
image_width_px = 3000
nominal_mm_per_px = field_width_mm / image_width_px  # 0.1
feature_width_mm = 2.0
nominal_feature_px = feature_width_mm / nominal_mm_per_px  # 20.0
# Check actual contrast, focus, distortion and visibility on the declared packaging specimens.

在內容物被遮住之前取像

把取像安排在預定的包裝作業之後、封口或加蓋遮住指定物品之前。將作業和包裝標識與來源影格一併記錄。手或工具仍在箱內時,屬於觀察受阻,不能當作物品缺失的證據。在已安裝的模式下,確認實際曝光、相機就緒狀態,以及觸發事件與最新影像之間的對應關係。用同一套參考規則,比較靜止擺放和允許的移動擺放。預定事件前後緊鄰的那張好看的影格,如果屬於另一個包裝或另一種裝箱狀態,就不能作為有效的替代。

用材料、蓋片與姿態變化來檢驗

在不改變可見物品參考的前提下,用允許範圍內的紙箱顏色、託盤表面處理、透明包裝膜、蓋片位置和包裝旋轉來檢驗。先比較同一包裝在所選擺放方式改變前後的情況,再比較允許材料範圍內、獨立標識的各個包裝。在紀錄表中如實保留反光、深陰影和遮擋。光面包裝膜會讓腔位看起來像被佔用,翹起的蓋片則可能遮住真實存在的物品。如果可見性喪失,應保留觀察侷限,而不是修改預期數量。紙箱輪廓能夠重複,並不能說明相機已經看到了套件定義所要求的物品。

建立包裝取像紀錄表

建立一列紀錄,把包裝標識、套件定義、參考判定、原始影像、相機實際設定、取像事件、蓋片或蓋板狀態以及指定的可見區域串連起來。把失敗的取像方案,以及能解釋所選視角的觀察結果也寫進去。這張表把可見性證據與後續的計數或辨識規則區分開。保留原始影格,而不是只留一張裁得很緊、效果不錯的預覽,以便接手的工程師檢查附近的物品和遮擋材料。記錄移動、中斷或人工介入是否影響了取像。未標識的已儲存影像,無法為「檢查的確實是預定的包裝和包裝作業」這一論斷提供站得住腳的支撐。

未封口包裝取像紀錄表
參考情形取像控制需留存的證據
故意漏放一件可見物品相同的套件周圍內容物與託盤原始影像與獨立的套件參考
翹起的蓋片遮住了某件物品同一包裝上受控的蓋片狀態完整畫面與可見性標註
反光包裝膜看起來像內容物固定相機,成對比較的擺放方式原始反光與物體邊界
包裝移動越過取像事件指定的事件,並與最新影格關聯包裝、作業和影像標識

僅在可見範圍內驗收影像

只有當指定的可見物體在商定的各開發組中都保持可觀察,且尚未解決的組仍被明確列出時,才接受該影像基線。在開發完整性工作流程之前,先凍結擺放方式、相機幾何配置、取像事件和實際設定。之後還須由獨立驗收來驗證所選的判定流程和工站交接;僅靠影像回放,不能認證真實相機、目前包裝或生產執行環境。如果被遮蓋的內容物很重要,就要保留採用另一種觀察或清點方法的需求。Deyi Vision 可以協助進行受支援的影像工作流程比較,但這套設定是一個建議的開發流程,不聲稱已完成工廠測試,也不聲稱在各類包裝上都能達到某種通用的準確率。

從套件參考到取像基線

在接受影像用於後續工作流程開發之前,先把包裝標識和擺放方式與影像綁定。

  1. 凍結可見套件參考
  2. 封口前讓指定的物品暴露
  3. 比較受控的取像方案
  4. 接受基線,保留隱藏侷限
開發階段的步驟順序,不是實際產線的驗收結果。
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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. Camera CalibrationOpenCV查核於
  2. Exposure TimeBasler查核於
  3. Triggered Image AcquisitionBasler查核於

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