CN110793968A - 辨识孔壁瑕疵的检测设备 - Google Patents
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Abstract
一种辨识孔壁瑕疵的检测设备，包含有一检测平台、一广角摄像装置及一处理器。该检测平台供一待测物设置，该广角摄像装置设置于该检测平台一侧，对该待测物上的至少一孔结构进行取像，该处理器包含有一取像指示模块及一图像处理模块，该取像指示模块与该广角摄像装置电连接，以传送一取像指令至该广角摄像装置以取得该孔结构的一影像，该图像处理模块接收该影像并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果。
Description
技术领域
本发明是有关于一种检测设备，尤指一种辨识孔壁瑕疵的检测设备。
背景技术
在各种对象上常会见到许多孔、槽等具有深度的结构设计，这些结构设计除了作为造型、流通口之外，通常具有用以定位、锁固、或装设其他零组件等使用目的，并且依据使用目的的不同，对于这些结构设计也有不同的精度要求。
孔，一般可以经由冲床冲压制成、经由雷射切割而成、或经由手工具钻孔形成等方式，依照制程方式的不同，孔的精度也大有不同，因此需要针对对象上的孔进行检测，以确保孔符合所需的精度要求。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种简化孔壁检测流程以及提高整体检测效率的检测设备。
为达到上述目的，本发明提供一种辨识孔壁瑕疵的检测设备，包含有一检测平台、一广角摄像装置及一处理器。该检测平台供一待测物设置，该广角摄像装置设置于该检测平台一侧，对该待测物上的至少一孔结构进行取像，该处理器包含有一取像指示模块及一图像处理模块，该取像指示模块与该广角摄像装置电连接，以传送一取像指令至该广角摄像装置以取得该孔结构的一影像，该图像处理模块接收该影像并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果。
为达到上述目的，本发明另提供一种辨识孔壁瑕疵的检测设备，包含有一检测平台、一摄像装置及一处理器。该检测平台供一待测物设置，该摄像装置设置于该检测平台一侧且与该检测平台表面间夹一倾斜角，对该待测物上的至少一孔结构进行取像，该处理器包含有一取像指示模块及一图像处理模块，该取像指示模块与该摄像装置电连接，以传送一取像指令至该摄像装置以取得该孔结构的一影像，该图像处理模块接收该影像并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，包含有一照明装置，设置该检测平台一侧，以提供照明光源。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该广角摄像装置的视角介于70度至90度之间。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该广角摄像装置与该待测物间的取像焦距介于5mm至60mm之间。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该广角摄像装置包含有一摄像机主体及一设置于该摄像机主体一侧的广角镜头。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该照明装置包含有一或多个侧向光源，设置于该检测平台上方的一侧、两侧或四周。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该照明装置包含有一或多个背面光源，设置于该检测平台相对该广角摄像装置的另一侧。
一种辨识孔壁瑕疵的检测设备，包含有：
一检测平台，供一待测物设置；
一摄像装置，设置于该检测平台一侧且与该检测平台表面间形成一倾斜角，对该待测物上的至少一孔结构进行取像；一处理器，包含有一取像指示模块及一图像处理模块，该取像指示模块与该摄像装置电连接，以传送一取像指令以取得该孔结构的一影像，该图像处理模块接收该影像并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该摄像装置为一广角摄像装置。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该摄像装置与该检测平台表面间的倾斜角介于0度至90度之间。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该摄像装置由一移载装置移动沿该孔结构周缘绕行一圈以对该孔结构进行取像。
上述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其中，该孔结构内侧壁具有气泡、孔隙、凹陷、凸块、裂痕、油墨、毛边或异物。
本发明可以于单次取像中取得孔结构内侧壁面的所有影像，以此辨识其瑕疵的位置及其种类，简化以往繁复的检测流程，缩减检测时间，提升检测生产线的工作效率，并且适用于检测电路板的各类型孔壁或侧壁。
附图说明
图1为本发明实施例中辨识孔壁瑕疵的检测设备的侧面示意图。
图2为本发明实施例中辨识孔壁瑕疵的检测设备的方块示意图。
图3为本发明实施例中辨识孔壁瑕疵的检测设备的成像示意图。
图4为本发明实施例中辨识孔壁瑕疵的检测设备取得孔结构的影像示意图。
图5为本发明实施例中辨识孔壁瑕疵的检测设备另一实施例的侧面示意图。
图6为本发明实施例中辨识孔壁瑕疵的检测设备另一实施例影像取像区域的移动示意图。
附图标记说明：
100 检测设备
P 待测物
P1 孔结构
P11 内侧壁面
10 检测平台
20 广角摄像装置
21 摄像机主体
22 广角镜头
30 处理器
31 取像指示模块
32 图像处理模块
33 定位指示模块
40 照明装置
41 侧向光源
411 光源
412 透镜
413 漫射器
42 背面光源
50 移载装置
θ 视角
H 取像焦距
I 拉伸影像
200 检测设备
A 倾斜角
T 影像取像区域
M 反射镜
L 光线
R 路径
D 瑕疵
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下。再者，本发明中的附图，为说明方便，其比例未必照实际比例绘制，该等附图及其比例并非用以限制本发明之范围，在此先行叙明。
请参阅图1以及图2，为本发明检测设备的侧面示意图以及方块示意图，如图所示：
本发明是提供一种辨识孔壁瑕疵的检测设备100，该检测设备100主要应用于检测孔、槽等结构的内侧壁面，透过光学检测镜头于单次拍摄取得内侧壁面的所有影像，以辨识其壁面上是否具有异物、油墨或表面不平整等瑕疵状况，该检测设备100包含有一检测平台10、一广角摄像装置20及一处理器30。
所述的检测平台10供一待测物P设置，该待测物P可以为一电路板、一面板或一产品壳体等对象，本发明对此不予以限制。在一实施例中，所述的检测平台10可以设置有用以定位该待测物P的定位支架(图未示)，该定位支架包含有二可分别于X方向以及Y方向上调整的定位杆，经由该二定位杆将该待测物P固定设置于该检测平台10的平面上。于另一实施例中，所述的检测平台10可以设置有一真空吸附装置(图未示)，经由该真空吸附装置吸附该待测物P，以将该待测物P固定设置于该检测平台10的平面上。所述的检测平台10还可以设置有一用以承载该待测物P的传输带(图未示)，于该待测物P经过该广角摄像装置20时对该待测物P进行取像。但上述例示仅为本发明检测平台10的几种较佳实施例说明，本发明的具体实施例并不局限于上述实施例，在此先行说明。
所述的广角摄像装置20设置于该检测平台10一侧，对该待测物P的至少一孔结构P1进行取像，该孔结构P1可以为一通孔、一槽孔或其他任何在对象上形成具有一深度的结构。于本实施例中，如图1所示，该广角摄像装置20设置于该检测平台10的上方，用以拍摄该待测物P，以取得该孔结构P1内侧壁面P11的影像。所述的广角摄像装置20包含有一摄像机主体21及一设置于该摄像机主体21一侧的广角镜头22，其中，该广角镜头22可以与该摄像机主体21共构为一体或独立设置，本发明对此不予以限制。所述的摄像机主体21可以为CMOS线扫描相机(CMOS line scan camera)、CMOS面扫描相机(CMOS area scan camera)或CCD(Charge Coupled Device)线扫描相机，可以对该待测物P的孔结构P1进行取像，以得到该孔结构P1内侧壁面P11的影像。所述的广角镜头22对对象进行取像时，所取得的影像会有球面或膨胀的感觉，产生桶状畸变(Barrel Distortion)，又称为负型扭曲(NegativeDistortion)，例如该广角镜头22拍摄一个方形物体时，所取得的影像的四角会向内紧缩，而影像的边线中段则会向外拉伸凸出，形状类似一个木桶，因此又被称为桶状变形。
于本实施例中，如图2所示，所述的处理器30包含有一取像指示模块31、一图像处理模块32及一定位指示模块33。于一实施例中，所述的处理器配合储存单元工作，用以存取储存单元的数据后，执行储存单元内预存的程序，预存的程序可以为取像指示模块31、图像处理模块32及定位指示模块33。在此必须先说明的是，本发明中所述的处理器及储存单元并不限制单个，于必要时亦可以经由多个处理器及多个储存单元协同执行程序并完成工作。于一实施例中，所述的处理器例如是中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，或是其他可程序化之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits,ASIC)、可程序化逻辑设备(Programmable LogicDevice,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。
所述的取像指示模块31与该广角摄像装置20电连接，该取像指示模块31传送一取像指令至该广角摄像装置20，以令该广角摄像装置20取得该孔结构P1的一影像。所述的图像处理模块32接收该广角摄像装置20取得该孔结构P1的影像，并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果，透过该影像辨识结果判断该孔结构P1内侧壁面P11是否具有瑕疵D及其种类与位置(如图4所示)。于一实施例中，所述的图像处理模块32依据所取得的该孔结构P1的影像，将影像经过例如二值化处理、锐化处理、加强对比度处理、去背处理、影像分割处理或其他类似的图像处理程序，透过上述图像处理后的影像辨识该孔结构P1内侧壁面P11是否具有瑕疵D，以及辨识瑕疵D为例如该内侧壁面P11具有气泡、孔隙、凹陷、凸块、裂痕、异物、毛边、油墨或其他任何造成该内侧壁面P11不平整的瑕疵种类。于另一实施例中，所述的图像处理模块32依据所取得的该孔结构P1的影像经由图像处理程序后与一默认影像进行比对，以辨识该孔结构P1内侧壁面P11的瑕疵D的种类及其位置。于另一实施例中，亦可以透过机器学习或深度学习等类神经网络进行影像的瑕疵辨识。但上述例示仅为本发明图像处理辨识的三种较佳实施例说明，本发明的具体实施例并不局限于上述实施例，在此先行说明。
为使该广角摄像装置20取得该孔结构P1影像，于一实施例中，定位指示模块33分别取得该孔结构P1及该广角摄像装置20的初始坐标，依据上述二初始坐标输出坐标讯号，取得该广角摄像装置20与该孔结构P1间的相对位置关系以利进行调整。于一实施例中，定位指示模块33依据该孔结构P1及该广角摄像装置20的初始坐标，经由计算并得出二初始坐标于X、Y、Z等轴向上的向量差值，依据该向量差值以调整该广角摄像装置20与该孔结构P1间的相对位置关系。
所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备100更进一步包含有一照明装置40，该照明装置40设置该检测平台10一侧，以提供照明光源。所述的照明装置40包含有一或多个侧向光源41，该侧向光源41设置于该检测平台10上方的一侧或周侧，于本实施例中，如图1所示，该侧向光源41设置于该检测平台10的上方二侧，由该待测物P正面的二侧对该孔结构P1提供照明光源。于一实施例中，所述的侧向光源41可以为一环状灯，由该待测物P四周对该孔结构P1提供均匀的照明光源，减少暗带产生。该侧向光源41除了可以为环状灯之外，还可以为隧道灯、侧向灯等照明光源。所述的照明装置40包含有一或多个背面光源42，该背面光源42设置于该检测平台10相对该广角摄像装置20的另一侧，于本实施例中，如图1所示，该背面光源42设置于该检测平台10的下方，该检测平台10可以为一具有透光性的均光板，该背面光源42的光源垂直照射于该均光板，使光源均匀照射至该待测物P背面。
所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备100进一步包含有一承载该广角摄像装置20的移载装置50。该移载装置50依据该定位指示模块33输出的坐标讯号将该广角摄像装置20移动至该孔结构P1附近，以对该孔结构P1进行取像。所述的移载装置50可以为一多轴机械臂(图未示)，包含有一设置于该检测平台10一侧的承载基座及一设置于该承载基座上用以承载该广角摄像装置20的移载手臂，其中，该承载基座可以与该检测平台10一体设置，透过该移载手臂移动该广角摄像装置20至该孔结构P1上，并调整该广角摄像装置20与该待测物P间的距离。于另一较佳实施例中，所述的移载装置50可以为一设置于该检测平台10上的多维线性载台(图未示)，包含有一具有一Z轴滑轨的X轴滑轨及一与该X轴滑轨相连接的Y轴滑轨，该Z轴滑轨上承载该广角摄像装置20以移动其于Z方向上移动，并透过该X轴滑轨及该Y轴滑轨分别于XY方向方向上移动，以调整该广角摄像装置20相对该孔结构P1的位置。但上述例示仅为本发明移载装置50的二种较佳实施例说明，本发明的具体实施例并不局限于上述实施例，在此先行说明。
请一并参阅图3，为本发明检测设备的成像示意图，如图所示：
于本实施例中，所述的侧向光源41是包含有一光源411、一设于该光源411一侧的透镜412及一设于该光源411与该透镜412间的漫射器413。该光源411经由该透镜412及该漫射器413输出成多个具指向性的光线L。所述的光线L朝该广角摄像装置20轴心方向照射，该光线L经由反射镜M反射至该孔结构P1上。所述的广角摄像装置20于Z方向上移动以调整对该孔结构P1的取像位置，该广角摄像装置20利用其广角特性，由成像路径R接收照射于该内侧壁面P11的光线L，以取得该孔结构P1的内侧壁面P11影像。
请一并参阅图4，为本发明检测设备所取得孔结构的影像示意图，并请一并参阅图1，如图所示：
如图1所示，所述的广角摄像装置20的视角θ介于70度至90度之间，即该广角镜头22可以对该待测物P进行取像的范围。所述的广角摄像装置20与该待测物P间的取像焦距H介于5mm至60mm之间，有助于该孔结构P1进入该广角摄像装置20的视角θ中，以取得该孔结构P1的清晰影像。
为使该广角摄像装置20所取得的影像能够呈现该孔结构P1的所有内侧壁面P11，于进行检测时，透过移载装置50将该广角摄像装置20移动至该孔结构P1上并使二者同轴设置，以令该广角摄像装置20将该孔结构P1的内侧壁面P11成像于拉伸影像I中，利用该广角摄像装置20的广角端会使影像产生桶状变形的特性，于该拉伸影像I中呈现拉伸的内侧壁面P11，如图4所示，本发明透过广角摄像装置20的特性，于单次拍摄即可取得孔结构P1的所有内侧壁面P11以利于辨识其瑕疵D的位置及其种类，有效简化检测流程以及缩短检测时间。
请一并参阅图5以及图6，为本发明检测设备另一实施例的侧面示意图以及影像取像区域的移动示意图，并请一并参阅图2，如图所示：
于本实施例中，所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备200进行检测时，透过移载装置50将广角摄像装置20移动至孔结构P1周缘内侧上方(或下方)，其中，该广角摄像装置20与该检测平台10表面间夹一倾斜角A，该倾斜角A介于0度至90度之间，该移载装置50使倾斜的该广角摄像装置20沿该孔结构P1周缘绕行，即该广角摄像装置20的影像取像区域T绕该孔结构P1一圈，取得呈现拉伸的内侧壁面P11影像，本发明透过沿孔缘绕一圈同时进行取像的方式，有助于检测小孔径的壁面瑕疵D的位置及其种类(如图6所示)。由于本实施例与前一实施例的差异主要在于广角摄像装置20与孔结构P1间的位置关系，因此本段落针对相同结构的部分不再进行赘述，在此先行说明。
于另一实施例中，本发明中亦可使用不具广角成像效果的摄像装置对孔结构P1进行取像，由于本实施例与前一实施例的差异主要在于摄像装置的成像效果，因此本段落针对相同结构的部分不再进行赘述，在此先行叙明。所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备100进行检测时，透过移载装置50将摄像装置移动至孔结构P1周缘内侧上方(或下方)，调整该摄像装置与该检测平台10表面间夹一介于0度至90度之间的倾斜角A，针对该孔结构P1的内侧壁面进行影像撷取，以检测孔径的壁面瑕疵。另外，该移载装置50亦可使该摄像装置沿该孔结构P1周缘绕行，即摄像装置的影像取像区绕该孔结构P1一圈，取得孔结构P1内侧壁面P11影像，以检测孔径的内壁面瑕疵位置及其种类。
综上所述，本发明可以于单次取像中取得孔结构内侧壁面的所有影像，以辨识其瑕疵的位置及其种类，简化以往繁复的检测流程，缩减检测时间，提升检测生产线的工作效率。
以上依据附图所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，包含有：
一检测平台，供一待测物设置；
一广角摄像装置，设置于该检测平台一侧，对该待测物上的至少一孔结构进行取像；
一处理器，包含有一取像指示模块及一图像处理模块，该取像指示模块与该广角摄像装置电连接，以传送一取像指令以取得该孔结构的一影像，该图像处理模块接收该影像并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果。
2.如权利要求1所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，所述辨识孔壁瑕疵的检测设备包含有一照明装置，设置该检测平台一侧，以提供照明光源。
3.如权利要求1所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该广角摄像装置的视角介于70度至90度之间。
4.如权利要求1所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该广角摄像装置与该待测物间的取像焦距介于5mm至60mm之间。
5.如权利要求1所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该广角摄像装置包含有一摄像机主体及一设置于该摄像机主体一侧的广角镜头。
6.如权利要求2所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该照明装置包含有一或多个侧向光源，设置于该检测平台上方的一侧、两侧或四周。
7.如权利要求2所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该照明装置包含有一或多个背面光源，设置于该检测平台相对该广角摄像装置的另一侧。
8.一种辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，包含有：
一检测平台，供一待测物设置；
一摄像装置，设置于该检测平台一侧且与该检测平台表面间形成一倾斜角，对该待测物上的至少一孔结构进行取像；一处理器，包含有一取像指示模块及一图像处理模块，该取像指示模块与该摄像装置电连接，以传送一取像指令以取得该孔结构的一影像，该图像处理模块接收该影像并依据所取得的该影像获得一影像辨识结果。
9.如权利要求8所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该摄像装置为一广角摄像装置。
10.如权利要求8所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该摄像装置与该检测平台表面间的倾斜角介于0度至90度之间。
11.如权利要求8所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该摄像装置由一移载装置移动沿该孔结构周缘绕行一圈以对该孔结构进行取像。
12.如权利1或8所述的辨识孔壁瑕疵的检测设备，其特征在于，该孔结构内侧壁具有气泡、孔隙、凹陷、凸块、裂痕、油墨、毛边或异物。
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