CN113376181A - 检测方法及检测设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种检测方法。检测方法用于检测工件的位置偏差,工件形成有第一标记及第二标记,检测方法包括:判断第一标记的第一目标位置与第二标记的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上,第一方向与工件的运动方向相同;若否,利用第一相机采集第一标记的第一图像,及利用第二相机采集第二标记的第二图像;若是,驱动工件和第一相机沿第一方向发生相对运动,利用第一相机采集第一标记的第一图像及第二标记的第二图像;及依据第一图像及第二图像检测工件的位置偏差。本申请还公开了一种检测设备。所有类型的工件都可以通过第一相机、或者第一相机及第二相机拍摄得到标记的图像,检测方法和检测设备适用于所有标记分布类型的工件。
Description
技术领域
本申请涉及工业检测技术领域,特别涉及一种检测方法及检测设备。
背景技术
目前,在面板、晶圆等元件的自动光学检测(Automated Optical Inspection,AOI)设备中,在对元件进行缺陷检测前,需要对元件的摆放位置进行校正,以保证后续缺陷检测的正常进行。校正元件的摆放位置前,需要先确定元件的位置偏差,而现在对于所有元件,确定元件的位置偏差的方法都是把元件运动至一个固定的位置,然后由固定的相机对元件上的标记进行拍摄。然而,如果换了不同类型的元件,标记的位置可能已经不同了,如果还是把元件驱动至该固定的位置,则无法再利用固定好的相机检测元件的位置偏差,导致又需要重新对整个检测设备进行调整,因此,需要提供对所有的标记分布类型的工件,都能够检测位置偏差的技术方案。
发明内容
本申请实施方式提供了一种检测方法及检测设备。
本申请实施方式的检测方法用于检测工件的位置偏差,所述工件形成有第一标记及第二标记,所述检测方法包括:
判断所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上,所述第一方向与所述工件的运动方向相同;
若否,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像;
若是,驱动所述工件和所述第一相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像及所述第二标记的第二图像;及
依据所述第一图像及所述第二图像检测所述工件的位置偏差。
在某些实施方式中,所述利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像。
在某些实施方式中,驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,利用所述第一相机采集所述第一图像;及
驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动,并经过所述第二相机的采集区域,利用所述第二相机采集所述第二图像。
在某些实施方式中,在驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动至所述第二相机的采集区域前,所述驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,还包括:
驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同。
在某些实施方式中,所述驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,利用所述第一相机采集所述第一图像,包括:
驱动所述工件经过所述第一相机的采集区域的过程中,利用所述第一相机采集所述第一标记的多个第一子图像,每个所述第一子图像包括至少部分所述第一标记的图像;及
拼接多个所述第一子图像,以得到所述第一图像。
在某些实施方式中,所述驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,利用所述第一相机采集所述第一图像;
驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同;及
驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第二相机的采集区域,利用所述第二相机采集所述第二图像。
在某些实施方式中,所述驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,包括:
依据所述第二标记运动至目标采集区域所需的时间,以及所述第二相机的当前位置与所述预设位置之间的距离,计算所述第二相机沿所述第二方向运动的计算速度,其中,所述目标采集区域为位于所述预设位置的所述第二相机的采集区域;及
以大于或等于所述计算速度的速度驱动所述第二相机沿所述第二方向运动至所述预设位置。
在某些实施方式中,所述利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
若所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,在沿第二方向延伸的同一直线上,则驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第二方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,其中,所述第二方向与所述第一方向不同。
本申请实施方式的检测设备,用于检测工件的位置偏差,所述工件形成有第一标记及第二标记,所述检测设备包括处理器、第一驱动器、第一相机及第二相机;
所述处理器用于判断所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上,所述第一方向与所述工件的运动方向相同;
若否,所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像,所述第二相机用于采集所述第二标记的第二图像;
若是,所述第一驱动器用于驱动所述工件和所述第一相机沿所述第一方向发生相对运动,所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像及所述第二标记的第二图像;
所述处理器还用于依据所述第一图像及所述第二图像检测所述工件的位置偏差。
在某些实施方式中,若所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,不在沿第一方向延伸的同一直线,所述第一驱动器用于驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,以使所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像,所述第二相机用于采集所述第二标记的第二图像。
在某些实施方式中,所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,所述第一相机用于采集所述第一图像;
所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动,并经过所述第二相机的采集区域,所述第二相机用于采集所述第二图像。
在某些实施方式中,所述检测设备还包括第二驱动器,在所述第一驱动器驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动至所述第二相机的采集区域前,所述第二驱动器用于:
驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同。
在某些实施方式中,在所述第一驱动器驱动所述工件经过所述第一相机的采集区域的过程中,所述第一相机用于:
采集所述第一标记的多个第一子图像,每个所述第一子图像包括至少部分所述第一标记的图像;及
拼接多个所述第一子图像,以得到所述第一图像。
在某些实施方式中,所述检测设备还包括第二驱动器,
所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,所述第一相机用于采集所述第一图像;
所述第二驱动器用于驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同;
所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第二相机的采集区域,所述第二相机用于采集所述第二图像。
在某些实施方式中,所述处理器用于依据所述第二标记运动至目标采集区域所需的时间,以及所述第二相机的当前位置与所述预设位置之间的距离,计算所述第二相机沿所述第二方向运动的计算速度,其中,所述目标采集区域为位于所述预设位置的所述第二相机的采集区域;
所述第二驱动器用于以大于或等于所述计算速度的速度驱动所述第二相机沿所述第二方向运动至所述预设位置。
在某些实施方式中,所述检测设备还包括第二驱动器,
若所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,在沿第二方向延伸的同一直线上,则所述第二驱动器用于驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第二方向发生相对运动,以使所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像,所述第二相机用于采集所述第二标记的第二图像。
在某些实施方式中,其特征在于,所述第一相机与所述第二相机沿所述第二方向联动运动
本申请实施方式的检测方法及检测设备中,先判断工件的第一标记和第二标记是不是沿工件的运动方向在同一直线上,如果是,则可以驱动工件运动并用第一相机拍摄两个标记,如果不是,则可以用第一相机和第二相机分别去拍摄两个标记,因此,无论对于哪种标记分布类型的工件,都可以通过第一相机、或者第一相机及第二相机拍摄得到标记的图像,检测方法和检测设备适用于所有标记分布类型的工件。
本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请某些实施方式的检测设备的立体结构示意图;
图2为本申请某些实施方式的检测设备的平面状态示意图;
图3及图4为本申请某些实施方式的工件的结构示意图;
图5为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图6为本申请某些实施方式的检测设备的平面状态示意图;
图7及图8为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图9至图11为本申请某些实施方式的检测设备的平面状态示意图;
图12为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图13为本申请某些实施方式的检测设备的平面状态示意图;
图14为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图15及图16为本申请某些实施方式的检测设备的平面状态示意图;
图17为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图18为本申请某些实施方式的检测方法的原理示意图;
图19为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图20为本申请某些实施方式的检测设备的平面状态示意图;
图21及图22为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图;
图23及图24为本申请某些实施方式的检测方法的原理示意图。
主要元件及符号说明:
检测设备100、第一相机10、第二相机20、第一驱动器30、第二驱动器40、处理器50、复检相机60、第一支架70、第二支架80、第三支架90、工件、第一标记、第二标记。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中,相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的实施方式的限制。
请参阅图1及图2,图1为本申请某些实施方式的检测设备100的立体结构示意图,图2为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图,本申请实施方式的检测设备100可以用于检测工件200的位置偏差。检测设备100包括第一相机10、第二相机20、第一驱动器30、第二驱动器40、及处理器50。
具体地,检测设备100可以是检测机台、或者制造机台的一部分,也可以是独立于制造机台的设备。工件200可以是任意需要进行位置检测的元件,例如工件200可以是显示面板、基板、晶圆、芯片、薄膜、盖板等元件,在此不作限制,本申请附图以工件200是面板为例进行示例性说明。工件200经过检测设备100检测位置偏差后,可以进行后续的位置摆正、制造、处理、检测缺陷等任意工序,为了确保工件200能够正确地进行后续的工序,首先需要保证工件200的位置偏差能够得到较准确,且快速地检测。
第一相机10可以是变焦相机或者定焦相机,第一相机10也可以是面阵相机或者线阵相机,在此不作限制。在图1及图2所示的例子中,第一相机10可以被驱动以相对于工件200运动,以使第一相机10可以拍摄到不同位置的场景的图像。具体地,检测设备100还包括第一支架70,第一相机10可活动地安装在第一支架70上,通过第一驱动器30可以驱动第一相机10在第一支架70上运动,以使得第一相机10对准的位置可以发生改变。
第二相机20可以是变焦相机或者定焦相机,第二相机20也可以是面阵相机或者线阵相机,在此不作限制。在图1及图2所示的例子中,第二相机20可以被驱动相对于工件200运动,以使第二相机20可以拍摄到不同位置的场景的图像,其中,第二相机20也可以是可活动地安装在第一支架70上,通过第一驱动器30可以驱动第二相机20在第一支架70上运动,以使得第二相机20对准的位置可以发生改变。在一个实施方式中,第二相机20与第一相机10可以被驱动以相对独立地运动,在另一个实施方式中,第二相机20与第一相机10可以是联动的,即,第一相机10与第二相机20不能相对独立地运动,二者中的一个被驱动运动时,另一个也同步运动。进一步地,检测设备100还可以包括相机组,除了第一相机10及第二相机20,相机组中还包括第三相机、第四相机、第五相机等更多的相机,相机组均可以安装在第一支架70上,且相机组中的所有相机同步运动。
第一驱动器30可以用于驱动工件200运动,以使工件200相对于第一相机10或第二相机20运动。第二驱动器40可以用于驱动第一相机10及/或第二相机20运动,以使第一相机10或第二相机20相对于工件200运动。在如图2所示的例子中,第一驱动器30可以用于驱动工件200沿第一方向(如图2所示X方向)运动,第二驱动器40可以用于驱动第一相机10及/或第二相机20沿第二方向(如图2所示Y方向)运动。其中,第一方向与第二方向不同,第一方向与第二方向可以相互垂直,也可以呈其他角度相交。当第一相机10与第二相机20联动时,第二驱动器40可用于驱动第一相机10与第二相机20沿第二方向同步运动。
处理器50可以是检测设备100中的处理单元,处理器50可以用于向第一相机10、第二相机20、第一驱动器30、第二驱动器40发送控制指令,处理器50也可以用于处理第一相机10及第二相机20拍摄得到的图像。
请结合图3及图4,图3及图4为本申请某些实施方式的工件200的结构示意图,工件200上可以形成有标记,标记可以形成在工件200的多个位置上,标记可以用来指示工件200当前的摆放姿态及位置。在如图3所示的例子中,工件200形成有第一标记201和第二标记202,第一标记201所在的位置为第一目标位置,第二标记202所在的位置为第二目标位置,从图3中可以看到,第一目标位置与第二目标位置可以连成一直线,且该直线沿第一方向延伸。而在如图4所示的例子中,第一目标位置与第二目标位置连成的直线,并未沿第一方向延伸。可以理解,对于所有的包括两个标记的工件200,都可以分类为第一目标位置与第二目标位置在沿第一方向延伸的同一直线上的工件200,以及第一目标位置与第二目标位置不在沿第一方向延伸的同一直线上的工件200这两个情况,后续可以依据这两个情况采取不同的检测策略。
在图3及图4的例子中,标记的形状为“+”字形,当然,标记的形状可以是任意形状,例如为圆形、矩形、星形、三角形等任意形状,另外,还可以以工件200自身的轮廓结构,例如边缘或者角点等作为标记,而不需要额外再设计专门的标记图案。在图3及图4的例子中,标记的数量可以是两个,当然,标记的数量还可以是三个、四个、五个、六个、七个、八个等任意数量,在此不作限制。在图1及图2所示的例子中,检测设备100还包括第二支架80,工件200可以由机械手等装置运送至第二支架80上,以便于对工件200进行位置检测及后续的工序。
在如图1及图2所示的例子中,检测设备100还包括复检相机60及第三支架90。复检相机60可以是成像精度较高的相机,复检相机60可以是面阵相机或线阵相机。复检相机60可以安装在第三支架90上,复检相机60也可以被第二驱动器40驱动,以沿第二方向运动。在如图1及图2所示的例子中,第三支架90的数量为两个,两个第三支架90分别布置在第一支架70的两侧,每个第三支架90上活动安装有一个复检相机60。
在检测工件200的位置偏差后并对工件200的位置进行校正后,可以对工件200进行缺陷检测。进行缺陷检测的过程例如为:先通过第一驱动器30带动工件200沿第一方向运动,在工件200沿第一方向运动的过程中,相机组(包括但不限于第一相机10及第二相机20)扫描工件200表面的图像,并判断工件200表面是否存在缺陷,并定位存在缺陷的位置。定位缺陷的位置后,可以再通过第一驱动器30带动工件200沿第一方向运动,且带动复检相机60沿第二方向运动,以利用复检相机60对存在缺陷的位置进行复检。下面将会介绍到,本申请实施方式的第一相机10及第二相机20还可以用来检测工件200的位置偏差,如此,第一相机10及第二相机20既可用于检测位置偏差,又可用于定位缺陷的位置(或者说进行初检),相较于现有的分别设置定位相机检测位置偏差,以及设置相机组定位缺陷的位置的方式,本申请实施方式的检测设备100需要配备的相机的数量较少,使得检测设备100的结构简单,成本较低。
下面将重点介绍利用检测设备100检测工件200的位置偏差的检测方法。
请参阅图5,图5为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,检测方法包括步骤:
01:判断第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上;该第一方向与工件运动的方向相同;
02:若否,利用第一相机10采集第一标记201的第一图像,及利用第二相机20采集第二标记202的第二图像;
03:若是,驱动工件200和第一相机10沿第一方向发生相对运动,利用第一相机10采集第一标记201的第一图像及第二标记202的第二图像;及
04:依据第一图像与第二图像检测工件200的位置偏差。
请结合图2,在某些实施方式中,处理器50可用于实施步骤01,即,处理器50可用于判断第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上。若处理器50实施步骤01的判断结果为否,则第一相机10及第二相机20可用于配合实施步骤02,即,第一相机10可用于采集第一标记201的第一图像,第二相机20可用于采集第二标记202的第二图像。若处理器50实施步骤01的判断结果为是,则第一驱动器30与第一相机10可用于配合实施步骤03,即,第一驱动器30可用于驱动工件200和第一相机10沿第一方向发生相对运动,第一相机10用于采集和第一标记201的第一图像及第二标记202的第二图像。处理器50还可用于实施步骤04,即,处理器50还可用于依据第一图像及第二图像检测工件200的位置偏差。
具体地,在步骤01中,判断第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上,第一目标位置与第二目标位置是与工件200关联的信息,处理器50获取该信息,并判断第一目标位置与第二目标位置之间的连线是否在沿第一方向延伸的同一直线上。需要说明的是,只要工件200的任意两个标记的目标物理位置在沿第一方向延伸的同一直线上,则判断结果为是,则在该同一直线上的两个标记分别作为第一标记201及第二标记202。
在步骤02中,若步骤01的判断结果为否,利用第一相机10采集第一标记201的第一图像,利用第二相机20采集第二标记202的第二图像,由于第一目标位置与第二目标位置不在沿第一方向延伸的同一直线上,无法通过单独驱动工件200沿第一方向运动的方式使得第一标记201和第二标记202先后处在同一个相机的采集区域中,因此,需要采用两个相机分别采集第一标记201与第二标记202的图像,以确保能够采集到第一图像及第二图像。
在步骤03中,若步骤01的判断结果为是,驱动工件200和第一相机10沿第一方向发生相对运动,利用第一相机10采集第一标记201的第一图像及第二标记202的第二图像,请结合图2及图6,其中,图6为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图,具体地,可以选择相机组中,与第一标记201及第二标记202所在直线重合度最高的相机作为第一相机10,而不仅局限于图2及图6所示例子中的位置。在图2所示的状态下,第一相机10可以采集第一标记201的图像以得到第一图像,第一驱动器30继续驱动工件200沿第一方向运动,使得第二标记202也将经过第一相机10的采集区域,此时,第一相机10采集第二标记202的图像以得到第二图像,采集完第二图像后,检测设备100的状态图如图6所示。因此,只需要驱动工件200沿第一方向的正向(如图2及图6中水平向左的方向)运动,就可以拍摄得到第一图像及第二图像,不需要驱动工件200沿第一方向的正向及负向(如图2及图6中水平向右的方向)来回运动,节约采集第一图像及第二图像的时间,提高检测效率。
在步骤04中,依据第一图像与第二图像检测工件200的位置偏差。由于第一图像为第一标记201的图像,第二图像为第二标记202的图像,通过分析第一图像与第二图像,则可以通过第一标记201与第二标记202的位置计算得到工件200的位置偏差。相较于仅通过某一个标记在一个图像中的位置确定位置偏差的方式,本步骤通过两个标记分别在两个图像中的相对位置计算得到位置偏差,可以适用于任意形状的标记,进一步扩大了本申请实施方式的检测设备100与检测方法的适用范围。
本申请实施方式的检测方法及检测设备100中,先判断工件200的第一标记201和第二标记202是不是沿工件200的运动方向在同一直线上,如果是,则可以驱动工件200运动并用第一相机10拍摄两个标记,如果不是,则可以用第一相机10和第二相机20分别去拍摄两个标记,因此,无论对于哪种标记分布类型的工件200,都可以通过第一相机10、或者第一相机10及第二相机20拍摄得到标记的图像,检测方法和检测设备100适用于所有标记分布类型的工件200。
请参阅图7,图7为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,步骤02包括步骤021:驱动工件200与第一相机10、第二相机20沿第一方向发生相对运动,利用第一相机10采集第一标记201的第一图像,及利用第二相机20采集第二标记202的第二图像。
请结合图4,在某些实施方式中,若第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置,不在沿第一方向延伸的同一直线上,则第一驱动器30、第一相机10及第二相机20可用于配合实施步骤021,即,第一驱动器30可用于驱动工件200与第一相机10、第二相机20沿第一方向发生相对运动,第一相机10用于采集第一标记201的第一图像,第二相机20用于采集第二标记202的第二图像。
由于工件200刚装载至第二支架80上时,第一标记201可能并未位于第一相机10的采集区域内,或者第二标记202并未位于第二相机20的采集区域内,因此,需要通过驱动工件200与第一相机10、第二相机20沿第一方向发生相对运动,以便于将第一标记201驱动至第一相机10的采集区域内采集第一图像,将第二标记202驱动至第二相机20的采集区域内采集第二图像。
请参阅图8,图8为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,步骤021包括步骤:
0211:驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第一相机10的采集区域,利用第一相机10采集第一图像;及
0212:驱动工件200沿第一方向的负向运动,并经过第二相机20的采集区域,利用第二相机20采集第二图像。
请结合图2,在某些实施方式中,第一驱动器30及第一相机10可用于配合实施步骤0211,即,第一驱动器30可用于驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第一相机10的采集区域,第一相机10可用于采集第一图像。第一驱动器30及第二相机20可用于配合实施步骤0212,即,第一驱动器30可用于驱动工件200沿第一方向的负向运动,并经过第二相机20的采集区域,第二相机20可用于采集第二图像。
在步骤0211中,驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第一相机10的采集区域,利用第一相机10采集第一图像,请结合图9及图10,其中,图9及图10为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图,在如图9所示的状态下,第一驱动器30驱动工件200沿第一方向的正向运动(如图9中的水平向左方向),使得第一标记201经过第一相机10的采集区域,此时,第一相机10采集第一图像。在如图10所示的例子中,第一相机10采集完第一图像后,工件200已经接近处于检测设备100的左侧边缘的位置。
在步骤0212中,驱动工件200沿第一方向的负向运动,并经过第二相机20的采集区域,利用第二相机20采集第二图像,由于工件200已经沿第一方向的正向运动过一段距离,且由于检测设备100的尺寸限制,可能已经无法再驱动工件200沿第一方向的正向继续运动(如图10的例子所示),因此,可以驱动工件200沿第一方向的负向运动(如图9及图10中的水平向右方向),使得第二标记202经过第二相机20的采集区域,并利用第二相机20采集第二图像,如图11所示的状态,其中,图11为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图。
需要说明的是,在实施步骤0211及步骤0212的过程中,第一相机10与第二相机20可以不进行运动,第一相机10与第二相机20也可以进行运动,在此不作限制。
请参阅图12,图12为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,在驱动工件200沿第一方向的负向运动至第二相机20的采集区域前,步骤021还包括步骤0213:驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置,其中,位于预设位置时,第二相机20的采集区域对准第二目标位置所在的且沿第一方向延伸的直线。
请结合图2,在某些实施方式中,在第一驱动器30驱动工件200沿第一方向的负向运动至第二相机20的采集区域前,第二驱动器40可用于实施步骤0213,即,第二驱动器40可用于驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置。
具体地,在如图10所示的例子中,沿第二方向上,第一标记201与第二标记202之间的距离,大于第一相机10与第二相机20之间的距离,当第一相机10采集完第一标记201的第一图像后,如果不对第二相机20的位置进行调整,则会导致驱动工件200沿第一方向的负向运动的过程中,第二标记202无法进入至第二相机20的采集区域。因此,需要对第二相机20的位置进行相应的调整,以确保第二相机20能够采集到包括第二标记202的第二图像。
可以理解,在驱动工件200沿第一方向的负向运动时,第二标记202的轨迹大致为经过第二目标位置且沿第一方向所作的直线,而只要驱动第二相机20运动至对准该直线的位置,即,上述的预设位置,则第二标记202可以进入到第二相机20的采集区域中供第二相机20采集第二图像。
需要说明的是,驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置,可以是发生在工件200沿第一方向的负向运动之前,也可以是发生在工件200沿第一方向的负向运动的过程中,只要保证第二相机20运动至预设位置时,第二标记202还未到达或者刚好到达第二相机20的采集区域即可。请结合图10及图13所示的例子,其中,图13为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图,在驱动工件200沿第一方向的负向运动之前,先驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置,即由图10所示的状态,切换至如图13所示的状态。
请参阅图14,图14为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,步骤021包括步骤:
0214:驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第一相机10的采集区域,利用第一相机10采集第一图像;
0215:驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置,其中,位于预设位置时,第二相机20的采集区域对准第二目标位置所在的且沿第一方向延伸的直线,第二方向与第一方向不同;
0216:驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第二相机20的采集区域,利用第二相机20采集第二图像。
请结合图15及图16,其中,图15及图16为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图,在某些实施方式中,第一驱动器30及第一相机10可用于配合实施步骤0214,即,第一驱动器30可用于驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第一相机10的采集区域,第一相机10可用于采集第一图像。第二驱动器40可用于实施步骤0215,即,第二驱动器40可用于驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置。第一驱动器30及第二相机20可用于配合实施步骤0216,即,第一驱动器30可用于驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第二相机20的采集区域,第二相机20可用于采集第二图像。
其中,步骤0214与步骤0211的实施细节相同,请参阅对步骤0211的描述,在此不再赘述。而不同的是,如图15所示,工件200的第一标记201与第二标记202在第一方向上存在一定的距离,当第一相机10采集完第一图像时,检测设备100呈如图16所示的状态,工件200还有继续往第一方向的正向运动的空间,且需要继续驱动工件200沿第一方向的正向运动,才能够采集到第二图像。
步骤0215中,驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置,步骤0215与步骤0213的实施步骤相同,可以参考对步骤0213的描述。
步骤0216中,驱动工件200沿第一方向的正向运动,并经过第二相机20的采集区域,利用第二相机20采集第二图像,诚如上述,在第二标记202还处在相机组的右侧时,需要驱动工件200继续沿第二方向的正向运动,以采集第二标记202的第二图像。如此,即使第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置不在沿第一方向的同一直线上,也只需要驱动工件200沿第一方向的正向运动,就可以拍摄得到第一图像及第二图像,不需要驱动工件200沿第一方向的正向及负向来回运动,节约采集第一图像及第二图像的时间,提高检测效率。
请参阅图17,图17为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,步骤0215包括步骤:
02151:依据第二标记202运动至目标采集区域所需的时间,以及第二相机20的当前位置与预设位置之间的距离,计算第二相机20沿第二方向运动的计算速度,其中,目标采集区域为位于预设位置的第二相机20的采集区域;及
02152:以大于或等于计算速度的速度驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置。
请结合图16,在某些实施方式中,处理器50可用于实施步骤02151,即,处理器50可用于依据第二标记202运动至目标采集区域所需的时间,以及第二相机20的当前位置与预设位置之间的距离,计算第二相机20沿第二方向运动的计算速度。第二驱动器40可用于实施步骤02152,即,第二驱动器40用于以大于或等于计算速度的速度驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置。
在步骤02151中,请结合图18,图18为本申请某些实施方式的检测方法的原理示意图,第二标记202运动至目标采集区域A所需的时间,可以由第一驱动器30当前驱动工件200沿第一方向运动的速度,以及当前第二标记202与目标采集区域A之间的距离S1得到,具体为所需的时间等于距离S1与该速度的比值。第二相机20的当前位置与预设位置之间的距离为如图18中的距离S2所示,则计算速度等于距离S2与所需的时间的比值。
在步骤02152中,以大于或等于计算速度的速度驱动第二相机20沿第二方向运动至预设位置,为了确保第二标记202进入目标采集区域A时,第二相机20已经位于预设位置,则需要第二相机20以大于或等于计算速度的速度运动至预设位置,确保能够采集到第二标记202的第二图像。
通过实施步骤02151与步骤02152,在采集第一图像与第二图像的过程中,工件200可以持续地沿第一方向的正向运动,而不需要停下来等待第二相机20运动到位,进一步减少了获得第一图像与第二图像的时长,提高了检测效率。
请参阅图19,图19为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,步骤02包括步骤022:若第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置,在沿第二方向延伸的同一直线上,则驱动工件200与第一相机10、第二相机20沿第二方向发生相对运动,利用第一相机10采集第一标记201的第一图像,及利用第二相机20采集第二标记202的第二图像。
请结合图20,图20为本申请某些实施方式的检测设备100的平面状态示意图,在某些实施方式中,若第一标记201的第一目标位置与第二标记202的第二目标位置,在沿第二方向延伸的同一直线上,则第二驱动器40、第一相机10及第二相机20可用于配合实施步骤022,即,第二驱动器40用于驱动工件200与第一相机10、第二相机20沿第二方向发生相对运动,第一相机10用于采集第一标记201的第一图像,第二相机20用于采集第二标记202的第二图像。
如图20所示的例子中,第一标记201与第二标记202在沿第二方向延伸的同一直线上,且工件200装载至检测设备100上时,第一标记201或第二标记202中的至少一个已经进入到第一相机10或第二相机20的采集区域内,此时可以不需要驱动工件200沿第一方向运动,只需要驱动第一相机10与第二相机20沿第二方向运动即可。如图20所示的例子中,第一标记201已经进入到第一相机10的采集区域内,第一标记201可以直接采集第一图像,第二标记202未进入第二相机20的采集区域内,可以通过第二驱动器40带动第二相机20相对于工件200沿第二方向运动,以使得第二相机20的采集区域能够覆盖到第二标记202,再通过第二相机20采集第二图像。通过实施步骤022,不需要再驱动工件200沿第一方向运动,节约采集得到第一图像及第二图像的时间,提高检测效率。
请参阅图21,图21为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,步骤0211包括步骤:
02111:驱动工件200经过第一相机10的采集区域的过程中,利用第一相机10采集第一标记201的多个第一子图像,每个第一子图像包括至少部分第一标记201的图像;及
02112:拼接多个第一子图像,以得到第一图像。
在某些实施方式中,第一相机10可用于实施步骤02111及步骤02112,即,第一相机10可用于驱动工件200经过第一相机10的采集区域的过程中,采集第一标记201的多个第一子图像;及拼接多个第一子图像,以得到第一图像。
在第一相机10为线阵相机时,便于通过第一相机10对工件200进行初检,同时,第一相机10单次成像可能并不能采集到完整的第一标记201的图像,而需要第一相机10分多次且分别对第一标记201的不同部位进行采集,以采集到多个第一子图像,再通过对多个第一子图像进行拼接,以得到完整的第一图像。
可以理解,第二相机20采集第二图像时,也可以先通过第二相机20采集包括至少部分第二标记202的图像的第二子图像,再拼接多个第二子图像得到第二图像。另外,当第一相机10的采集区域中心覆盖全部第一标记201时,第一相机10可以直接采集一张图像以得到第一图像。
请参阅图22,图22为本申请某些实施方式的检测方法的流程示意图,在某些实施方式中,步骤04包括步骤:
041:识别第一标记201在第一图像中的第一图上位置,以及第二标记202在第二图像中的第二图上位置;
042:依据第一图上位置、以及第一标记201的目标图上位置,计算第一标记201的当前物理位置与第一目标位置的第一物理距离;
043:依据第二图上位置、以及第二标记202的目标图上位置,计算第二标记202的当前物理位置与第二目标位置的第二物理距离;及
044:依据第一物理距离、第二物理距离、以及第一标记201与第二标记202之间的标准物理距离,计算工件200的位置偏差。
请结合图2,在某些实施方式中,处理器50可用于实施步骤041、步骤042、步骤043及步骤044,即,处理器50可用于识别第一标记201在第一图像中的第一图上位置,以及第二标记202在第二图像中的第二图上位置;依据第一图上位置、以及第一标记201的目标图上位置,计算第一标记201的当前物理位置与第一目标位置的第一物理距离;依据第二图上位置、以及第二标记202的目标图上位置,计算第二标记202的当前物理位置与第二目标位置的第二物理距离;及依据第一物理距离、第二物理距离、以及第一标记201与第二标记202之间的标准物理距离,计算工件200的位置偏差。
具体地,请结合图23及图24,图23及图24为本申请某些实施方式的检测方法的原理示意图,在步骤041中,通过图像识别算法在第一图像G1中识别第一标记201的第一图上位置,以及在第二图像G2中识别第二标记202的第二图上位置,第一图上位置可以用第一标记201的特征点(例如中心点)在第一图像G1中的像素坐标来表示,第二图上位置可以用第二标记202的特征点(例如中心点)在第二图像G2中的像素坐标来表示。
在步骤042中,依据第一图上位置以及第一标记201的目标图上位置,计算第一标记201的当前物理位置与第一目标位置的第一物理距离。以图23所示为例,第一标记201’为虚拟的位于目标图上位置的第一标记201’,在实际拍得的第一图像G1中并不存在,仅用于在图中示意说明,第一标记201的目标图上位置即为第一标记201’的特征点(例如中心点)在第一图像G1中的位置坐标。通过计算第一图上位置的坐标,与第一标记201’的图上位置坐标之间的图上距离,再结合第一图像G1的比例尺,可以计算得到第一物理距离D1的值。
在步骤043中,依据第二图上位置、以及第二标记202的目标图上位置,计算第二标记202的当前物理位置与第二目标位置的第二物理距离。在图23所示的例子中,第二标记202’为虚拟的位于目标图上位置的第二标记202’,在实际拍得的第二图像G2中并不存在,仅用于在图中示意说明,第二标记202的目标图上位置即为第二标记202’的特征点(例如中心点)在第二图像G2中的位置坐标。通过计算第二图上位置的坐标,与第二标记202’的图上位置坐标之间的图上距离,再结合第二图像G2的比例尺,可以计算得到第二物理距离D2的值。
在步骤044中,依据第一物理距离、第二物理距离、以及第一标记201与第二标记202之间的标准物理距离,计算工件200的位置偏差。其中,第一标记201与第二标记202之间的标准物理距离为工件200自身的性质,该标准物理距离为已知,如图23中的距离D3及D4。如此,请参阅图23,依据第一物理距离D1、第二物理距离D2、标准物理距离D3、D4,再结合三角形的相关定理,可以计算得到图中的偏转角度θ。
请参阅图24,图24为图23中的第一标记201及第二标记202绕工件200的中心旋转θ角度后,第一标记201在第一图像G1中呈现的状态,以及第二标记202在第二图像G2中呈现的状态,由于旋转了θ角度,第一标记201不再相对于第一标记201’存在偏转角度,第二标记202不再相对于第二标记202’存在偏转角度,而第一标记201仍相对于第一标记201’有相对偏移位移,而第二标记202仍相对于第二标记202’有相对偏移位移,此时,计算第一标记201与第一标记201’之间的图上偏移量及偏移方向,可以得到表征第一标记201图上偏移位移的向量a,以及计算第二标记202与第二标记202’之间的图上偏移量及偏移方向,可以得到表征第二标记202图上偏移位移的向量b,向量a与向量b的方向及模在理论上是相同的。因此,可以用计算得到的夹角θ、及向量a或b表征工件200的位置偏差。
综上,本申请实施方式的检测方法及检测设备100中,先判断工件200的第一标记201和第二标记202是不是沿工件200的运动方向在同一直线上,如果是,则可以驱动工件200运动并用第一相机10拍摄两个标记,如果不是,则可以用第一相机10和第二相机20分别去拍摄两个标记,因此,无论对于哪种标记分布类型的工件200,都可以通过第一相机10、或者第一相机10及第二相机20拍摄得到标记的图像,检测方法和检测设备100适用于所有标记分布类型的工件200。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
Claims (17)
1.一种检测方法,其特征在于,用于检测工件的位置偏差,所述工件形成有第一标记及第二标记,所述检测方法包括:
判断所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上,所述第一方向与所述工件的运动方向相同;
若否,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像;
若是,驱动所述工件和所述第一相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像及所述第二标记的第二图像;及
依据所述第一图像及所述第二图像检测所述工件的位置偏差。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,利用所述第一相机采集所述第一图像;及
驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动,并经过所述第二相机的采集区域,利用所述第二相机采集所述第二图像。
4.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,在驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动至所述第二相机的采集区域前,所述驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,还包括:
驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同。
5.根据权利要求3或4所述的检测方法,其特征在于,所述驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,利用所述第一相机采集所述第一图像,包括:
驱动所述工件经过所述第一相机的采集区域的过程中,利用所述第一相机采集所述第一标记的多个第一子图像,每个所述第一子图像包括至少部分所述第一标记的图像;及
拼接多个所述第一子图像,以得到所述第一图像。
6.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,所述驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,利用所述第一相机采集所述第一图像;
驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同;及
驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第二相机的采集区域,利用所述第二相机采集所述第二图像。
7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,包括:
依据所述第二标记运动至目标采集区域所需的时间,以及所述第二相机的当前位置与所述预设位置之间的距离,计算所述第二相机沿所述第二方向运动的计算速度,其中,所述目标采集区域为位于所述预设位置的所述第二相机的采集区域;及
以大于或等于所述计算速度的速度驱动所述第二相机沿所述第二方向运动至所述预设位置。
8.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,包括:
若所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,在沿第二方向延伸的同一直线上,则驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第二方向发生相对运动,利用第一相机采集所述第一标记的第一图像,及利用第二相机采集所述第二标记的第二图像,其中,所述第二方向与所述第一方向不同。
9.一种检测设备,其特征在于,用于检测工件的位置偏差,所述工件形成有第一标记及第二标记,所述检测设备包括处理器、第一驱动器、第一相机及第二相机;
所述处理器用于判断所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,是否在沿第一方向延伸的同一直线上,所述第一方向与所述工件的运动方向相同;
若否,所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像,所述第二相机用于采集所述第二标记的第二图像;
若是,所述第一驱动器用于驱动所述工件和所述第一相机沿所述第一方向发生相对运动,所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像及所述第二标记的第二图像;
所述处理器还用于依据所述第一图像及所述第二图像检测所述工件的位置偏差。
10.根据权利要求9所述的检测设备,其特征在于,若所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,不在沿第一方向延伸的同一直线,所述第一驱动器用于驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第一方向发生相对运动,以使所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像,所述第二相机用于采集所述第二标记的第二图像。
11.根据权利要求10所述的检测设备,其特征在于,所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,所述第一相机用于采集所述第一图像;
所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动,并经过所述第二相机的采集区域,所述第二相机用于采集所述第二图像。
12.根据权利要求11所述的检测设备,其特征在于,所述检测设备还包括第二驱动器,在所述第一驱动器驱动所述工件沿所述第一方向的负向运动至所述第二相机的采集区域前,所述第二驱动器用于:
驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同。
13.根据权利要求11所述的检测设备,其特征在于,在所述第一驱动器驱动所述工件经过所述第一相机的采集区域的过程中,所述第一相机用于:
采集所述第一标记的多个第一子图像,每个所述第一子图像包括至少部分所述第一标记的图像;及
拼接多个所述第一子图像,以得到所述第一图像。
14.根据权利要求10所述的检测设备,其特征在于,所述检测设备还包括第二驱动器,
所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第一相机的采集区域,所述第一相机用于采集所述第一图像;
所述第二驱动器用于驱动所述第二相机沿第二方向运动至预设位置,其中,位于所述预设位置时,所述第二相机的采集区域对准所述第二目标位置所在的且沿所述第一方向延伸的直线,所述第二方向与所述第一方向不同;
所述第一驱动器用于驱动所述工件沿所述第一方向的正向运动,并经过所述第二相机的采集区域,所述第二相机用于采集所述第二图像。
15.根据权利要求14所述的检测设备,其特征在于,所述处理器用于依据所述第二标记运动至目标采集区域所需的时间,以及所述第二相机的当前位置与所述预设位置之间的距离,计算所述第二相机沿所述第二方向运动的计算速度,其中,所述目标采集区域为位于所述预设位置的所述第二相机的采集区域;
所述第二驱动器用于以大于或等于所述计算速度的速度驱动所述第二相机沿所述第二方向运动至所述预设位置。
16.根据权利要求9所述的检测设备,其特征在于,所述检测设备还包括第二驱动器,
若所述第一标记的第一目标位置与所述第二标记的第二目标位置,在沿第二方向延伸的同一直线上,则所述第二驱动器用于驱动所述工件与所述第一相机、所述第二相机沿所述第二方向发生相对运动,以使所述第一相机用于采集所述第一标记的第一图像,所述第二相机用于采集所述第二标记的第二图像。
17.根据权利要求12至16任意一项所述的检测设备,其特征在于,所述第一相机与所述第二相机沿所述第二方向联动运动。
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2021
- 2021-06-09 CN CN202110644264.0A patent/CN113376181A/zh active Pending
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