CN116740553A - 自动视觉检测系统的灵活直观配置系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要揭示一种弹性及直觉化配置系统，利用一电子装置实现，其中该电子装置系耦接一自动视觉检测系统的一主控电子装置，藉以和该自动视觉检测系统的N个摄像机与N个机械手臂信息链接。对该自动视觉检测系统进行一设定程序时，先对各所述机械手臂进行一手臂设置操作，并对由该机械手臂所持有的摄像机进行一摄像机设置操作，而后控制该摄像机拍摄一指定物品。过程中，此弹性及直觉化设定系统对应记录了摄像机和机械手臂的配置参数，且将该物品的多张物品影像上传至一远程电子装置，使该远程电子装置利用该多张物品影像生成一物品瑕疵识别模型。最终，将该物品瑕疵识别模型安装在该主控电子装置。

Description

自动视觉检测系统的灵活直观配置系统

技术领域

本发明是关于机器视觉的技术领域，尤指一种自动视觉检测系统的灵活直观配置系统。

背景技术

一般而言，利用工业技术生产制造的半成品或成品必须接受质量检验以判断其是否符合工业标准，其中质量检验包括外观(cosmetic)检测和功能测试。实际经验指出，品检员在进行工业制品的外观检测时，其经常发生漏检或误检的情事。有鉴于此，利用机器视觉(machine vision)技术的自动视觉检测(Automated visual inspection)系统于是开发并导入自动化产线，用以取代人力对利用工业半成品或成品执行外观检测。举例而言，中国台湾新型号TWM355371U揭示用以对螺帽、齿轮进行瑕疵检测的一种自动视觉检测系统)，且该自动视觉检测系统主要包括：一光源、至少一摄像机以及一处理装置(或称电子装置)。

一般而言，一个工业制品出厂前，在外观上需涵盖制品本身众多角度的异常检查。同时，工业制品的市场趋势走向少量多样且生产周期短。因此，不同型号的工业制品外观上变化速度快，随同产在线的自动视觉系统的设置频率，也需要因制品外观改变速，而经常变动并由人员介入设置。以对一齿轮(gear)进行瑕疵检测为例，品检员会依据相关检测规定对该齿轮的几个表面进行检查，以确认该齿纹是否存在沾黏异物、凹痕、刮伤、异色、无攻牙(即，螺孔内无内螺纹)。因此，为了让所述自动视觉检测系统能够对由输送带所运送的一批量齿轮作出正确的瑕疵检测，系统制造商通常会在该电子装置内设置一数据库与一瑕疵识别软件。值得说明的是，该数据库预先储存有多张卷标化瑕疵齿轮影像以及正常品影像(Golden Sample)，且这些预分类的齿轮影像分别被处理为具有沾黏异物、凹痕、刮伤、异色、和无攻牙等多个参考缺陷特征图像。依此设置，在该摄像机自一个齿轮拍摄获得至少一齿轮影像后，该瑕疵识别软件会先对该齿轮影像进行一特征萃取处理以获得一齿轮特征图像。接着，该瑕疵识别软件对该齿轮特征图像和储存在该数据库内的至少一个参考缺陷特征图像进行一特征比对，从而确定当前受检的齿轮是否存在相关检测规定所定义的瑕疵。

熟悉应用于瑕疵检测的自动视觉检测系统开发制造的工程师都知道，欲使该自动视觉检测系统能够对型号A的齿轮作出正确的瑕疵检测和识别，工程师除了必须调校每个摄像机的设置高度、设置角度、摄像距离、光圈大小等摄像参数之外，同时亦须调校光源的光照范围和光强度。更复杂的是，齿轮制造商的品检员，在生产过程上发现新型态瑕疵时，因瑕疵位置或是所需光学条件不同，未必能使用先前工程师已调校完成的视觉系统参数采取影像。因此，品检员第一时间无法协助提供带有新类型的缺陷特征多张齿轮影像，使工程师能够制作前述预分类化齿轮影像。假设瑕疵都可以顺利地被预先完成参数配置的摄像机所拍摄。接着，工程师便可以利用机器学习(Machine learning)技术建构包含于瑕疵识别软件之中的一瑕疵识别模型。所述瑕疵识别模型利用以下步骤产生：

步骤a：将多个样本图像输入一机器学习模型，获得各所述样本图像的一预测类别信息；其中，所述多个样本图像包括多个齿轮图像以及多个带有瑕疵特征的齿轮图像，且各所述样本图像皆带有一类别卷标(即，labeled)；

步骤b：根据所述样本图像的该预测类别信息与该类别卷标之间的差异，调整所述机器学习模型的模型参数，从而获得一调整后的机器学习模型；

步骤c：利用调整后的机器学习模型对多个测试图像进行分类，获得一分类准确率；其中，所述多个测试图像包含多个齿轮图像和多个带有瑕疵特征的齿轮图像；

步骤d：在该分类准确率未达到一准确率阀值的情况下重复执行前述所有步骤；以及

步骤e：在该分类准确率达到所述准确率阀值的情况下，以该调整后的机器学习模型作为整合在该瑕疵识别软件之中的一瑕疵识别模型。

换句话说，若齿轮制造商要求工程师重新调校该自动视觉检测系统以使其能够用于对一型号B齿轮进行正确的瑕疵检测和识别，此时，工程师除了必须调校每个摄像机的设置高度、设置角度、摄像距离、光圈大小等摄像参数之外，同时亦须调校光源的光照范围和照明强度。更重要的是，齿轮制造商的品检员在没有光学设备专业知识下，无法透过调整光学设备助提供持续生产过程中带有缺陷特征的多张齿轮影像，以至于工程师也无法制作对应的卷标化齿轮影像以及瑕疵识别模型。因此，要能支持多个型号的齿轮检测，前期的光学设置工作并不容易完成，需要花费相当的专业人力与时间才能够完成。

有鉴于此，应考虑开发一种新式自动视觉检测系统，其允许品检员自行设定光源和摄像机的有关参数，且能够在品检员的弹性且直觉得操作下，学习不同型号的齿轮的品检标准，以训练瑕疵识别模型能够正确检测并识别不同型号的齿轮的外观缺陷。因此，本发明创作人极力加以研究创作，而终于研发完成本发明一种自动视觉检测系统的灵活直观配置系统。

发明内容

本发明主要目的提供一种灵活直观配置系统，利用一电子装置实现，其中该电子装置是耦接一自动视觉检测系统的一主控电子装置，藉以和该自动视觉检测系统的N个摄像机与N个机械手臂信息链接。对该自动视觉检测系统进行一设定程序时，先对各所述机械手臂进行一手臂设置操作，并对由该机械手臂所持有的摄像机进行一摄像机设置操作，而后控制该摄像机拍摄一指定物品。过程中，此灵活直观配置系统对应记录了摄像机和机械手臂的配置参数，且将该物品的多张物品影像上传至一远程电子装置，使该远程电子装置利用该多张物品影像生成一物品瑕疵识别模型。最终，将该物品瑕疵识别模型安装在该主控电子装置，以使该自动视觉检测系统适合应用于对该物品进行自动化瑕疵检测。

举例而言，本发明的灵活直观配置系统可以为安装在一平板计算机(即，前述电子装置)的一应用程序，使制造厂的品检员可以操作该平板计算机来对其厂内的任一自动视觉检测系统进行如前所述的设定程序，使该自动视觉检测系统被变更配置之后能够转用于对一指定的物品进行自动化瑕疵检测。特别地，在该自动视觉检测系统接受所述设定程序的整个过程中，无须工程师介入摄像机和机械手臂的配置参数的调校，可由品检员依其平时人工品检经验，自行直觉地调整机械手臂的角度，并透过智能手持装置的拍照方式，即可完成瑕疵样品取像。工程师仅须操作该远程电子装置，以利用该操作该远程电子装置依据品检员所提供多张物品影像而生成一物品瑕疵识别模型。

为达成上述目的，本发明提出所述灵活直观配置系统的一实施例，其用以对一自动视觉检测系统进行一设定操作，以使该自动视觉检测系统适合应用于对一物品进行自动化瑕疵检测，其中该自动视觉检测系统包括一传送设备、N个机械手臂、分别由N个机械手臂所持有的N个摄像机以及一主控电子装置，且N至少为1的正整数；所述弹性设定系统包括：

一电子装置，耦接该主控电子装置，从而藉由该主控电子装置而与该N个摄像机与该N个机械手臂信息链接；其中，该电子装置包括一第一处理器与一第一内存，该第一内存内储存有一第一应用程序，使得该第一处理器透过存取该第一内存以执行所述第一应用程序，从而启用以下功能：

在该机械手臂被操作以移动该摄像机K次从而使该摄像机在每一次移动后皆具有一摄像高度、一摄像角度与一摄像距离的过程中，在该摄像机每一次移动后记录一个所述摄像高度、一个所述摄像角度以及一个所述摄像距离以作为一组外部摄像参数，从而共获得K组所述外部摄像参数；其中，K至少为1的正整数；

在该摄像机每一次移动后又接着接受一摄像机调整操作而具有一光圈(Aperture)、一景深(Depth of field)、一快门速度(Shutter speed)、一感亮度(ISO)、与一焦距(Focus)的情况下，记录一个所述光圈、一个所述景深、一个所述快门速度、一个所述感亮度、以及一个所述焦距以作为一组内部摄像参数，从而在该摄像机移动K次之后共获得K组所述内部摄像参数；

在该摄像机对该传送设备所运送的一物品(Article)进行拍摄以获得多张具有常规特征的第一物品影像以及多张具有瑕疵特征的第二物品影像之后，将该多张第一物品影像和该多张第二物品影像上传至一远程电子装置；以及

在该远程电子装置利用该多张第一物品影像和该多张第二物品影像生成至少一更新模块之后，利用该更新模块对安装在该主控电子装置之内的一第一物品瑕疵识别模型进行一模型更新操作，或利用该更新模块在该主控电子装置之内安装一第二物品瑕疵识别模型。

在一实施例中，该电子装置为选自于由智能型手机、平板计算机、桌面计算机、一体式(All-in-one)计算机和笔记本电脑所组成群组之中的任一者。

在一可行实施例中，该摄像机包含于一行动电子装置之中，且该行动电子装置为选自于由智能型手机和平板计算机所组成群组之中的任一者。并且，该行动电子装置包含一惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)以及一雷射探测与测距(Laserimaging detection and ranging,LiDAR)单元，用以在该摄像机在每一次移动之后获取一三维移动数据与一三维测量数据，并透过该行动电子装置将将所述三维移动数据和所述三维测量数据传送至该电子装置，使该电子装置将该三维移动数据和该整合至所述外部摄像参数之中。

在另一可行实施例中，该摄像机包含于一行动电子装置之中，其中该行动电子装置包含一惯性测量单元(IMU)并设置在连接该机械手臂的一夹具之上，且一雷射探测与测距(LiDAR)单元设置在该夹具之上并电连接该行动电子装置。在该摄像机在每一次移动之后，该惯性测量单元和该雷射探测与测距单元分别获得一三维移动数据与一三维测量数据，且该行动电子装置将所述三维移动数据和所述三维测量数据传送至该电子装置，使该电子装置将该三维移动数据和该整合至所述外部摄像参数之中。

在一实施例中，该第一处理器记录并储存对应N个所述机械手臂的N组所述外部摄像参数于该内存之中，且记录并储存对应N个所述摄像机的N组所述内部摄像参数于该内存之中。

在一实施例中，在该第一处理器执行所述第一应用程序之后，该电子装置的一显示器显示一操作接口，使得一用户能够操作该操作接口从而对该多张第一物品影像和该多张第二物品影像进行一卷标处理。

在一实施例中，该传送设备包括一传送带机构、用以驱动该传送带机构的一马达以及一距离传感器，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而进一步地启用以下功能：

在该马达被设定以一转速运行从而驱动该传送带机构的情况下，记录所述转速作为一马达控制参数；

在该传送带机构运送该物品从而使其落在第j个所述摄像机的一摄像范围内的情况下，记录第j个移动距离作为一物品定位参数；其中，j∈N；以及

依据所述马达控制参数和N个所述物品定位参数对安装在该主控电子装置之内的一装置控制软件进行一参数更新操作。

在一实施例中，该自动光学检测系统更包括N个光源，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而启用以下功能：

在该光源经由一光源调整操作而具有一光照范围、一光强度、一色温、以及一光色的情况下，记录所述光照范围、所述光强度、所述色温、以及所述光色以作为一组照明参数；以及

依据所述照明参数对安装在该主控电子装置的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

在一实施例中，该主控电子装置包括一第二处理器与一第二内存，该第二内存内储存有一第二应用程序，使得该第二处理器透过存取该第二内存以执行所述第二应用程序，从而启用以下功能：

控制该机械手臂依据其对应的所述外部摄像参数进行作动，从而对应移动该摄像机；

控制该光源依据其对应的所述照明参数提供一检测光射向该物品；以及

控制该摄像机依据其对应的所述内部摄像参数以自该物品摄得一物品影像；

利用该物品瑕疵识别模型对该物品影像执行一瑕疵识别操作，从而确定该物品是否具有至少一瑕疵。

在一实施例中，该自动视觉检测系统更包括设置于邻近该传送设备的一出料口的至少一排料装置，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而进一步地启用以下功能：

在一个所述物品于该传送带机构移动N个移动距离并接着移动第N+1个移动距离之后，记录所述第N+1个移动距离作为一排料参数；

在该排料装置被操作以将一个所述物品排料至一收集箱的情况下，该物品具有一初始高度、一放置角度与一终点高度，记录所述初始高度、所述放置角度与所述终点高度以作为一组排料装置参数；以及

依据所述排料参数和N个所述排料装置参数对安装在该主控电子装置之内的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

在一实施例中，该自动光学检测系统更包括设置于邻近该传送设备的一进料口的至少一物品摆放装置，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而进一步地启用以下功能：

在该物品摆放装置被操作以将一个所述物品摆放至该传送设备之上的情况下，该物品具有一初始高度、一放置角度与一终点高度，记录所述初始高度、所述放置角度与所述终点高度以作为一物品摆放装置参数；以及

依据所述物品摆放装置参数对安装在该主控电子装置之内的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

附图说明

图1为包含本发明一种灵活直观配置系统的一自动视觉检测系统的方块图；

图2A为自动视觉检测系统的第一立体图；

图2B为自动视觉检测系统的第二立体图；

图3A为第j个机械手臂和第j个摄像机的第一立体图；

图3B为第j个机械手臂和第j个摄像机的第二立体图；

图4A为第j个机械手臂、第j个摄像机和第j个光源的第一立体图；以及

图4B为第j个机械手臂、第j个摄像机和第j个光源的第二立体图。

附图标记说明：

1:灵活直观配置系统

11:电子装置

11P:第一处理器

11M:第一内存

2:自动视觉检测系统

20:传送设备

200:传送带机构

201:马达

202:距离传感器

21:机械手臂

22:摄像机

23:主控电子装置

23P:第二处理器

23M:第二内存

24:光源

25:排料装置

26:物品摆放装置

3:远程电子装置

4:正常品收集箱

5:NG品收集箱

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明所提出一种自动视觉检测系统的灵活直观配置系统，以下将配合图式，详尽说明本发明的较佳实施例。

图1为包含本发明一种灵活直观配置系统的一自动视觉检测系统的方块图。并且，图2A和图2B为该自动视觉检测系统的第一、第二立体图。如图1、图2A和图2B所示，本发明提出一种灵活直观配置系统1，用以对一自动视觉检测系统2进行一设定操作，以使该自动光学检测系统2(下文简称“AVI系统2”)适合应用于对一物品进行自动化瑕疵检测。举例而言，该AVI系统2包括一传送设备20、一物品摆放装置26、N个机械手臂21、N个摄像机22、一主控电子装置23、N个光源24、以及一排料装置25，其中，N至少为1的正整数，且该主控电子装置23耦接该传送设备20、该物品摆放装置26、该N个机械手臂21、该N个摄像机22、该主控电子装置23、该N个光源24、与该排料装置25。更详细地说明，该主控电子装置23安装有一装置控制软件以及一物品瑕疵识别软件，且该装置控制软件和该物品瑕疵识别软件整合在一自动视觉检测应用程序之中。

因此，利用该AVI系统2对一批量物品(例如：齿轮)进行瑕疵检测时，该主控电子装置23执行该装置控制软件从而控制该传送设备20、该物品摆放装置26、该N个机械手臂21、该N个摄像机22、该N个光源24、与该排料装置25在合适时点进行作动。更进一步地说明，该物品摆放装置26(即，一具有夹具的机械手臂)被控制以将位于该传送设备20之上的物品夹起，接着将该物品摆放在该传送设备20之上，使该物品依一摆放角度位于该传送设备20之上。继续地，第1个机械手臂21持有第1个摄像机22，且其受控而进行作动，从而移动第1个摄像机22以使该摄像机22具有包含一摄像高度、一摄像角度与一摄像距离的一组外部摄像参数。接着，第1个摄像机22受控而对落在其一摄像范围内的物品进行拍摄，以获得一物品影像。补充说明的是，第1个机械手臂21和第1个摄像机22组成第1个检查站。在第1个检查站中，第1个摄像机22被配置具有第1组外部摄像参数，接着拍摄该物品以获得第1张物品影像。实务应用中，在第1个检查站中，第1个摄像机22还会被配置具有第2组外部摄像参数(即，不同的摄像高度、摄像角度与摄像距离)，接着拍摄该物品以获得第2张物品影像。依此类推，该物品在第1个检查站还有可能被拍摄第3张、第4张物品影像。

同理，当该物品继续地由该传送设备20运送至由第2个机械手臂21和第2个摄像机22所组成的第1个检查站之时，第2个机械手臂21受控而进行作动，从而移动第2个摄像机22以使该摄像机22具有包含一摄像高度、一摄像角度与一摄像距离的一组外部摄像参数。接着，第2个摄像机22受控而对落在其一摄像范围内的物品进行拍摄，以获得一物品影像。补充说明的是，在第2个检查站中，第2个摄像机22被配置具有第1组外部摄像参数，接着拍摄该物品以获得第1张物品影像。实务应用中，在第2个检查站中，第2个摄像机22还会被配置具有第2组外部摄像参数(即，不同的摄像高度、摄像角度与摄像距离)，接着拍摄该物品以获得第2张物品影像。依此类推，该物品在第2个检查站还有可能被拍摄第3张、第4张物品影像。

补充说明的是，在第j个检查站中(j∈N)，第j个摄像机22被配置具有包含光圈(Aperture)、景深(Depth of field)、快门速度(Shutter speed)、感亮度(ISO)、以及焦距(Focus)的一组内部摄像参数，使该摄像机22在接受指定参数配置的情况下对该物品的进行拍摄。如此，在该物品经过N个检查站之后，该主控电子装置23成功取得多张物品影像，接着该主控电子装置23执行该物品瑕疵识别软件对各所述物品影像执行一瑕疵识别操作，从而确定该物品是否具有至少一瑕疵。具体地，该物品瑕疵识别软件包括一图像处理处理单元(如：空间滤波处理)、一特征萃取单元以及一物品瑕疵识别单元，其中该特征萃取单元用以对该物品影像进行一特征萃取处理以获得一物品特征图像。另一方面，该物品瑕疵识别单元具有一预训练(pre-trained)的物品瑕疵识别模型，且利用该物品瑕疵识别模型对该物品特征图像和储存在该数据库内的至少一个参考缺陷特征图像进行一特征比对，从而确定当前受检的物品是否存在相关检测规定所定义的瑕疵。

在该物品完成瑕疵检测与识别后，该主控电子装置23控制该排料装置25(即，一具有夹具的机械手臂)将属于NG(not good)品的物品夹离该传送设备20，并放进一NG品收集箱5之中。相反地，通过瑕疵检测的(即，属于正常品)的物品会被送进正常品收集箱4之中。

由前述说明可知，在该主控电子装置23安装有一装置控制软件以及一物品瑕疵识别软件之后，包含该主控电子装置23、该传送设备20、该物品摆放装置26、该N个机械手臂21、该N个摄像机22、该主控电子装置23、该N个光源24、以及该排料装置25的AVI系统2便可以用于对一批量的A物品(例如：型号A齿轮)进行瑕疵检测。然而，实务经验指出，该AVI系统2不一定适用于对一批量的B物品(例如：型号B齿轮)进行瑕疵检测。在此情况下，如图1、图2A与图2B所示，制造厂的品检员可以操作本发明的灵活直观配置系统1从而对同一台AVI系统2进行一设定程序，使该AVI系统2经过一系列的设定操作之后能够适用于对一批量的B物品进行瑕疵检测。

如图1、图2A与图2B所示，本发明灵活直观配置系统1主要包括安装有一电子装置11以及安装在该电子装置11之中的一AVI系统设定软件(称为一第一应用程序)，使制造厂的品检员可以操作该平板计算机来对其厂内的任一AVI系统2进行一系列的设定操作。依据本发明的设计，该电子装置11耦接该主控电子装置23，从而藉由该主控电子装置23而与该N个摄像机11与该N个机械手臂21信息链接。其中，该电子装置11包括一第一处理器11P与一第一内存11M，该第一内存11P内储存有一第一应用程序(即，AVI系统设定软件)，使得该第一处理器11P透过存取该第一内存11M以执行所述第一应用程序，从而启用多个功能已完成AVI系统2的一系列的设定操作。在一实施例中，在该第一处理器11P执行所述第一应用程序之后，该电子装置11的一显示器显示一操作接口(user interface,UI)，使得制造厂的品检员能够操作该操作接口从而执行该AVI系统2的设定程序。

首先，品检员可以用手扳动第j个(如第1个)机械手臂21，使得第j个摄像机22具有一摄像高度、一摄像角度与一摄像距离(即，一组外部摄像参数)。接着，品检员可以设定第j个摄像机22的光圈、景深、快门速度、感亮度、与焦距(即，一组内部摄像参数)，并接着控制第j个摄像机22对落在其一摄像范围内的物品进行拍摄，以获得一物品影像。应知道，第j个机械手臂21和第j个摄像机22组成第j个检查站。图3A、图3B为第j个机械手臂21和第j个摄像机22的第一、第二立体图。如图3A所示，在第j个检查站中，第j个摄像机22被配置具有第1组外部摄像参数，接着拍摄该物品以获得第1张物品影像。实务应用中，如图3B所示，在第j个检查站中，第1个摄像机22还会被配置具有第2组外部摄像参数(即，不同的摄像高度、摄像角度与摄像距离)，接着拍摄该物品以获得第2张物品影像。依此类推，该物品在第j个检查站还有可能被拍摄第3张、第4张物品影像。

因此，在该机械手臂21被操作以移动该摄像机22K次从而使该摄像机22在每一次移动后皆具有一摄像高度、一摄像角度与一摄像距离的过程中，该第一处理器11P在该摄像机22每一次移动后记录一个所述摄像高度、一个所述摄像角度以及一个所述摄像距离以作为一组外部摄像参数，从而共获得K组所述外部摄像参数储存在该第一内存11M之中，其中K至少为1的正整数。同样地，在该摄像机22每一次移动后又接着接受一摄像机调整操作而具有一光圈、一景深、一快门速度、一感亮度、与一焦距的情况下，记录一个所述光圈、一个所述景深、一个所述快门速度、一个所述感亮度、以及一个所述焦距以作为一组内部摄像参数，从而在该摄像机22移动K次之后共获得K组所述内部摄像参数储存在该第一内存11M之中。

当品检员在每一个检查点都完成所述内部摄像参数和所述外部摄像参数的设置之后，该第一处理器11P记录并储存对应N个所述机械手臂21的多组所述外部摄像参数于该内存11M之中，且记录并储存对应N个所述摄像机22的多组所述内部摄像参数于该内存11M之中。应可理解，在第j个检查站中，第j个摄像机22拍摄该物品的至少一物品影像。因此，经过N个检查站后，该电子装置11会取得多张物品影像，其中该多张物品影像包含多张具有常规特征的第一物品影像以及多张具有瑕疵特征的第二物品影像，且品检员通过操作该操作接口可以对该多张第一物品影像和该多张第二物品影像进行一卷标处理(labeled)。接着，利用该电子装置11可将该多张第一物品影像和该多张第二物品影像上传至一远程电子装置3，使该远程电子装置3利用该多张第一物品影像和该多张第二物品影像生成至少一更新模块。最终，操作该电子装置11可以该更新模块对安装在该主控电子装置23之内的物品瑕疵识别模型进行一模型更新操作，或利用该更新模块在该主控电子装置23之内安装另一套物品瑕疵识别模型。

进一步地，图4A、图4B为第j个机械手臂21、第j个摄像机22和第j个光源24的第一、第二立体图。如图4A与图4B所示，该摄像机22包含于例如为智能型手机和平板计算机的一行动电子装置之中，且该行动电子装置进一步包含一惯性测量单元(inertialmeasurement unit,IMU)以及一雷射探测与测距(Laser imaging detection andranging,LiDAR)单元。举例而言，iPad Pro以及iPhone 12皆具有内含LiDAR单元与IMU单元。依此设计，在该摄像机在每一次移动之后，该IMU单元和该LiDAR单元会获取一三维移动数据与一三维测量数据，并接着该行动电子装置将将所述三维移动数据和所述三维测量数据传送至该电子装置11，使该电子装置11将该三维移动数据和该整合至所述外部摄像参数之中。

然而，并非所有行动电子装置都会含有LiDAR单元。因此，在另一可行实施例中，该摄像机22包含于一行动电子装置之中，且该行动电子装置包含一IMU单元并设置在连接该机械手臂21的一夹具之上，且一LiDAR单元设置在该夹具之上并电连接该行动电子装置。依此设置，在该机械手臂21的带动该夹具和摄像机22移动之后，该IMU单元和该LiDAR单元分别获得一三维移动数据与一三维测量数据，且该行动电子装置将所述三维移动数据和所述三维测量数据传送至该电子装置11，使该电子装置11将该三维移动数据和该整合至所述外部摄像参数之中。

综上所述，本发明灵活直观配置系统1可以为安装在一平板计算机(即，前述电子装置11)的一应用程序，使制造厂的品检员可以操作该平板计算机来对其厂内的任一AVI系统2进行如前所述之的设定程序，使该AVI系统2被变更配置之后能够转用于对一指定的物品(如：型号B齿轮)进行自动化瑕疵检测。特别地，在该AVI系统2接受所述设定程序的整个过程中，无须工程师介入N个摄像机22和N个机械手臂22的配置参数的调校，可由品检员依其经验自行完成(即，以手扳动机械手臂22和手动调整摄像参数)。相反地，工程师仅须操作该远程电子装置3，以利用该操作该远程电子装置3依据品检员所提供多张物品影像而生成一物品瑕疵识别模型。

补充说明的是，该电子装置11亦可为智能型手机、桌面计算机、一体式(All-in-one)计算机、或笔记本电脑。并且，在一可行实施例中，该摄像机22包含于一行动电子装置之中，且该行动电子装置例如为智能型手机或平板计算机。然而，在另一可行实施例中，该摄像机22具连网功能。换句话说，该摄像机22具有一第一通讯接口用以和该电子装置11的一第二通讯接口或该主控电子装置23的一主通讯接口进行数据传输。

除了通过一系列的设定实现对安装在该主控电子装置23之内的物品瑕疵识别模型进行一模型更新操作之外，本发明灵活直观配置系统1亦可通过一系列的设定实现对安装在该主控电子装置23之内的装置控制软件进行一软件参数更新操作。如图1、图2A与图2B所示，该传送设备20包括：一传送带机构200、用以驱动该传送带机构200的一马达201以及一距离传感器202。因此，在该第一处理器11P执行所述第一应用程序之后，亦可启用所述软件参数更新操作。具体地，为了该传送带机构200运送N个物品分别到达第1～N个检查站，品检员会操作该主控电子装置23以设定该马达201的转速，使该马达201以一转速运行从而驱动该传送带机构200。因此，在该马达201被设定以一转速运行从而驱动该传送带机构200的情况下，该第一处理器11P会记录所述转速作为一马达控制参数并储存在该第一内存11M之中。同时，在该传送带机构200运送该物品从而使其落在第j个所述摄像机22的一摄像范围内的情况下，该第一处理器11P会记录第j个移动距离作为一物品定位参数并储存在该第一内存11M之中。

如图4A和图4B所示，在实际操作中，品检员还可能设置每一检查站的光源24进行调整，使各检查站的光源24经过调整后而具有指定的光照范围、光强度、色温、以及光色。因此，在第j个光源24经由一光源调整操作而具有一光照范围、一光强度、一色温、以及一光色的情况下，该第一处理器11P会记录所述光照范围、所述光强度、所述色温、以及所述光色以作为一组照明参数并储存在该第一内存11M之中。

在获得所述马达控制参数、N个所述物品定位参数以及N组所述照明参数之后，操作该电子装置11可以依据所述马达控制参数、N个所述物品定位参数以及N组所述照明参数对安装在该主控电子装置23的该装置控制软件进行一参数更新操作。如此，经过模型更新操作以及参数更新操作之后，该AVI系统2便可以用于对指定的物品进行自动化瑕疵检测。具体地，如图1、图2A与图2B所示，该主控电子装置23包括一第二处理器23P与一第二内存23M，该第二内存23P内储存有一第二应用程序(包括一装置控制软件以及一物品瑕疵识别软件)，使得该第二处理器23P透过存取该第二内存23M以执行所述第二应用程序，从而自动化瑕疵检测，包括以下步骤：

控制N个机械手臂21依据其对应的所述外部摄像参数进行作动，从而对应移动N个摄像机22；

控制N个光源24依据其对应的所述照明参数提供N个检测光射向分别落在N个摄像机22的摄像范围内的N个物品；以及

控制N个摄像机22依据其对应的所述内部摄像参数以对落在其摄像范围内的该物品进行拍摄，从而获得多张物品影像；以及

利用该物品瑕疵识别模型对各所述物品影像执行一瑕疵识别操作，从而确定该物品是否具有至少一瑕疵。

在该物品完成瑕疵检测与识别后，该主控电子装置23控制该排料装置25(即，一具有夹具的机械手臂)将属于NG(not good)品的物品夹离该传送设备20，并放进一NG品收集箱5之中。因此，本发明灵活直观配置系统1还可执行以下程序。具体地，在一个所述物品于该传送带机构200移动N个移动距离并接着移动第N+1个移动距离之后，此时，该物品落在排料装置25的一夹取范围内，因此该第一处理器11P记录所述第N+1个移动距离作为一排料参数并储存在该第一内存11M内。接着，该排料装置25被操作以将一个物品排料至一NG品收集箱5。应可理解，在物品的排料过程中，其必然具有一初始高度、一放置角度与一终点高度，因此该第一处理器11P记录所述初始高度、所述放置角度与所述终点高度以作为一组排料装置参数并储存在该第一内存11M之中。如此，操作该电子装置11便可依据所述排料参数和N个所述排料装置参数对安装在该主控电子装置23之内的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

相反地，当一批量物品(例如：齿轮)被放在该传送设备20之上以待进行瑕疵检测时，必须先操作该物品摆放装置26(即，一具有夹具的机械手臂)以将位于该传送设备20之上的物品夹起，接着将该物品摆放在该传送设备20之上，使该物品依一摆放角度位于该传送设备20之上。应可理解，在该物品摆放装置26被操作以将一个所述物品摆放至该传送设备20之上的情况下，该物品具有一初始高度、一放置角度与一终点高度，此时该第一处理器11P会记录所述初始高度、所述放置角度与所述终点高度以作为一物品摆放装置参数并储存在该第一内存11M之中。最终，操作该电子装置11可以依据所述物品摆放装置参数对安装在该主控电子装置23之内的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

完成该物品摆放装置26和该排料装置25的控制参数的更新之后，该AVI系统2便可以对一批量物品进行物品摆放、物品瑕疵检测和识别、以及NG品排料等全自动作业。

如此，上述已完整且清楚地说明本发明一种自动视觉检测系统的灵活直观配置系统。然而，必须加以强调的是，上述详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为之等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (13)

1.一种灵活直观配置系统，用以对一自动光学检测系统进行一设定操作，以使该自动光学检测系统适合应用于对一物品进行自动化瑕疵检测，其中该自动光学检测系统包括一传送设备、N个机械手臂、分别由N个机械手臂所持有的N个摄像机以及一主控电子装置，且N至少为1的正整数；所述弹性设定系统包括：

一电子装置，耦接该主控电子装置，从而藉由该主控电子装置而与该N个摄像机与该N个机械手臂信息链接；其中，该电子装置包括一第一处理器与一第一内存，该第一内存内储存有一第一应用程序，使得该第一处理器透过存取该第一内存以执行所述第一应用程序，从而启用以下功能：

在该机械手臂被操作以移动该摄像机K次从而使该摄像机在每一次移动后皆具有一摄像高度、一摄像角度与一摄像距离的过程中，在该摄像机每一次移动后记录一个所述摄像高度、一个所述摄像角度以及一个所述摄像距离以作为一组外部摄像参数，从而共获得K组所述外部摄像参数；其中，K至少为1的正整数；

在该摄像机每一次移动后又接着接受一摄像机调整操作而具有一光圈(Aperture)、一景深(Depth of field)、一快门速度(Shutter speed)、一感亮度(ISO)、与一焦距(Focus)的情况下，记录一个所述光圈、一个所述景深、一个所述快门速度、一个所述感亮度、以及一个所述焦距以作为一组内部摄像参数，从而在该摄像机移动K次之后共获得K组所述内部摄像参数；

在该摄像机自该传送设备所运送的一物品(Article)进行拍摄以获得多张具有常规特征的第一物品影像以及多张具有瑕疵特征的第二物品影像之后，将该多张第一物品影像和该多张第二物品影像上传至一远程电子装置；以及

在该远程电子装置利用该多张第一物品影像和该多张第二物品影像生成至少一更新模块之后，利用该更新模块对安装在该主控电子装置之内的一第一物品瑕疵识别模型进行一模型更新操作，或利用该更新模块在该主控电子装置之内安装一第二物品瑕疵识别模型。

2.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该电子装置为选自于由智能型手机、平板计算机、桌面计算机、一体式(All-in-one)计算机和笔记本电脑所组成群组之中的任一者。

3.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该摄像机包含于一行动电子装置之中，且该行动电子装置为选自于由智能型手机和平板计算机所组成群组之中的任一者。

4.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该行动电子装置包含一惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)以及一雷射探测与测距(Laser imagingdetection and ranging,LiDAR)单元，用以在该摄像机在每一次移动之后获取一三维移动数据与一三维测量数据，并透过该行动电子装置将将所述三维移动数据和所述三维测量数据传送至该电子装置，使该电子装置将该三维移动数据和该整合至所述外部摄像参数之中。

5.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该行动电子装置包含一惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)并设置在连接该机械手臂的一夹具之上，且一雷射探测与测距(Laserimaging detection and ranging,LiDAR)单元设置在该夹具之上并电连接该行动电子装置。

6.根据权利要求5所述的灵活直观配置系统，其特征在于，在该摄像机在每一次移动之后，该惯性测量单元和该雷射探测与测距单元分别获得一三维移动数据与一三维测量数据，且该行动电子装置将所述三维移动数据和所述三维测量数据传送至该电子装置，使该电子装置将该三维移动数据和该整合至所述外部摄像参数之中。

7.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该第一处理器记录并储存对应N个所述机械手臂的多组所述外部摄像参数于该内存之中，且记录并储存对应N个所述摄像机的多组所述内部摄像参数于该内存之中。

8.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，在该第一处理器执行所述第一应用程序之后，该电子装置的一显示器显示一操作接口，使得一用户能够操作该操作接口从而对该多张第一物品影像和该多张第二物品影像进行一卷标处理。

9.根据权利要求1所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该传送设备包括一传送带机构、用以驱动该传送带机构的一马达以及一距离传感器，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而进一步地启用以下功能：

在该马达被设定以一转速运行从而驱动该传送带机构的情况下，记录所述转速作为一马达控制参数；

在该传送带机构运送该物品从而使其落在第j个所述摄像机的一摄像范围内的情况下，记录第j个移动距离作为一物品定位参数；其中，j∈N；以及

依据所述马达控制参数和N个所述物品定位参数对安装在该主控电子装置之内的一装置控制软件进行一参数更新操作。

10.根据权利要求9所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该自动光学检测系统更包括N个光源，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而启用以下功能：

在该光源经由一光源调整操作而具有一光照范围、一光强度、一色温、以及一光色的情况下，记录所述光照范围、所述光强度、所述色温、以及所述光色以作为一组照明参数；以及

依据所述照明参数对安装在该主控电子装置的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

11.根据权利要求10所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该主控电子装置包括一第二处理器与一第二内存，该第二内存内储存有一第二应用程序，使得该第二处理器透过存取该第二内存以执行所述第二应用程序，从而启用以下功能：

控制该机械手臂依据其对应的所述外部摄像参数进行作动，从而对应移动该摄像机；

控制该光源依据其对应的所述照明参数提供一检测光射向该物品；以及

控制该摄像机依据其对应的所述内部摄像参数以自该物品摄得一物品影像；以及

利用该物品瑕疵识别模型对该物品影像执行一瑕疵识别操作，从而确定该物品是否具有至少一瑕疵。

12.根据权利要求11所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该自动光学检测系统更包括设置于邻近该传送设备的一出料口的至少一排料装置，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而进一步地启用以下功能：

在一个所述物品于该传送带机构移动N个移动距离并接着移动第N+1个移动距离之后，记录所述第N+1个移动距离作为一排料参数；

在该排料装置被操作以将一个所述物品排料至一收集箱的情况下，该物品具有一初始高度、一放置角度与一终点高度，记录所述初始高度、所述放置角度与所述终点高度以作为一组排料装置参数；以及

依据所述排料参数和N个所述排料装置参数对安装在该主控电子装置之内的该装置控制软件进行所述参数更新操作。

13.根据权利要求12所述的灵活直观配置系统，其特征在于，该自动光学检测系统更包括设置于邻近该传送设备的一进料口的至少一物品摆放装置，且该第一处理器执行所述第一应用程序从而进一步地启用以下功能：

在该物品摆放装置被操作以将一个所述物品摆放至该传送设备之上的情况下，该物品具有一初始高度、一放置角度与一终点高度，记录所述初始高度、所述放置角度与所述终点高度以作为一物品摆放装置参数；以及

依据所述物品摆放装置参数对安装在该主控电子装置之内的该装置控制软件进行所述参数更新操作。