KR20150116086A - Image acquisition method for avoiding vibration of Vision examination equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 프레스 장치에 의한 주기적인 진동을 비전 검사 위치에서 모델링하고, 진화 연산을 기초로 모션 노이즈를 많이 포함하고 있는 발생함수를 산출하여 발생함수의 경보가 사라지면 이미지를 획득할 수 있는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a vibration avoiding image obtaining method of vision inspection equipment, and more particularly, to a vibration avoidance image obtaining method of a vision inspection equipment which models periodic vibration by a plurality of press apparatuses at a vision inspection position and generates motion noise And a method of acquiring a vibration avoiding image of a vision inspection equipment capable of acquiring an image when an alarm of a generation function disappears.
현재 많은 기업에서는 사람의 눈과 손에 의해 이루어지는 대부분의 검사, 측정 작업 환경하에서 보다 효율적이며 고성능의 작업 수행에 대한 요구가 증가하고 있다. 또한, 사람이 하는 검사 및 측정 작업에는 개인의 피로도나 숙련도에 따라 발생하는 오차가 크며, 실시간 검사 및 전수검사가 곤란하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 산업 현장에서는 비전 검사 장치가 도입되어 사용되고 있다. In many companies, there is an increasing demand for more efficient and high performance work under most inspection and measurement work environments, which are done by human eyes and hands. In addition, there is a large error in human inspection and measurement according to fatigue and proficiency of the individual, and it is difficult to perform real-time inspection and full inspection. In order to solve these problems, vision inspection devices have been introduced and used in industrial fields.
비전 검사(Vision inspection) 장치는 사람의 눈으로 보고 직접 검사 혹은 측정해 오던 작업을 대신하여 카메라를 통해 얻은 영상 정보를 컴퓨터가 자동 분석 처리함으로써, 인쇄회로기판 상에서 검사 대상물의 위치를 보정하거나, 검사 대상물의 외관에서 발생하는 불량을 검출할 수 있다. The Vision Inspection System is a system in which a computer performs automatic analysis processing of image information obtained through a camera in place of a manual inspection or measurement operation to correct the position of the inspection object on a printed circuit board, It is possible to detect defects occurring in the appearance of the object.
자동차 분야에서 생산되는 생산 부품들의 정밀도와 품질향상은 자동차 및 전산업에 커다란 영향을 주고 있다. 자동차 부품 중 상당 부분은 프레스 성형 방식에 의해 제조되며, 프레스 성형된 부품의 완성도에 대한 요구가 높아지고 있어 프레스 금형의 후단에 비전 검사 장비를 설치하여 성형이 완료된 부품의 불량 여부를 확인하고 있다. The improvement in the precision and quality of production parts produced in the automobile sector has a great impact on automobiles and all industries. A large part of automobile parts are manufactured by press molding method, and the demand for the completeness of press-molded parts is increasing. Therefore, a vision inspection device is installed at the rear end of the press mold to check whether or not the molded parts are defective.
도 1은 일반적인 공장의 생산 환경과 비전 검사 장비를 설명하는 도면이고, 도 2는 비전 검사 장비에 의한 모션 흔들림이 발생한 이미지를 설명하는 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a production environment and a vision inspection equipment of a general factory, and FIG. 2 is a view for explaining an image in which a motion blur occurs due to vision inspection equipment.
도 1을 참고하면, 일반적으로 적어도 하나 이상의 프레스 장치가 설치된 생산 환경에서는 프레스 장치가 동작하면서 주기적으로 큰 수직 진동을 발생하고, 이러한 기계 및 기계 구조물의 진동 운동은 소음의 원인이 된다.Referring to FIG. 1, in a production environment in which at least one press apparatus is installed, a vibrating motion of the mechanical and mechanical structures causes noise.
비전 검사 장치는 적어도 하나 이상의 프레스 장치, 조명, 카메라, 컨베이터 벨트 등으로 구성되고, 육안 검사시 안정적으로 검사 조건을 설정해야 카메라로부터 정확한 검사 이미지를 수집할 수 있다.The vision inspection apparatus is constituted by at least one press apparatus, illumination, camera, conveyor belt, etc., and the inspection condition must be set stably at the time of visual inspection so that accurate inspection images can be collected from the camera.
그런데, 비전 검사 장치는 프레스 장치에 의한 주기적인 진동을 고려하지 않으면, 도 2에 도시된 바와 같이 카메라로부터 획득한 검사 이미지에 모션 흔들림이 발생되어 크기나 위치 등의 물리적 특성을 결정하기 매우 어렵게 되므로 정상 제품이 결함으로 측정되거나 검사 자체가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다. However, when the vision inspection apparatus does not consider the periodic vibration by the press apparatus, as shown in FIG. 2, motion blurring occurs in the inspection image acquired from the camera, and it becomes very difficult to determine physical characteristics such as size and position There is a problem that the normal product is measured as a defect or the inspection itself is not performed properly.
한국 등록특허 제10-1158680호는 평판형상 프레임용 비전검사기에 관한 것으로서, 컨베이어 벨트 시스템을 기반으로 이루어지며, 한 쌍의 이동카메라유닛과 검사대상물을 일정한 위치에 정지시키기 위한 스톱퍼유닛을 구비하여, 검사대상물의 진행방향의 검사부위를 제외한 타측의 검사를 실시하기 위한 제1검사부와 검사대상물의 이동방향에 위치한 검사부위를 검사하기 위해 평면카메라와 측면검사카메라를 구비한 제2검사부로 구성되는 검사부를 제공하고 있다. Korean Patent No. 10-1158680 discloses a vision inspection system for a flat plate frame, which is based on a conveyor belt system, and includes a pair of mobile camera units and a stopper unit for stopping the inspection object at a predetermined position, And a second inspection unit including a plane camera and a side inspection camera for inspecting a first inspection unit for inspecting the other side of the inspection object in the traveling direction of the inspection object and a inspection site located in the moving direction of the inspection object, .
종래의 평판형상 프레임용 비전 검사기는 제1검사부와 제2검사부의 이송벨트의 일측에는 완충브러쉬를 구비하고 있어, 검사대상물이 검사부로 이송될 때 충격을 완화시켜 진동을 방지하도록 한다.Conventionally, the vision inspection tester for a flat plate frame has a buffering brush on one side of the conveyance belt of the first inspection unit and the second inspection unit, so that vibration is prevented by mitigating impact when the inspection object is conveyed to the inspection unit.
그런데, 종래의 평판형상 프레임용 비전 검사기는 검사부에도 미세한 진동이 가해지고, 이 진동에 의해 검사대상물에 모션 흔들림이 발생되어 비전 검사기는 선명한 이미지를 획득할 수 없어 검사의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. However, in the conventional vision checker for a flat-plate frame, fine vibration is applied to the inspection unit, and motion blurring occurs in the inspection object due to the vibration, so that the vision checker can not obtain a clear image and the accuracy of inspection is low.
이와 같이, 비전 검사 장치는 특성상 가능한 안정된 생산 환경에서 검사가 이루어져야 하므로 진동이 가해지는 프레스 장치와의 사용 공간을 다르게 하거나 육안 검사로 대체하고 있는 문제점이 있다.
As described above, since the vision inspection apparatus is required to be inspected in a stable production environment as it is characteristic, there is a problem that the space for use with the press apparatus to which vibration is applied is changed or replaced with a visual inspection.
본 발명은 복수의 프레스 장치에 의한 주기적인 진동 신호를 비전 검사 위치에서 학습에 의해 미리 예측하여 모델링하고, 진화 연산에 기초하여 모션 노이즈를 많이 포함하고 있는 발생함수를 산출한 후 발생 함수의 경보가 사라지면 검사 이미지를 획득할 수 있는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법을 제공한다.
The present invention relates to a method of predicting and modeling a periodic vibration signal by a plurality of press devices by learning at a vision inspection position and calculating an occurrence function including a lot of motion noise based on the evolutionary operation, There is provided a method of acquiring a vibration avoiding image of a vision inspection equipment capable of acquiring a test image when it disappears.
실시예들 중에서, 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법은, 적어도 하나 이상의 프레스 장치를 통해 배출되는 성형물에 대한 검사 이미지를 획득하여 비전 검사를 수행하는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법에 있어서, 상기 프레스 장치의 프레스 동작시 상기 비전 검사 위치에서 발생되는 진동을 학습하여 진동 관련 데이터를 수집하는 단계; 상기 진동 관련 데이터를 기초로 모션 노이즈(Motion Noise)의 발생률이 임계값 이상인 진동 신호를 발생 함수로 식별하고, 상기 식별한 발생 함수를 매개변수로 하여 진동 함수로 모델링을 수행하는 단계; 상기 적어도 하나 이상의 프레스 장치를 포함한 작업 환경에서 발생되는 전체 진동에 대한 발생 함수를 합산하여 총 발생 함수를 산출하는 단계; 및 상기 총 발생 함수에서 각 발생 함수간의 휴지 시간을 이용하여 상기 검사 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Among the embodiments, a vibration avoiding image obtaining method of a vision inspection equipment includes obtaining a test image of a molded product discharged through at least one press apparatus, and performing a vision inspection, Collecting vibration-related data by learning vibration generated at the vision inspection position during a press operation of the press apparatus; Identifying a vibration signal whose occurrence rate of motion noise is equal to or higher than a threshold value as a generation function based on the vibration-related data, and modeling the vibration signal as a vibration function with the identified generation function as a parameter; Calculating a total generation function by summing generation functions for all vibrations generated in a working environment including the at least one press apparatus; And acquiring the inspection image using the idle time between each generation function in the total generation function.
상기 진동 관련 데이터는 진동 크기, 비감쇠 고유 진동수, 감쇠비, 감쇠 주파수, 위상차, 진동 발생 시간을 포함한 진동 신호의 학습 데이터인 것을 특징으로 하는 한다.Wherein the vibration-related data is learning data of a vibration signal including a vibration magnitude, a non-attenuation natural frequency, an attenuation ratio, an attenuation frequency, a phase difference, and a vibration occurrence time.
상기 발생 함수는 하기 수학식에 의해 산출되고, P는 진동 신호의 주기, t0는 시작 시간, 
상기 총 발생 함수(Vtotal)는 진화 연산을 기반으로 하여 각 발생 함수의 논리의 조합(
상기 진화 연산에 기초한 발생 함수는 하기 수학식에 의한 적합도(fitness)에 의해 평가하는 단계를 더 포함하고, fd는 실제 신호, fc는 발생 시간과 전체 테스트 시간 간의 차이에 계산된 발생 함수의 상보 함수이며, cardi(:)는 전체 테스트 시간에 관한 기수인 것을 특징으로 한다.Wherein the generation function based on the evolutionary operation further includes a step of evaluating the fitness function by the following equation, f d is the actual signal, f c is the generation function calculated on the difference between the generation time and the entire test time Is a complementary function, and card i (:) is a radix for the entire test time.
상기 진동 신호는 검사하는 전체 테스트 시간 동안 주기적으로 발생하고, 주기 함수는 주기적 진동 신호로 표현되는 것을 특징으로 한다.The vibration signal is periodically generated during the entire test time to be inspected, and the periodic function is expressed by a periodic vibration signal.
상기 진동 관련 데이터를 수집하는 단계는 상기 프레스 장치에 의한 진동 신호 또는 생산 환경에 의한 환경 신호는 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛에 의해 감지되고, 상기 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛은 상기 프레스 장치와 인접 프레스 장치의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 한다.
Wherein the step of collecting the vibration-related data comprises the steps of sensing the vibration signal by the press apparatus or the environmental signal by the production environment by an acceleration sensor or an inertial measurement unit, and the acceleration sensor or the inertial measurement unit, As shown in Fig.
본 발명의 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법은, 복수의 프레스 장치에 의한 주기적인 진동 신호를 비전 검사 위치에서 학습에 의해 미리 예측하여 모델링하고, 진화 연산에 기초하여 모션 노이즈를 많이 포함하고 있는 발생함수를 산출한 후 발생 함수의 경보가 사라지면 검사 이미지를 획득할 수 있어, 모션 흔들림이 제거된 검사 이미지를 이용하여 프레스 장치에 의한 성형물의 정밀한 비전 검사를 수행할 수 있고, 게다가 공정의 자동화를 이룰 수 있는 효과가 있다.
A method of acquiring a vibration avoiding image of a vision inspection equipment of the present invention is a method of predicting and modeling a periodic vibration signal by a plurality of press devices at a vision inspection position by learning and including a lot of motion noise It is possible to acquire the inspection image when the alarm of the generation function disappears after calculating the generation function, and it is possible to perform the precise vision inspection of the molding by the press apparatus using the inspection image from which the motion blur is eliminated, There is an effect that can be achieved.
도 1은 일반적인 공장의 생산 환경과 비전 검사 장비를 설명하는 도면이다.
도 2는 비전 검사 장비에 의한 모션 흔들림이 발생한 이미지를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 진동 신호를 주기적 발생 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 진동 신호 또는 환경 신호를 감지하는 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛을 설명하는 도면이다.
도 6은 발생 함수와 총 발생 함수를 도식화한 도면이다.
도 7은 진화 연산을 기반으로 하여 발생 함수를 산출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 원시 신호와 발생 함수, 원시 신호와 발생 함수의 비교 신호를 설명하는 도면이다.Fig. 1 is a view for explaining a production environment and a vision inspection equipment of a general factory.
2 is a view for explaining an image in which motion blurring is caused by the vision inspection equipment.
3 is a flowchart illustrating a vibration avoiding image obtaining method of the vision inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a view for explaining a periodically generated state of a vibration signal. Fig.
5 is a view for explaining an acceleration sensor or an inertial measurement unit for sensing a vibration signal or an environmental signal.
FIG. 6 is a diagram showing a generation function and a total generation function. FIG.
7 is a diagram for explaining a process of calculating a generation function based on an evolutionary computation.
8 is a diagram for explaining a raw signal, a generation function, a comparison signal between a raw signal and a generation function.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation, the identification code does not describe the order of each step, Unless otherwise stated, it may occur differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법을 설명하는 순서도이고, 도 4는 진동 신호를 주기적 발생 상태를 설명하는 도면이며, 도 5는 진동 신호 또는 환경 신호를 감지하는 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛을 설명하는 도면이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a vibration avoiding image obtaining method of a vision inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining a periodical generation of a vibration signal, and FIG. Fig. 3 is a diagram illustrating an acceleration sensor or an inertial measurement unit for sensing acceleration. Fig.
도 3을 참고하면, 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법은 생산 환경 내에 복수의 프레스 장치가 설치되고, 비전 검사 장비는 프레스 장치에서 성형된 성형물이 배출되는 경로 상에 설치되어 성형물을 바로 촬영하거나 컨베이어 벨트 등의 이송 수단에 의해 이송되는 성형물을 촬영하여 분석을 수행한다.Referring to FIG. 3, a method for obtaining a vibration avoiding image of a vision inspection apparatus includes a plurality of press apparatuses installed in a production environment, and the vision inspection apparatus is installed on a path through which a molded article is discharged from a press apparatus, And the molded product conveyed by the conveying means such as a conveyor belt is photographed and analyzed.
비전 검사 장치는 프레스 동작시 주기적으로 상당한 소음과 진동이 유발되므로, 진동을 회피하면서 정확한 검사 이미지를 획득하여 비전 검사가 이루어지도록 진동 회피 알고리즘을 저장한다.Since the vision inspection apparatus periodically generates considerable noise and vibration during the press operation, the vibration avoidance algorithm is stored so as to obtain a correct inspection image while avoiding the vibration and to perform the vision inspection.
진동 회피 알고리즘은 프레스 동작시 비전 검사 위치에서 발생되는 진동을 학습하여 진동 관련 데이터를 수집한다.(S1) 이때, 진동 관련 데이터는 프레스 장치의 프레스 동작시 발생되는 진동 신호에 대한 진동 크기, 비감쇠 고유 진동수, 감쇠비, 감쇠 주파수, 위상차, 진동 발생 시간을 포함한 학습 데이터이다. The vibration-related data collects the vibration-related data by learning the vibration generated at the vision inspection position during the press operation. (S1) At this time, the vibration-related data includes the vibration magnitude for the vibration signal generated in the press operation of the press apparatus, Is the learning data including the natural frequency, the damping ratio, the attenuation frequency, the phase difference, and the vibration occurrence time.
일반적으로 진동에 대한 간단한 방정식은 수학식 1로 나타내고, 무차원 파라미터(
수학식 2에서, 
부족 감쇠 조건을 가정하면, 프레스 장치에서 발생되는 진동 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 검사하는 전체 테스트 시간 동안 주기적으로 발생하고, 주기 함수는 수학식 3과 같이 주기적 진동 신호로 표현될 수 있다. 도 4는 다양한 
이때, 
수학식 3을 
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 프레스 장치에 의한 진동 신호 또는 생산 환경에서 발생되는 환경 신호는 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛에 의해 감지되고, 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛은 프레스 장치#1와 프레스 장치#2의 중앙에 배치될 수 있다. 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛은 중력 방향에 따른 가속도를 사용하여 수직 진동 신호를 측정한다.5, the vibration signal generated by the press apparatus or the environmental signal generated in the production environment is sensed by the acceleration sensor or the inertial measurement unit, and the acceleration sensor or the inertial measurement unit is connected to the
진동 회피 알고리즘은 진동 신호의 정확한 모델링을 수행하기 전에 진동 관련 데이터를 기초로 모션 노이즈(Motion Noise)의 발생률이 임계값 이상인 진동 신호를 수학식 5와 같이 발생 함수로 식별한다.(S2) 진동 회피 알고리즘은 식별한 발생 함수를 매개 변수로 하여 정확한 진동 함수로 모델링을 수행한다.(S3) The vibration avoidance algorithm identifies, as a generation function, a vibration signal whose occurrence rate of motion noise is equal to or higher than a threshold value, based on the vibration-related data before performing accurate modeling of the vibration signal. (S2) The algorithm performs modeling with an accurate vibration function using the identified generation function as a parameter (S3)
진동 회피 알고리즘은 비감쇠 조건에서의 진동 모델링을 수행하고 있지만 비감쇠 조건에서의 파라미터들은 부족 감쇠 조건의 파라미터들과 유사하므로 부족 감쇠 조건에서도 진동 모델링을 수행할 수 있다. 단, 진동 회피 알고리즘은 부족 감쇠 조건의 경우에 점성 감쇠 계수가 추가된다는 것이 고려하여 진동 모델링을 수행한다. Although the vibration avoidance algorithm performs vibration modeling in non-attenuating condition, the parameters in non-attenuating condition are similar to those of under-attenuation condition, so vibration modeling can be performed under under-attenuation condition. However, the vibration avoidance algorithm performs vibration modeling considering that a viscous damping coefficient is added in case of underdamped condition.
수학식 5에서, P는 진동 신호의 주기, t0는 시작 시간, 
모션 노이즈가 임계값 이상인 상태가 지속되는 동안에 촬영된 검사 이미지는 모션 흔들림 등으로 인해 비전 검사에 사용될 수 없다.The inspection image photographed while the motion noise is in the state of the threshold value or more can not be used for the vision inspection due to the motion shake or the like.
복수의 프레스 장치가 설치된 실제 생산 환경에서의 진동은 수학식 6과 같이 연산자(
진동 회피 알고리즘은 총 발생 함수는 진동 신호의 테스트를 위한 전체 시간을 포함하고 있으므로, 도 6에 도시된 바와 같이 총 발생 함수의 휴지 시간(tr)을 이용하여 카메라가 검사 이미지를 획득할 수 있다.(S5)
Since the total avoidance algorithm includes the total time for testing the vibration signal, the camera can obtain the test image using the dwell time (t r ) of the total occurrence function as shown in FIG. 6 (S5)
도 6은 발생 함수와 총 발생 함수를 도식화한 도면이고, 도 7은 진화 연산을 기반으로 하여 발생 함수를 산출하는 과정을 설명하는 도면이며, 도 8은 원시 신호와 발생 함수, 원시 신호와 발생 함수의 비교 신호를 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining a process of calculating a generation function based on an evolutionary operation, and FIG. 8 is a diagram illustrating a process of generating a source signal and a generation function, Fig.
도 6을 참고하면, 발생 함수(f)는 모델링 전의 관심 신호이고, 총 발생 함수(Vtotal)는 진화 연산을 기반으로 하여 각 발생 함수의 논리의 조합으로 이루어진다. Referring to FIG. 6, the generation function f is the signal of interest before the modeling, and the total generation function V total is a combination of logic of each generation function based on the evolutionary operation.
진화 연산을 기반으로 하여 발생 함수를 산출하는 과정은 발생 함수를 의미하는 염색체(도 7의 (a))와 선택된 부모로부터 크로스 오버와 돌연변이 작업을 수행하는 연산자( 도 7의 (b))을 포함한다.The process of calculating the generation function based on the evolutionary operation includes a chromosome (FIG. 7A) representing the generation function and an operator (FIG. 7B) performing the crossover and the mutation operation from the selected parent do.
총 발생 함수의 휴지 시간(tr)에 획득한 검사 이미지의 정확도를 높이기 위해서는 휴지 시간 각 발생 함수간의 최소화된 적용 범위를 찾아 극대화시킬 수 있다. 또한, 주기적 진동 서열을 회피하여 획득한 검사 이미지에서 모션 흔들림을 감소시키기 위해 원래의 진동 신호와 진동 모델링에 의한 발생 함수가 정확히 일치하여야 한다.In order to increase the accuracy of the acquired test image at the dwell time (t r ) of the total generation function, the minimized coverage between the dwell time angle generation functions can be found and maximized. Also, in order to reduce the motion blur in the inspection image obtained by avoiding the periodic vibration sequence, the original vibration signal and the generation function by the vibration modeling must be exactly the same.
이를 위해, 각 발생 함수의 파라미터들은 진화 연산(GA)을 통해 결정되고, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 각각의 유전자가 그 경계 내의 실제 값으로 인코딩된다. To this end, the parameters of each generation function are determined through an evolutionary operation (GA), and each gene is encoded into its actual value within its boundary, as shown in Figure 7 (a).
유전자 조작에서 크로스오버 동작은 선택 프로세스에서 얻어진 부모 염색체 P1과 P2에서 주로 정보를 교환하는 것이고, 돌연변이 작업은 염색체의 유전자를 변경하는 것이다.In genetic manipulation, the crossover action is to exchange information primarily on the parental chromosomes P1 and P2 obtained in the selection process, and the mutation task is to change the chromosomal gene.
이때, P1과 P2는 크로스오버1로 2개, 크로스오버2로 1개, 돌연변이로 1개의 총 4개의 염색체를 생성한다.At this time, P1 and P2 generate four chromosomes, two for
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 크로스오버1은 1포인트 크로스 오버로서 유전자가 무작위로 선택된 점에서 교환된다. 크로스오버1에 의한 새로운 자손들은 염색체 문자열을 교환한 후 새성된다.As shown in FIG. 7 (b), the
크로스오버2는 두 부모와 평균값으로, 선택한 부모는 자신의 가치를 공유하므로 부모간의 더 나은 가치를 수렴하기 위해 중간 포인트를 생성한다. 돌연변이는 무작위로 선택된 제어 지점에서의 임의의 값으로, 이 값은 무작위로 각 값을 미리 정의된 상한과 하한 사이에서 선택된다.
진화 연산에 기초한 발생 함수는 수학식 7에 의한 적합도(fitness)에 의해 평가된다. 최적화 문제는 적합도를 최소화하기 위해 해결해야하는 것으로 정의된다. 더좋은 발생 함수는 이 과정에서 더 낮은 값으로 리턴된다.The generation function based on the evolutionary operation is evaluated by the fitness according to Equation (7). The optimization problem is defined to be solved to minimize the fit. A better generation function is returned to a lower value in this process.
수학식 7에서, fd는 실제 신호, fc는 발생 시간과 전체 테스트 시간 간의 차이에 계산된 발생 함수의 상보 함수이며, cardi(:)는 전체 테스트 시간에 관한 기수이다.In equation (7), f d is the actual signal, f c is the complement function of the generation function calculated on the difference between the occurrence time and the total test time, and card i (:) is the radix for the entire test time.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 중력 방향에 의한 원시 신호는 노이즈를 포?함하고 있으므로 사용자가 모션 노이즈의 임계값을 설정하고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 진화연산을 통해 발생 함수와 총 발생 함수를 산출한다. 원시 신호와 산출된 발생 함수를 비교하면 진화 연산에 의한 발생 함수가 제대로 예측된 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 8 (a), since the raw signal due to gravity direction contains noise, the user sets a threshold value of motion noise, and as shown in FIG. 8 (b) To generate the generation function and the total generation function. Comparing the raw signal with the generated generation function, we can confirm that the evolution function is properly predicted.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
110 : 110:
Claims (7)
상기 프레스 장치의 프레스 동작시 상기 비전 검사 위치에서 발생되는 진동을 학습하여 진동 관련 데이터를 수집하는 단계;
상기 진동 관련 데이터를 기초로 모션 노이즈(Motion Noise)의 발생률이 임계값 이상인 진동 신호를 발생 함수로 식별하고, 상기 식별한 발생 함수를 매개변수로 하여 진동 함수로 모델링을 수행하는 단계;
상기 적어도 하나 이상의 프레스 장치를 포함한 작업 환경에서 발생되는 전체 진동에 대한 발생 함수를 합산하여 총 발생 함수를 산출하는 단계; 및
상기 총 발생 함수에서 각 발생 함수간의 휴지 시간을 이용하여 상기 검사 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법.
A method for obtaining a vibration avoiding image of a vision inspection equipment for performing a vision inspection by obtaining a test image of a molded product discharged through at least one press apparatus,
Collecting vibration-related data by learning vibration generated at the vision inspection position during a press operation of the press apparatus;
Identifying a vibration signal whose occurrence rate of motion noise is equal to or higher than a threshold value as a generation function based on the vibration-related data, and modeling the vibration signal as a vibration function with the identified generation function as a parameter;
Calculating a total generation function by summing generation functions for all vibrations generated in a working environment including the at least one press apparatus; And
And obtaining the inspection image using the idle time between each generation function in the total generation function.
상기 진동 관련 데이터는 진동 크기, 비감쇠 고유 진동수, 감쇠비, 감쇠 주파수, 위상차, 진동 발생 시간을 포함한 진동 신호의 학습 데이터인 것을 특징으로 하는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the vibration-related data is learning data of a vibration signal including a vibration magnitude, a non-attenuation natural frequency, a damping ratio, an attenuation frequency, a phase difference, and a vibration occurrence time.
상기 발생 함수는 하기 수학식에 의해 산출되고, P는 진동 신호의 주기, t0는 시작 시간,
The method according to claim 1,
The generation function to be calculated by the equation, P is the period of the oscillating signal, t 0 is the start time,
상기 총 발생 함수(Vtotal)는 진화 연산을 기반으로 하여 각 발생 함수의 논리의 조합(
The method according to claim 1,
The total generation function (V total ) is a combination of logic of each generation function based on the evolutionary operation
상기 진화 연산에 기초한 발생 함수는 하기 수학식에 의한 적합도(fitness)에 의해 평가하는 단계를 더 포함하고, fd는 실제 신호, fc는 발생 시간과 전체 테스트 시간 간의 차이에 계산된 발생 함수의 상보 함수이며, cardi(:)는 전체 테스트 시간에 관한 기수인 것을 특징으로 하는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the generation function based on the evolutionary operation further includes a step of evaluating the fitness function by the following equation, f d is the actual signal, f c is the generation function calculated on the difference between the generation time and the entire test time (I) is a complementary function, and card i (:) is a radix for the entire test time.
상기 진동 신호는 검사하는 전체 테스트 시간 동안 주기적으로 발생하고, 주기 함수는 주기적 진동 신호로 표현되는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the vibration signal is periodically generated during a whole test time to be inspected, and the periodic function is expressed by a periodic vibration signal.
상기 프레스 장치에 의한 진동 신호 또는 생산 환경에 의한 환경 신호는 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛에 의해 감지되고, 상기 가속도 센서 또는 관성 측정 유닛은 상기 프레스 장치와 인접 프레스 장치의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장비의 진동 회피 이미지 획득 방법. The method of claim 1, wherein collecting the vibration-
Wherein the vibration signal by the press apparatus or the environmental signal by the production environment is sensed by an acceleration sensor or an inertial measurement unit and the acceleration sensor or inertial measurement unit is disposed at the center of the press apparatus and the adjacent press apparatus Vibration avoidance image acquisition method of vision inspection equipment.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140040471A KR20150116086A (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Image acquisition method for avoiding vibration of Vision examination equipment |
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| KR1020140040471A KR20150116086A (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Image acquisition method for avoiding vibration of Vision examination equipment |
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ID=54356750
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| KR (1) | KR20150116086A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200128239A (en) * | 2019-04-23 | 2020-11-12 | 한국기계연구원 | Mechanical diagnostic system based on image learning and method for mechanical diagnosis using the same |
-
2014
- 2014-04-04 KR KR1020140040471A patent/KR20150116086A/en not_active Application Discontinuation
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