KR20170005828A - 용접 측정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

파괴된 스폿 용접 아티팩트를 측정하기 위한 장치 및 방법은 최소의 왜곡 및 시차로 피검물의 제어된 이미지를 획득하기 위해 발광체 및 복수의 카메라를 지지하기 위한 프레임워크를 갖는다. 프레임워크는 피검물을 평평하게 그리고 재현가능한 위치에 유지하여, 이미징 동안 움직임을 제어한다. 이미지 데이터는 아티팩트를 구분하고 측정할 수 있는 이미지 처리 소프트웨어로 프로그래밍된 컴퓨터 내에 수신된다. 교정 표준물이 수차를 보정하는 데 사용된다.

Description

용접 측정을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR WELD MEASUREMENT}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014년 5월 5일자로 출원되고 발명의 명칭이 '용접 측정을 위한 장치 및 방법'인 미국 가출원 제 61/988,641 호의 이익을 주장하며, 이 가출원의 개시 내용은 모든 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 용접을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 파괴 분해 후에 스폿 용접을 측정하는 것에 관한 것이다.
스폿 용접 형성을 검출하는 단계, 스폿 용접 품질을 평가하는 단계, 및 전극 수명의 종료를 예측하는 단계를 포함하는, 저항 스폿 용접(resistance spot welding, RSW)의 검사를 위한 방법이 알려져 있다. 하나의 접근법에서, 용접 접합부가 파괴되고 용접 치수가 수동으로, 예를 들어 캘리퍼(caliper)에 의해 측정된다. 용접 치수 및 외양은 또한 용접 파손 외양을, 미국 용접 협회(American Welding Society), AWS D8.2, 자동차 용접 품질에 대한 규격- 알루미늄의 저항 스폿 용접(Specification for Automotive Weld Quality- Resistance Spot Welding of Aluminum)과 같은 분류 체계의 표준물과 비교함으로써 평가될 수 있다. 레이저-기반 검사 시스템이 또한 강철의 저항 스폿 용접의 검사를 위해 개발되었다.
그럼에도 불구하고, 용접을 검사하기 위한 개선된 및/또는 대안적인 방법 및 장치가 여전히 요망된다.
개시된 주제는 적어도 하나의 접합 아티팩트(bond artifact)를 갖는 피검물(specimen)을 검사하기 위한 장치에 있어서, 피검물을 조명할 수 있는 발광체(light), 피검물의 디지털 이미지를 포착(capturing)할 수 있는 카메라, 및 카메라로부터 피검물의 디지털 이미지를 수신할 수 있고, 접합 아티팩트를 측정하고 측정 결과를 사용자에게 보고할 수 있는 이미지 처리 프로그램으로 프로그래밍된 컴퓨터를 갖는, 피검물을 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.
다른 실시예에 따르면, 프레임워크는 발광체, 카메라 및 피검물을 서로에 대해 유지한다.
다른 실시예에 따르면, 프레임워크는 피검물을 카메라 및 발광체의 전방에 유지할 수 있는 테이블을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 프레임워크는 피검물을 테이블에 대해 가압할 수 있는 피검물 홀더를 추가로 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 피검물 홀더는 피검물 위의 위치와 피검물을 테이블에 대해 가압하는 위치 사이에 선택적으로 위치될 수 있는 프레임 상에 장착된 복수의 내향으로 연장되는 핑거(finger)를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 테이블은 프레임워크에 활주가능하게 결합되고, 카메라 아래의 위치 및 카메라에 대해 원위에 있는 위치를 취할 수 있어서, 피검물이 테이블 상에 배치되고, 핑거에 의해 아래로 가압되며, 후속적으로 카메라 아래에서 활주하도록 허용한다.
다른 실시예에 따르면, 발광체는 카메라의 렌즈가 통과해 연장될 수 있는 개구를 내부에 구비한 확산기 후드(diffuser hood)를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 카메라는 제 1 카메라이고, 복수의 카메라를 한정하도록 적어도 하나의 추가 카메라를 추가로 포함하며, 확산기 후드는 복수의 카메라 각각의 렌즈가 통과해 들어가게 하기 위한 복수의 개구를 내부에 갖고, 복수의 카메라 각각은 카메라의 시야 내의 피검물의 이미지를 획득할 수 있으며, 각각의 카메라의 시야는 복수의 카메라 중 다른 카메라의 시야와는 상이하다.
다른 실시예에 따르면, 복수의 카메라는 적어도 3개의 카메라를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 접합 아티팩트는 스폿 용접(spot weld)의 아티팩트이고, 교정 표준물(calibration standard)로서, 피검물이 배치될 때 교정 표준물이 테이블 상에 배치되게 하는 치수를 갖는, 상기 교정 표준물을 추가로 포함하며, 교정 표준물은 스폿 용접의 패턴에 가까운(approximating) 복수의 이격된 도트(dot)를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 접합 아티팩트를 갖는 피검물을 검사하기 위한 방법은, 피검물을 조명하는 단계; 카메라를 이용하여 피검물 및 접합 아티팩트의 디지털 이미지 데이터를 획득하는 단계; 카메라로부터의 피검물의 디지털 이미지 데이터를, 이미지 처리 프로그램으로 프로그래밍된 컴퓨터 내에 수신하는 단계; 이미지 데이터에 나타나 있는 적어도 하나의 접합 아티팩트를 측정하는 단계; 및 측정하는 단계의 결과를 사용자에게 보고하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 컴퓨터는 피검물의 노출 길이를 비롯해, 획득하는 단계 동안 카메라를 제어한다.
다른 실시예에 따르면, 획득하는 단계 전에 적어도 하나의 접합 아티팩트에 페인트를 도포하는 단계를 추가로 포함하며, 페인트는 접합 아티팩트와 접합 아티팩트에 인접한 피검물의 나머지 부분과의 콘트라스트(contrast)를 증가시킨다.
다른 실시예에 따르면, 획득하는 단계 전에 피검물을 평평하게 하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 카메라를 이용하여 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 획득하고, 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 컴퓨터 내에 수신하는 단계, 및 교정 표준물 상의 패턴에 관련된 치수 데이터를 추가로 수신하고, 치수 데이터와 디지털 이미지 데이터를 비교하는 단계, 및 이어서 치수 데이터로부터의 이미지 데이터의 벗어남(divergence)을 보상하기 위해 보정 매트릭스(correction matrix)를 계산하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 획득하는 단계 동안 획득된 피검물의 이미지 데이터와 관련된 이미지 데이터에 보정 매트릭스를 적용하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 획득하는 단계 동안 획득된 디지털 이미지 데이터에서 관심 대상의 영역을 선택하는 단계, 및 이미지 데이터로부터 중요하지 않은 영역을 필터링하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 아티팩트의 에지(edge)를 검출하는 단계, 및 아티팩트의 면적 및 최대 페렛 직경(max Feret diameter)을 계산하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 피검물의 이미지 데이터의 그레이스케일 값(grayscale value)을 사전결정된 역치 기준(pre-determined threshold criteria)에 대해 역치화(thresholding)하는 단계, 이미지 데이터 내의 구멍을 채우는 단계, 및 역치 이하의 값을 갖는 파티클(particle)을 제거하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 아티팩트는 복수의 용접 아티팩트이고, 용접 아티팩트의 면적에 대한 측정 데이터의 보고서를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 접합 아티팩트를 갖는 피검물을 검사하기 위한 방법에 있어서,
패턴을 갖는 교정 표준물을 카메라 앞에 위치시키는 단계;
교정 표준물을 조명하는 단계;
카메라를 이용하여 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 획득하는 단계;
교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 컴퓨터 내에 수신하는 단계;
교정 표준물 상의 패턴에 관련된 치수 데이터를 컴퓨터 내에 추가로 수신하는 단계;
치수 데이터와 디지털 이미지 데이터를 비교하고, 이어서 교정 표준물의 치수 데이터로부터의 교정 표준물의 이미지 데이터의 벗어남을 보상하기 위해 보정 매트릭스를 계산하는 단계;
피검물을 카메라 앞에 위치시키는 단계;
피검물을 조명하는 단계;
카메라를 이용하여 피검물 및 접합 아티팩트의 디지털 이미지 데이터를 획득하는 단계;
카메라로부터의 피검물의 디지털 이미지 데이터를, 이미지 처리 프로그램으로 프로그래밍된 컴퓨터 내에 수신하는 단계;
획득하는 단계 동안 획득된 피검물의 이미지 데이터와 관련된 이미지 데이터에 보정 매트릭스를 적용하는 단계;
피검물의 이미지 데이터에서 관심 대상의 영역을 식별하는 단계;
피검물의 이미지를 기준 값에 대해 역치화하는 단계;
피검물의 이미지로부터 중요하지 않은 특징부를 필터링하는 단계;
적어도 하나의 접합 아티팩트의 에지를 검출하는 단계;
이미지 데이터에 나타나 있는 적어도 하나의 접합 아티팩트의 면적 및 최대 페렛 직경을 측정하는 단계; 및
측정하는 단계의 결과를 사용자에게 보고하는 단계를 포함하는, 피검물을 검사하기 위한 방법.
다른 실시예에 따르면, 측정하는 단계는 접합 아티팩트의 에지 상의 2개의 가장 멀리 떨어진 점 사이의 거리를 식별함으로써 최대 페렛 직경을 계산하는 단계; 접합 아티팩트의 면적을 확인하는 단계; 접합 아티팩트와 동일한 면적을 갖는 원의 와들 디스크 직경(Waddle disk diameter)을 계산하는 단계; 및 최대 페렛 직경 대 와들 디스크 직경의 비(ratio)를 계산하는 단계를 포함한다.
본 개시의 더 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 관련하여 고려되는 예시적인 실시예의 하기의 상세한 설명을 참조한다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 용접 측정 시스템의 사시도,
도 2는 도 1의 시스템의 평면도,
도 3은 도 1의 시스템의 정면도,
도 4는 도 1의 시스템의 측면도,
도 5는 상이한 노출 시간 길이에서 도 1의 시스템에 의해 촬영된 피검물의 이미지의 집합,
도 6a는 용접 버튼의 페인팅에 의한 향상 전에 도 1의 시스템에 의해 촬영된 피검물의 이미지,
도 6b는 용접 버튼의 페인팅에 의한 향상 후의 도 6a의 이미지,
도 7a는 도 1의 시스템에 의해 수행되는 이미지 처리에 의한 보정 전에 도 1의 시스템에 의해 촬영된 교정 표준물의 이미지,
도 7b는 도 1의 시스템에 의해 수행되는 이미지 처리에 의한 보정 후의 도 7a의 교정 표준물의 이미지,
도 8a는 보정 전에 도 1의 시스템에 의해 촬영된 피검물의 이미지,
도 8b는 도 1의 시스템에 의해 수행되는 이미지 처리에 의한 보정 후의 도 8a의 피검물의 이미지,
도 9는 도 1의 시스템에 의해 수행되는 이미지 처리 단계를 보여주는 피검물의 이미지의 시퀀스,
도 10은 도 1의 시스템에 의한 이미지 분석에 의해 생성되는 바와 같은 피검물의 각각의 용접 버튼 이미지의 에지 상의 가장 멀리 떨어진 점들 사이의 거리를 보여주는, 도 1의 시스템에 의해 포착된 피검물의 이미지,
도 11은 도 1의 용접 측정 시스템의 작동에 대한 흐름도,
도 12 내지 도 14는 도 11의 흐름도에서 나타나는 함수에 대한 상세 흐름도,
도 15는 도 1의 용접 측정 시스템의 사용자 인터페이스의 스크린 샷,
도 16a 내지 도 16c는 상이한 게이지에서의 3개의 상이한 피검물의 분석을 보여주는, 도 1의 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린 샷, 및
도 17a 내지 도 17c는 3개의 상이한 피검물에 대한 도 1의 시스템에 의해 생성되는 측정 결과의 그래프.
도 1은 이미징 스테이션(12), 카메라 조립체(14), 지지 프레임워크(16) 및 조명 조립체(18)를 갖는 용접 측정 시스템(10)을 도시한다. 피검물 트레이(20T)를 갖는 피검물 지지체(20)가 피검물(S), 예를 들어 용접된 이중층(도시되지 않음)으로부터 분리된 탈층된 층(delaminated layer)을 수용한다. 피검물은 이전의 용접된 조건의 아티팩트(artifact), 예를 들어 피검물(S)의 표면(S1) 상에 배치된 복수의 구멍, 함몰부(depression) 또는 용접 버튼(W)을 나타낸다. 아티팩트(W)가 그것 상에 배치되는 표면(S1)은 비-용접된 금속일 것이며, 이는 전형적으로 용접 버튼(W)에 비해 상대적으로 매끄럽고 경면(specular)일 것이다. 일관된 형상(길이 및 폭)을 갖는 피검물(S)을 이미징하도록 구성될 때, 복수의 포스트 또는 위치설정 요소(20P)가 카메라 조립체(14) 및 조명 조립체(18)에 대해 최적의 또는 작업가능한 위치에 각각의 피검물(S)을 유지하는 것을 용이하게 하기 위해 트레이(20T)의 표면 상에 배치될 수 있다. 트레이(20T)는 델린(Delrin)과 같은 흑색 재료로부터 제조될 수 있거나, 최소 이미징 존재 및 반사율을 제공하도록 흑색으로 페인팅될 수 있다. 프레임(26A) 및 복수의 핑거(finger)(26F)를 갖는 피검물 홀더(26)가 피검물(S)을 평평하게 하고 피검물(S)에 일관되고 안정된 이미징 위치를 제공하기 위해, 피검물(S)을 트레이(20T)에 맞대어 아래로 가압함으로써 피검물(S)을 유지하도록 토글 클램프(toggle clamp)(26C)에 의해 위아래로 토글링될 수 있다. 조명 조립체(18)는 미국 버몬트주 로체스터의 어드밴스드 일루미네이션, 인크.(Advanced Illumination, Inc.)로부터 구매가능하며, 발광체(18L1, 18L2)(점선으로 개략적으로 도시됨)에 의해 발생된 광을 피검물(S)을 향해 지향시키는 반사기 및 확산기로서 기능하는 돔형 후드(domed hood)(18C)를 포함한다. 후드(18C)에는 카메라(14A, 14B, 14C)의 렌즈가 통과해 연장될 수 있는 복수의 개방부(18D, 18E, 18F)가 제공될 수 있다. 카메라는 독일 스타트로다의 얼라이드 비전 테크놀로지스(Allied Vision Technologies)로부터 입수가능한 3개의 GigE 카메라일 수 있다. 카메라(14A, 14B, 14C)는 장착 플레이트(14D) 상에 조립체로서 함께 배열될 수 있다. 3개의 카메라(14A, 14B, 14C)는 기다란 샘플(S)을 이미징하고 이미지 내의 시차(parallax) 및 왜곡(distortion)을 최소화하는 데 사용되어, 3개의 이미지의 세트(각각의 카메라(14A, 14B, 14C)에 대해 하나의 이미지)가 동시에 촬영될 수 있으며, 3개의 이미지의 세트는 그것의 인접한 에지에서 중첩된다. 이미징되는 전형적인 피검물(S)의 길이에 따라 더 많은 또는 더 적은 카메라(14A 등)가 이용될 수 있다. 추가의 대안에서, 단일의 카메라(14A)가 상이한 위치에서 피검물(S)의 복수의 이미지를 촬영하는 데 사용될 수 있으며, 이때 카메라(14A)는 예를 들어 슬라이드(slide) 또는 슬라이드들 상에서 피검물(S)에 대해 평행하게 이동되어, 그것이 관심 대상의 피검물 영역 바로 위의 위치로 이동함에 따라 이미지를 촬영한다. 피검물(S)을 조명하는 데 참여하지 않는 용접 측정 시스템(10)의 표면은 피검물의 반사 및 불균일한 조명을 최소화하기 위해 무광(flat) 흑색으로 페인팅될 수 있다.
피검물(S)이 피검물 지지체(20) 상에 위치되고 피검물 홀더(26)가 아래로 클램핑될 때, 피검물 지지체(20)는 카메라 조립체(14) 및 조명 조립체(18) 아래의 이미징 위치로 슬라이드 아암(slide arm)(22, 24) 상에서 활주될 수 있으며, 이곳에서 피검물(S)은 3개의 카메라(14A, 14B, 14C)에 의해 이미징될 수 있다. 각각의 카메라(14A, 14B, 14C)는 피검물(S)의 부분, 예를 들어 좌측 부분, 중간 부분 및 우측 부분의 이미지를 각각 포착할 수 있다. 조명 조립체(18)는 경면 피검물 기재(substrate)(S1)를 포화시키고 용접 버튼(W)의 거친 표면을 강조할 조명을 제공할 수 있다. 피검물(S) 표면(S1)과 용접 버튼(W) 사이의 콘트라스트(contrast)는 용접 버튼(W)의 치수를 측정 및 평가하는 것에 관련된 성공적인 이미지 처리를 촉진한다. 하기에 기술될 바와 같이, 이미징 시스템(10)은 용접 버튼(W)과 피검물(S)의 표면(S1) 사이의 콘트라스트를 향상시키는 능력을 갖는다.
용접 측정 시스템(10)은 카메라 조립체(14), 조명 조립체(18) 및 피검물 지지체(20)를 지지하기 위한 복수의 수직 직립부(16A, 16B), 수평 비임(16C, 16D, 16E, 16F) 및 크로스-비임(16G, 16H, 16I)을 갖는 프레임워크(16)를 포함한다. 프레임워크(16)는 카메라 조립체(14), 조명 조립체(18) 및 피검물 지지체(20)의 상대 위치가 이미징을 최적화하도록 조정되는 것을 허용하도록 조정가능할 수 있다. 잭스크류 조립체(jackscrew assembly)(28)는 카메라 조립체(14) 및 조명 조립체(18)가 피검물(S) 및 피검물 지지체(20)에 대해 상승 및 하강되도록 허용한다. 카메라 조립체와 조명 조립체가 함께 조정되는 동안, 그것들은 제 위치에서 개별적으로 조정가능하도록 프레임워크(16) 상에 배열될 수 있다. 잭스크류 조립체(28)는 카메라 조립체(14) 및 조명 조립체(18)의 양측이 동시에 그리고 동일한 속도로 상승 및 하강되는 것을 가능하게 하는 바아(bar)(28C)에 의해 연결된 개별 잭 스크류(28A, 28B)를 갖는다. 조명 조립체(18)는 발광체 마운트(18A), 및 그것이 잭스크류 조립체(28)에 의해 이동된 후에 조명 조립체(18)를 주어진 위치에서 고정하는 데 사용될 수 있는 클램프(18B)를 포함한다. 용접 측정 시스템(10)은 이에 따라 조명 조립체(18) 및 카메라 조립체(14)에 대해 피검물(S)을 위치설정하기 위한 안정적이고 반복가능한 위치설정 장치를 제공한다. 프레임워크(16)는 카메라 조립체(14)에 의해 포착될 때 그렇지 않으면 이미지를 왜곡시키거나 흐릿하게 만들 수 있는 지지 표면의 진동으로부터 용접 측정 시스템(10)을 절연시키기 위해 진동 감쇠 피트(vibration dampening feet)(30) 상에 지지될 수 있다. 컴퓨터(32)가 조명 조립체(18) 및 카메라 조립체(14)를 제어하는 데 사용될 수 있으며, 조작자가 용접 측정 시스템(10)을 제어하도록 허용하고 이미징 결과 및 분석을 사용자에게 전달하는 사용자 인터페이스를 제공하는 이미지 처리 소프트웨어로 프로그래밍된다. 일 실시예에서, 컴퓨터(32)에서 이용되는 이미징 소프트웨어는 기성품인 이미지 처리 소프트웨어, 예를 들어 미국 텍사스주 오스틴의 내셔널 인스트루먼츠(National Instruments)로부터 입수가능한 랩뷰(LabVIEW)일 수 있다.
도 5는 상기에 기술된 용접 측정 시스템(10)의 카메라 조립체(14)로 피검물(S)의 이미지를 포착함으로써 획득된 복수의 이미지(I1 내지 I6)를 보여준다. 이미지(I1 내지 I6)는 8000 마이크로초 내지 18000 마이크로초의 다양한 노출 시간의 효과를 보여준다. 상이한 노출 시간은 용접 버튼(W)과 주위 기재 표면(S1) 사이의 다양한 콘트라스트를 갖는 이미지를 생성하였다. 카메라 노출 시간은 용접 버튼(W)과 주위 기재 표면(S1) 사이의 최상의 콘트라스트를 제공하도록 컴퓨터(32)의 사용자 인터페이스를 통해 수동으로 선택될 수 있다. 선택적으로, 카메라 노출 시간은 콘트라스트 수준을 최적화하기 위해 컴퓨터(32) 및/또는 카메라, 예를 들어 14A에 의해 자동으로 조정될 수 있다.
도 6a는 용접 버튼(W)과 주위 기재 표면(S1) 사이의 콘트라스트의 결여를 나타내는, 용접 측정 시스템(10)에 의해 촬영된 피검물(S)의 이미지(17)를 보여준다. 도 6b는 용접 버튼(W)의 상부 표면을 페인팅함으로써 이미징 전에 사전-처리된 피검물(S)의 이미지(18)를 보여준다. 페인팅은, 예를 들어 용접 버튼(W)의 상부 표면에만 페인트를 도포하고 주위 기재 표면(S1)에는 도포하지 않는 롤러로 수행될 수 있다. 페인트는 표면(S1)과의 콘트라스트를 제공하도록 선택될 수 있는데, 예를 들어 비-반사성 흑색 페인트가 광택이 있는 금속 표면(S1)과의 콘트라스트에 사용될 수 있다. 페인트는 수동으로 또는 장치에 의해 도포될 수 있는데, 예를 들어 피검물(S)이 용접 버튼(W)의 상부 표면과만 접촉하도록 피검물(S)로부터 사전결정된 거리에 위치된 페인트 어플리케이터 롤러(paint applicator roller) 아래로 컨베이어 벨트에 의해 전진될 수 있다.
각각의 카메라(14A, 14B, 14C)가 예를 들어 카메라 렌즈에서의 수차(aberration) 또는 CCD 어레이를 가로질러 감도에 있어서의 변화로 인해 왜곡을 갖는 이미지의 포착을 겪기 때문에, 용접 측정 시스템(10)은 각각의 카메라(14A, 14B, 14C)에 의해 야기되는 내재적인 수차를 식별하고 보정하는 데 사용될 수 있는, 예를 들어, 일관된 형상, 직경, 색 및 간격(배경(B) 상의 각각의 도트(D)의 중심으로부터의 동일한 수평 및 수직 간격 거리)을 갖는 도트의, 기하학적으로 규칙적이고 정밀한 패턴을 갖는, (도 7b의 이미지 SCIC와 동일한 외양을 갖는) 이미지 교정 피검물(SC)을 이용할 수 있다. 기본 프로세스는 교정 피검물(SC)의 이미지를 획득하고 이어서 촬영된 이미지가 특징부 간격, 크기, 색 등에 관하여 실제 알려진 패턴으로부터 벗어나는 경우를 기록하는 것에 의한다. 이러한 벗어남이 기록된 후에, 카메라에 내재적인 수차에 대해 이미지를 조정하기 위해 보정 매트릭스(corrective matrix)가 동일한 카메라, 예를 들어 14A로 후속적으로 촬영된 임의의 이미지에 적용될 수 있으며, 이것은 카메라 위치에 기인하는 왜곡, 예를 들어 불균일한 조명뿐만 아니라 시차 효과를 포함할 수 있다.
도 7a는 교정 표준 피검물(SC)로서, 예를 들어 이미지 획득이 수행될 때 탈층된 용접된 재료의 피검물(S)이 점유할 위치에 대응하는 위치에서 표준 피검물이 피검물 지지체 상에 위치설정될 때 카메라(14A, 14B, 14C) 중 하나에 의해 촬영된 바와 같은, 백색 배경(B) 상에 흑색 도트(D)의 규칙적인 패턴을 갖는, 상기 교정 표준 피검물(SC)을 보여준다. 정확한 교정을 보장하기 위해, 교정 표준 피검물(SC)의 상부 표면은 교정 후에 시험될 피검물(S)의 용접 버튼(W)의 상부 표면과 동일한 높이에 있어야 한다. 교정 표준물(SC)의 도트(D)는 균일하게 이격되고 색 및 형상이 일관된다. 랩뷰 비전 디벨롭먼트 모듈(LabVIEW vision development module)이 원형 도트에 기초하여 이미지 교정을 수행하도록 표준 교정 툴 박스/함수를 제공한다. (점 - 원형 도트 VI에 대한 IMAQ 교정 타겟).
도 7b는 시스템(10)의 이미지 처리 소프트웨어에 의한 이미지(SC)의 교정으로부터 기인하는 이미지(SCIC)를 보여준다. 교정 바아(bar)의 이미지가 각각의 카메라(14A, 14B, 14C)에 의해 촬영된 후에, 각각의 도트의 중심이 이미지 처리를 통해 추출되고, 각각의 도트의 중심의 이미지 좌표의 어레이가 교정 표준물(SC)의 알려진 실제의 좌표와 비교된다. 이어서 맵핑 매트릭스(mapping matrix)가 이미지(SC)를 교정하기 위해 계산된다. 이러한 맵핑 매트릭스는 렌즈 수차 및 원근 뷰로 인한 왜곡을 보상하는 데 이용될 수 있다. 이어서 용접 버튼의 기하학적 구조의 측정이 실현가능하도록 이미지 좌표가 실제 좌표로 맵핑될 수 있다. 이어서 계산된 맵핑 매트릭스가 교정 이미지 템플릿으로서 저장될 수 있으며, 이것은 이어서 피검물(S)의 이미지를 보정하기 위해 그리고 그 피검물(S)의 추출된 기하학적 특징을 계산하기 위해 나중에 적용될 수 있다.
도 8a는 수차를 보정하기 위해 보정 매트릭스를 적용하기 전의 피검물(S)의 이미지(I9)를 보여준다. 도 8b는 맵핑 매트릭스가 적용된 후의, 도 8a의 보정된 이미지(I9)를 나타내는, I10의 이미지를 보여준다.
도 9는 용접 측정 시스템(10)의 컴퓨터(32) 상에서 구현된 랩뷰 이미지 처리 소프트웨어에 의해 수행되는 6개의 이미지 처리 단계와 관련된 이미지(I11 내지 I16)를 보여준다. 이러한 이미지(I11 내지 I16)는 사용자 인터페이스 상에 제공될 것이다. 이미지(I11)는 피검물(S)의 획득된 제 1 이미지이며, 이는 이어서 보정 매트릭스를 초기 포착된 이미지를 적용하는 것에 대해 상기에 기술된 바와 같이 왜곡에 대해 보정된다. 단계 2에서, 관심 대상의 영역(ROI)이 이미지(I12)에서 선택된다. 단계 3에서, 이미지(I13)가 역치화(thresholding)되고 그레이스케일(grayscale)로부터 이진(binary)으로 변환된다. 단계 4에서, 중요하지 않은 영역이 이미지(I14)로부터 제거된다. 작은 파티클(particle), 에지 등과 같은 중요하지 않은 이미지 특징부가 이미지(I14)로부터 필터링된다. 단계 5에서, 이미지(I15)는 용접 버튼(W)의 검출된 에지를 보여준다. 검출된 용접 버튼 에지에 기초하여, 용접 버튼(W)의 면적이 이어서 단계 6에서 계산될 수 있고 이미지(I16) 내의 용접 버튼(W) 각각에 근접하게 표시될 수 있다.
도 10은 도 9에서 상기에 기술된 바와 같이 처리된, 그리고 각각의 용접 버튼의 에지 상의 2개의 가장 멀리 떨어진 점 사이의 거리의 계산의 결과에 의해 마킹된 피검물(S)의 이미지(I16)를 보여준다. 이러한 계산은 저장된 맵핑 매트릭스에 기초한다. (최대 페렛(Feret) 직경). 계산된 각각의 용접 버튼(W)의 면적이 또한 표시된다. 이러한 면적은 버튼과 동일한 면적을 갖는 원의 동등 직경의 계산을 허용한다. (와들(Waddle) 디스크 직경). 최대 페렛 직경과 와들 디스크 직경 사이의 비(ratio)가 이어서 계산될 수 있다. 이미지 처리 알고리즘이 랩뷰 비전 디벨롭먼트 모듈을 사용하여 개발 및 구현될 수 있다. 랩뷰(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)는 내셔널 인스트루먼츠(National Instruments)로부터의 비주얼 프로그래밍 언어를 위한 시스템 설계 플랫폼 및 개발 환경이다. 랩뷰 비전 디벨롭먼트 모듈은 개발자가 사용하여 그의 이미지 처리 알고리즘을 구현하기 위한 많은 기본 이미지 처리 함수를 제공한다.
3개의 카메라(14A, 14B, 14C) 각각에 의해 획득된 이미지를 처리하기 위한 처리 알고리즘은 동일할 수 있다. 도 11은 이미지 처리 알고리즘의 함수의 실행에 포함되는 단계를 보여주는 고수준 흐름도이다. 단계 60에서 시작하여, 조작자는 원하는 이미지 처리 작업을 선택한다. 단계 64에서 선택된 작업이 용접 버튼을 측정하는 것이면, 단계 66에서 조작자는 피검물의 식별 번호 및 피검물의 게이지(gauge)를 입력한다. 이어서 용접 측정 시스템(10)은 단계 68에서 카메라(14A, 14B, 14C)를 활성화시킴으로써 이미지를 획득하도록 진행한다. 단계 68에서 이미지를 획득하기 전에, 단계 67에서 노출 시간 및 파티클 필터 파라미터에 대한 사전결정된 값이 검색된다. 이어서 단계 70에서 이미지 보정이 수행된다. 단계 71은 도 12의 흐름도 상에 나타내어진 함수를 호출한다. 이미지 전처리가 단계 72에서 도 13에 나타내어진 바와 같이 수행된다. 단계 74에서 이미지 처리가 수행되고, 그 후에 도 14의 흐름도에 나타내어진 바와 같은 처리된 이미지의 출력(75)이 이어진다. 단계 76에서 보고서가 생성되고 이어서 단계 78에서 처리가 중지된다. 조작자가 단계 64에서 용접 버튼을 측정하는 데 관심이 없을 경우에, 단계 84에서의 교정을 위한 이미지 획득(80)의 다른 옵션이 수행된다. 이것은 교정 바아의 원래 이미지가 호출되는 것(82)을 필요로 한다. 교정된 이미지 템플릿이 이어서 하드 드라이브(88) 또는 다른 저장소에 저장된다(86).
도 12는 보정된 이미지(71)를 획득하는 것과 관련된 단계를 확장한다. 단계 90에서 관심 대상의 직사각형 영역이 선택되고, 단계 92에서 관심 대상의 오버레잉된 영역을 갖는 이미지가 출력된다. 이어서 단계 94에서 조작자가 행 및 열 번호를 입력한다. 이것은 단계 96에서 행과 열 사이의 평균 사이-거리(inter-distance) Dy 및 Dx의 계산을 야기한다. 이어서 단계 98에서 이미지가 그레이스케일로부터 이진으로 역치화된다. 단계 100에서 구멍이 채워지고, 단계 102에서 가장자리 파티클이 제거된다. 파티클 필터 파라미터의 사전결정된 값(104)을 사용하여, 단계 106에서 큰 연신 면적을 갖는 파티클이 필터링된다. 단계 108에서 큰 연신을 갖는 파티클이 필터링되고, 단계 110에서 프로세스가 중지된다.
도 13은 전처리된 이미지(72)에 대한 확장된 흐름도를 보여준다. 단계 112에서, 이미지에 255 이진이 곱해져 그레이스케일로 된다. 단계 114에서, 반전 이미지가 생성된다. 단계 116에서, 관심 대상의 영역으로 오버레잉된 이미지와 행 및 열이 제공된다. 단계 118에서, 이미지가 255 그레이스케일로 나누어져 이진으로 된다. 단계 120에서 로버트 에지 검출이 수행되고, 단계 122에서 오버레잉된 용접 버튼 에지를 갖는 이미지가 출력된다. 단계 124에서 최대 페렛 직경 시작점 및 종료점이 각각의 버튼 에지 상에서 검출되고, 단계 126에서 오버레잉된 용접 버튼 및 최대 페렛 직경을 갖는 이미지가 출력된다. 하드 드라이브(88)로부터의 저장된 교정 이미지 템플릿을 사용하여, 단계 128에서 최대 페렛 직경이 계산된다. 이어서 단계 130에서 와들 디스크 직경이 계산되고, 132에서 프로세스가 중지된다.
도 14는 처리된 이미지(75)를 발달시키는 것에 관련된 확장된 흐름도를 보여준다. 단계 134에서, 각각의 버튼 에지 상에서 시작점 및 종료점뿐만 아니라 최대 페렛 직경이 검출된다. 이것은 단계 136에서 최대 페렛 직경의 중심점(COF)의 X 및 Y 좌표의 계산으로 이어진다. 저장된 교정 이미지 템플릿(140)을 사용하여, 단계 138에서 최대 페렛 직경이 계산된다. 동일한 교정된 이미지 템플릿(140)이 또한 단계 142에서 와들 디스크 직경을 계산하는 데 사용된다. 이어서 단계 144에서 최대 페렛 직경과 와들 디스크 직경 사이의 비가 계산된다. 단계 136으로부터의 최대 페렛 직경의 중심점의 앞서 계산된 X 및 Y 좌표와, 단계 150에서 계산된 행과 열 사이의 평균 사이-거리 Dy 및 Dx를 사용하여, 단계 148에서 Cx=플로어(X-좌표/Dx)가 계산되고 단계 152에서 Cy=플로어(Y-좌표/Dy)가 계산된다. 이어서 단계 146에서 최대 페렛 직경 및 비가 엑셀 스프레드시트 셀(Cx, Cy)로 저장된다.
도 15는 조작자 입력, 예를 들어 샘플 번호, 게이지, 노출, 최소 D, 최대 D 및 필터 크기를 허용하는 필드를 갖는 그래픽 사용자 인터페이스 스크린(GUI)을 보여준다. 디스플레이(GUI)의 상부 부분(UP)은 이미지 포착이 개시될 때 획득될 피검물의 이미지를 보여준다. 3개의 별개의 부분(117, 118, 119)이 카메라(14A, 14B, 14C)의 뷰에 대응하여 표시된다. 각각의 이미지(117, 118, 119)는 윤곽이 적색이다. 디스플레이의 중간 부분(IP)은 이미지(117, 118, 119)에 대응하는 용접 버튼의 이미지 처리된 행 및 열을 보여준다.
도 16a, 도 16b 및 도 16c는 3개의 상이한 샘플, 즉 용접되고 이어서 용접 치수를 측정하기 위해 분리된 1.0 mm, 2.0 mm 및 2.5 mm의 그래픽 사용자 인터페이스 디스플레이(GU2, GU3, GU4)의 상부 부분(UP1, UP2, UP3) 및 중간 부분(IP1, IP2, IP3)을 보여준다. 인식될 수 있는 바와 같이, 용접된 재료의 게이지는 용접(W)의 크기에 영향을 주며, 이때 더 큰 용접이 더 두꺼운 게이지에서 존재한다.
도 17a, 도 17b 및 도 17c는 그래픽의 형태로 제공된 용접 직경의 보고서를 보여준다. 그래프는 각각의 이미징된 샘플에 대해 계수된 용접의 수 및 또한 그 용접의 직경, 평균 직경 및 표준 편차의 계산을 보여주며, 이들 모두가 표시된다.
측정 시스템(10)은 하드웨어와 소프트웨어 둘 모두로 이루어진다. 하드웨어 시스템은 선형 확산 돔 LED 발광체(18), 3개의 GigE 카메라(14A, 14B, 14C), 피검물(S) 배치를 위한 특수 설계된 클램퍼(clamper)(20F)를 갖는 트레이 테이블(20T), 및 이미지 획득, 처리 및 보고서 생성을 위한 컴퓨터(32)를 포함한다. 데이터 전송을 위한 네트워크 스위치가 제공될 수 있다. 소프트웨어 시스템은 이미지 교정을 위한 인터페이스(GUI), 및 시스템 설정, 이미지 획득 및 처리를 위한 인터페이스를 포함한다. 검사를 위한 피검물(S)은 단지 트레이 테이블(20T) 상에 놓이고 클램핑될 수 있어서, 카메라(14A 내지 14C)가 피검물(S)의 상이한 섹션의 3개의 이미지를 동시에 촬영할 수 있다. 이미지 처리 단계는 용접 버튼(W)을 측정하고 스프레드시트 형식의 보고서를 자동으로 생성한다. 선형 확산 돔 LED 발광체(18)는 이미지 포화를 제거하고 반사성 알루미늄 시트 상의 콘트라스트를 향상시킨다.
피검물(S) 전체를 덮는 3개의 카메라(14A, 14B, 14C)는, 낮은 왜곡과 함께 측정 정밀도를 높은 상태로 유지하면서, 모든 용접 버튼을 한번에 측정하는 단일 측정 동작을 허용한다. 활주가능한 피검물 지지체(20)는 피검물(S)이 이미지 획득을 위해 용이하게 로딩되고 위치되도록 허용한다. 트레이 테이블(20T), 피검물 홀더(26), 및 핑거(26F)는 용접 측정 시스템(10) 상에의 피검물(S)의 용이한 배치를 촉진한다. 핑거(26F)는 피검물(S)을 평평하게 유지하고 측정 정밀도를 향상시킨다. 상이한 게이지를 갖는 그리고 도트의 패턴을 갖는 비-용접된 패널의 교정 피검물(SC)의 사용은 이미지 왜곡 및 게이지 두께에 있어서의 차이로부터의 측정 오차를 보상한다. 용접 측정 시스템(10)은 상이한 구성(용접 버튼의 수, 행 및 열)을 갖는 피검물(S)을 수용할 수 있다. 시스템(10)의 이미지 처리 단계는 스폿 용접으로부터의 링 효과의 이미지에 의해 도입되는 측정 오차를 감소시킨다. 이미지 처리는 용접 버튼의 최대 직경과 동등 직경 사이의 비에 기초한 용접 버튼 기하학적 구조에 대해 정성화 및 정량화 방법을 이용한다. 시스템(10)은 거의 동시에 용접의 고도로 반복가능하고 정확한 100% 검사를 가능하게 하는 반면, 벤치마크 수동 방법은 전형적으로 생성된 용접의 4%만을 측정한다.
본 개시의 시스템(10)은 유리하게도 본 출원과 동시에 출원되고 본 출원의 양수인에 의해 소유된, 발명의 명칭이 '용접된 층을 분리하기 위한 박리 장치 및 방법(Peeling Apparatus and Method for Separating Welded Layers)'인, 출원에 개시된 장치와 함께 사용될 수 있으며, 그러한 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 전술한 장치는 용접을 시험하기 위해 그리고 그것의 치수를 측정하기 위해 복수의 용접된 시트를 분리하는 데 사용될 수 있다. 전술한 장치가 시트를 분리하여 적어도 하나를 대략 평평한 구성으로 두기 때문에, 그것은 예를 들어 프레스 내에서 분리된 시트를 프레싱함으로써 또는 그것을 롤러로 통과시킴으로써, 쉽게 더 펴져 실질적으로 평평한 구성을 생성할 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 평평한 피검물은 일관된 용접 버튼 배향뿐만 아니라, 용접 버튼으로부터 그것을 이미징하는 카메라(들)(14A, 14B, 14C)까지의 일관된 거리로 인해 일관된 이미징을 촉진한다.
본 명세서에 기술된 실시예는 단지 예시적인 것이고, 당업자는 개시된 주제의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 많은 변경 및 수정을 행할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 위치설정 요소(20P)가 특정한 사용자의 피검물(S) 크기를 수용하도록 맞춤화된 방식으로 트레이(20T) 상에 배치될 수 있다. 시스템(10)은 로봇식 로더/언로더뿐만 아니라, 컴퓨터(32)와 같은 컴퓨터의 제어하에 전기 모터에 의해 성취될 수 있는, 이미징을 위한 피검물 클램핑 및 피검물 지지체 움직임의 자동화에 맞추어질 수 있다. 원형 돔 발광체와 같은 상이한 형상을 갖는 조명 조립체(18)가 사용될 수 있다. 이미지 처리 알고리즘은 더 나은 콘트라스트 등을 달성하도록 변경될 수 있다. 모든 그러한 변형 및 변경은 본 출원의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (22)

  1. 적어도 하나의 접합 아티팩트(bond artifact)를 갖는 피검물(specimen)을 검사하기 위한 장치에 있어서,
    상기 피검물을 조명할 수 있는 발광체(light);
    상기 피검물의 디지털 이미지를 포착(capturing)할 수 있는 카메라; 및
    상기 카메라로부터 상기 피검물의 디지털 이미지를 수신할 수 있고, 상기 접합 아티팩트를 측정하고 측정 결과를 사용자에게 보고할 수 있는 이미지 처리 프로그램으로 프로그래밍된 컴퓨터를 포함하는
    피검물 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광체, 상기 카메라 및 상기 피검물을 서로에 대해 유지하기 위한 프레임워크(framework)를 더 포함하는
    피검물 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임워크는 상기 피검물을 상기 카메라 및 상기 발광체의 전방에 지지할 수 있는 테이블을 포함하는
    피검물 검사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임워크는 상기 피검물을 상기 테이블에 대해 가압할 수 있는 피검물 홀더를 더 포함하는
    피검물 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피검물 홀더는 상기 피검물 위의 위치와 상기 피검물을 상기 테이블에 대해 가압하는 위치 사이에 선택적으로 위치될 수 있는 프레임 상에 장착된 복수의 내향으로 연장되는 핑거(finger)를 포함하는
    피검물 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 테이블은 상기 프레임워크에 활주가능하게 결합되고, 상기 카메라 아래의 위치 및 상기 카메라에 대해 원위에 있는 위치를 취할 수 있어서, 상기 피검물이 상기 테이블 상에 배치되고, 상기 핑거에 의해 아래로 가압되며, 후속적으로 상기 카메라 아래에서 활주하도록 허용하는
    피검물 검사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광체는 상기 카메라의 렌즈가 통과해 연장될 수 있는 개구를 내부에 구비한 확산기 후드(diffuser hood)를 갖는
    피검물 검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 카메라는 제 1 카메라이고, 복수의 카메라를 한정하도록 적어도 하나의 추가 카메라를 더 포함하며,
    상기 확산기 후드는 상기 복수의 카메라 각각의 렌즈가 통과해 들어가게 하기 위한 복수의 개구를 내부에 갖고, 상기 복수의 카메라 각각은 상기 카메라의 시야 내의 상기 피검물의 이미지를 획득할 수 있으며, 각각의 카메라의 시야는 상기 복수의 카메라 중 다른 카메라의 시야와는 상이한
    피검물 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 카메라는 적어도 3개의 카메라를 포함하는
    피검물 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접합 아티팩트는 스폿 용접(spot weld)의 아티팩트이고,
    교정 표준물(calibration standard)로서, 상기 피검물이 배치될 때 상기 교정 표준물이 상기 테이블 상에 배치되게 하는 치수를 갖는, 상기 교정 표준물을 더 포함하며, 상기 교정 표준물은 스폿 용접의 패턴에 가까운(approximating) 복수의 이격된 도트(dot)를 갖는
    피검물 검사 장치.
  11. 적어도 하나의 접합 아티팩트를 갖는 피검물을 검사하기 위한 방법에 있어서,
    상기 피검물을 조명하는 단계;
    카메라를 이용하여 상기 피검물 및 상기 접합 아티팩트의 디지털 이미지 데이터를 획득하는 단계;
    상기 카메라로부터의 상기 피검물의 디지털 이미지 데이터를, 이미지 처리 프로그램으로 프로그래밍된 컴퓨터 내에 수신하는 단계;
    상기 이미지 데이터에 나타나 있는 상기 적어도 하나의 접합 아티팩트를 측정하는 단계; 및
    상기 측정하는 단계의 결과를 사용자에게 보고하는 단계를 포함하는
    피검물 검사 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 상기 피검물의 노출 길이를 비롯해, 상기 획득하는 단계 동안 상기 카메라를 제어하는
    피검물 검사 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계 전에 상기 적어도 하나의 접합 아티팩트에 페인트를 도포하는 단계를 더 포함하며,
    상기 페인트는 상기 접합 아티팩트와 상기 접합 아티팩트에 인접한 상기 피검물의 나머지 부분과의 콘트라스트(contrast)를 증가시키는
    피검물 검사 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계 전에 상기 피검물을 평평하게 하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 카메라를 이용하여 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 획득하고, 상기 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 상기 컴퓨터 내에 수신하는 단계, 및 상기 교정 표준물 상의 패턴에 관련된 치수 데이터를 추가로 수신하고, 상기 치수 데이터와 상기 디지털 이미지 데이터를 비교하는 단계, 및 이어서 상기 치수 데이터로부터의 상기 이미지 데이터의 벗어남(divergence)을 보상하기 위해 보정 매트릭스(correction matrix)를 계산하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계 동안 획득된 상기 피검물의 이미지 데이터와 관련된 이미지 데이터에 상기 보정 매트릭스를 적용하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계 동안 획득된 상기 디지털 이미지 데이터에서 관심 대상의 영역을 선택하는 단계, 및 상기 이미지 데이터로부터 중요하지 않은 영역을 필터링하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 접합 아티팩트의 에지(edge)를 검출하는 단계, 및 상기 접합 아티팩트의 면적 및 최대 페렛 직경(max Feret diameter)을 계산하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 피검물의 이미지 데이터의 그레이스케일 값(grayscale value)을 사전결정된 역치 기준(pre-determined threshold criteria)에 대해 역치화(thresholding)하는 단계, 상기 이미지 데이터 내의 구멍을 채우는 단계, 및 상기 역치 이하의 값을 갖는 파티클(particle)을 제거하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 접합 아티팩트는 복수의 용접 아티팩트이고,
    상기 용접 아티팩트의 면적에 대한 측정 데이터의 보고서를 생성하는 단계를 더 포함하는
    피검물 검사 방법.
  21. 적어도 하나의 접합 아티팩트를 갖는 피검물을 검사하기 위한 방법에 있어서,
    패턴을 갖는 교정 표준물을 카메라 앞에 위치시키는 단계;
    상기 교정 표준물을 조명하는 단계;
    상기 카메라를 이용하여 상기 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 획득하는 단계;
    상기 교정 표준물의 디지털 이미지 데이터를 컴퓨터 내에 수신하는 단계;
    상기 교정 표준물 상의 상기 패턴에 관련된 치수 데이터를 상기 컴퓨터 내에 추가로 수신하는 단계;
    상기 치수 데이터와 상기 디지털 이미지 데이터를 비교하고, 이어서 상기 교정 표준물의 치수 데이터로부터의 상기 교정 표준물의 이미지 데이터의 벗어남을 보상하기 위해 보정 매트릭스를 계산하는 단계;
    상기 피검물을 상기 카메라 앞에 위치시키는 단계;
    상기 피검물을 조명하는 단계;
    카메라를 이용하여 상기 피검물 및 상기 접합 아티팩트의 디지털 이미지 데이터를 획득하는 단계;
    상기 카메라로부터의 상기 피검물의 디지털 이미지 데이터를, 이미지 처리 프로그램으로 프로그래밍된 상기 컴퓨터 내에 수신하는 단계;
    상기 획득하는 단계 동안 획득된 상기 피검물의 이미지 데이터와 관련된 이미지 데이터에 상기 보정 매트릭스를 적용하는 단계;
    상기 피검물의 이미지 데이터에서 관심 대상의 영역을 식별하는 단계;
    상기 피검물의 이미지를 기준 값에 대해 역치화하는 단계;
    상기 피검물의 이미지로부터 중요하지 않은 특징부를 필터링하는 단계;
    상기 적어도 하나의 접합 아티팩트의 에지를 검출하는 단계;
    상기 이미지 데이터에 나타나 있는 상기 적어도 하나의 접합 아티팩트의 면적을 측정하는 단계; 및
    상기 측정하는 단계의 결과를 사용자에게 보고하는 단계를 포함하는
    피검물 검사 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는, 상기 접합 아티팩트의 에지 상의 2개의 가장 멀리 떨어진 점 사이의 거리를 식별함으로써 최대 페렛 직경을 계산하는 단계; 상기 접합 아티팩트의 면적을 확인하는 단계; 상기 접합 아티팩트와 동일한 면적을 갖는 원의 와들 디스크 직경(Waddle disk diameter)을 계산하는 단계; 및 상기 최대 페렛 직경 대 상기 와들 디스크 직경의 비(ratio)를 계산하는 단계를 포함하는
    피검물 검사 방법.
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