KR20230056813A - System for outer inspection of inspecting object using machine vision algorithm based on artificial intelligent - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공지능(Artificial Intelligent, AI) 기반의 머신비전(Machine Vision) 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence (AI)-based machine vision algorithm.
일반적으로, 기술의 발전에 따라 다양한 형태의 물품을 다양한 방법을 통하여 생산하는 것이 가능해졌다. 예를 들어, 종래에는 절삭이나 연삭을 통해 원하는 형태의 외형을 갖춘 물품을 생산할 수 있었다. 또는, 다양한 재질로 이루어진 금속 주형에 액상의 재료, 예를 들면 액상 플라스틱을 주입 후 이를 냉각, 사출하여 부품을 형성하는 이른바 플라스틱 사출 방법도 활용되고 있었다.In general, with the development of technology, it has become possible to produce articles of various types through various methods. For example, conventionally, an article having a desired shape can be produced through cutting or grinding. Alternatively, a so-called plastic injection method in which a liquid material, for example, liquid plastic is injected into a metal mold made of various materials and then cooled and injected to form a part, has also been utilized.
한편, 인구의 증가와 시장의 성장에 대응하기 위하여, 물품을 제조하는 제조업자들은 저렴한 비용으로 다양한 물품을 생산하여야 하는 과제에 직면하게 되었다. 특히, 각종 제품들의 사용주기가 점차 짧아짐에 따라 물품의 대량생산 설비를 갖추어야 하는 시간도 짧아지게 되었다.On the other hand, in order to cope with the increase in population and the growth of the market, manufacturers who manufacture products are faced with the task of producing a variety of products at low cost. In particular, as the use cycle of various products gradually shortens, the time required to equip mass production facilities for products has also become shorter.
여기서, 신속한 대량생산과 함께 제조업자들에게 주어진 또 다른 과제로는 생산된 물품의 수율을 유지하는 것이 있다. 수공업에 의해서 제품이 생산되던 시기에는 노동자가 직접 모든 생산 작업을 수행 및 통제하였기 때문에, 동일한 물품에 대한 설계에도 불구하고 노동자 개개인의 숙련도나 피로도 등의 다양한 환경적 요인에 의해서 물품의 품질을 일관성 있게 유지하는 것이 현실적으로 불가능하였다.Here, along with rapid mass production, another challenge given to manufacturers is to maintain the yield of the produced article. At the time when products were produced by handicraft, workers directly performed and controlled all production work, so despite the design of the same product, the quality of the product was consistently maintained by various environmental factors such as individual worker's skill or fatigue. It was practically impossible to maintain.
한편, 기계에 의한 대량 자동생산 시대가 열린 이후로 제조에서의 균일성은 상당 부분 획득할 수 있게 되었으나, 각 물품의 생산 및 조립 과정에서 발생하는 다양한 기계적 오류 및 물품의 불량 여부에 대한 검사는 여전히 노동자들이 일일이 육안으로 검사하는 방법이 활용되고 있어 비용이 많이 들 뿐만 아니라 수공업 제품 생산 시대의 문제점과 마찬가지로 노동자 개개인의 숙련도나 피로도 또는 개개인의 기준의 상이함으로 인해 제품의 품질을 판단하는 일관적인 기준이 적용되지 않을 수 있는 문제점이 여전히 남아 있다.On the other hand, uniformity in manufacturing has been able to be obtained to a large extent since the era of mass automatic production by machines, but inspections for various mechanical errors and defects occurring during the production and assembly process of each item are still performed by workers. The method of visually inspecting each worker is used, which is not only expensive, but also consistent standards for judging product quality are applied due to the skill level or fatigue of each worker or the difference in individual standards, just like the problems of the handmade product production era. There are still issues that may not be addressed.
또한, 품질에 대한 소비자들의 기준도 나날이 높아지고 있어, 물품을 생산함에 있어서 제조업자들은 물품의 생산 및 조립 공정에서, 중간 과정 및 최종 조립 완료 과정에서 불량품을 제거하기 위한 노력을 또한 기울이고 있다. 이러한 노력의 일환으로, 조립 공정에서는 다양한 검사 장비를 이용하여 물품이 기준 품질을 만족시키는지 여부를 판단하고, 품질이 불량한 것으로 판단되는 중간 조립품을 사전에 제거함으로써 최종 완성품에 대한 높고 균일한 품질을 유지하여 높은 수율을 얻어내는 것이 하나의 과제로 되어 있다.In addition, consumers' standards for quality are also increasing day by day, and manufacturers are also making efforts to eliminate defective products in the production and assembly processes of products, intermediate processes and final assembly processes. As part of these efforts, in the assembly process, high and uniform quality of the final product is ensured by using various inspection equipment to determine whether the product satisfies the standard quality, and removing intermediate assembly products judged to be of poor quality in advance. Maintaining and obtaining a high yield is one subject.
상기와 같이 물품의 제조 과정에서 발생하는 중간 물품 또는 최종 완성품의 검사 방법을 보다 상세히 살펴보면, 산업 현장에서 현재 활용되고 있는 방법은 검사 대상이 되는 물품에 대해서 촬영장비를 이용하여 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 검사를 수행하는 노동자들이 수작업을 통해 하나하나 확인하는 과정을 거치는 방법이 있다.Looking at the method of inspecting intermediate goods or final products generated in the manufacturing process as described above in more detail, the method currently used in the industrial field is to take a video of the item to be inspected using a photographing equipment, and then take a picture. There is a method in which the workers who perform the inspection of the images are manually checked one by one.
그러나, 앞서 지적한 바와 마찬가지로 이러한 방식은 검사에 대한 지나친 비용을 들이게 함은 물론, 종래 물품의 생산 공정에서처럼 노동자 개개인의 숙련도와 피로도, 노동 환경 등 다양한 외부 요소에 의해서 품질이 영향을 받기 쉽고, 검사를 수행하는 속도도 또한 충분하지 않아 물품의 생산성에 영향을 끼칠 가능성이 높다.However, as pointed out above, this method not only incurs excessive costs for inspection, but also the quality is easily affected by various external factors such as individual worker's skill, fatigue, and working environment, as in the production process of conventional products. The speed at which it is performed is also not sufficient, which is likely to affect the productivity of the article.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 동일한 기준에 의해 물품에 대한 자동적인 검사를 수행할 수 있는 검사 시스템의 도입이 요구되며, 물품에 대한 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있는 검사 시스템의 도입이 요구된다.Therefore, in order to solve these problems, it is required to introduce an inspection system capable of automatically inspecting an item according to the same standard, and to introduce an inspection system capable of more precisely and effectively inspecting an item. do.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 조명을 피검사체에 순차적으로 조사한 상태에서 라인스캔 카메라장치를 통해 라인 단위로 해당 피검사체의 표면 영상을 스캔하여 2차원 이미지를 가진 영상을 획득한 후, 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 이용하여 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용하여 피검사체의 외형 검사를 수행함으로써, 해당 피검사체에 대한 외형 검사를 자동으로 그리고 효율적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 해당 피검사체에 대한 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있도록 한 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템을 제공하는데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to scan the surface image of the subject in line units through a line scan camera device in a state where a plurality of lights are sequentially irradiated to the subject to be inspected 2 After obtaining an image with a dimensional image, the entire image with the acquired two-dimensional image of the subject is used to perform an external inspection of the subject using an artificial intelligence (AI)-based machine vision algorithm. A system for inspecting the exterior of a subject using artificial intelligence-based machine vision algorithms that not only automatically and efficiently inspects the exterior of a corpse, but also enables more precise and effective inspection of defects on the subject. is in providing
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 피검사체의 제1 면과 상부 표면에 광을 조사하는 제1 조명모듈, 해당 피검사체의 제2 면과 상부 표면에 광을 조사하는 제2 조명모듈, 해당 피검사체의 제3 면과 상부 표면에 광을 조사하는 제3 조명모듈, 및 해당 피검사체의 제4 면과 상부 표면에 광을 조사하는 제4 조명모듈을 구비하는 조명장치; 해당 피검사체의 진행 방향에 수직으로 일정거리 이격되어 설치되며, 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사된 상태에서 라인 단위로 해당 피검사체의 상부 표면 영상을 스캔하여 2차원 이미지를 가진 영상을 획득하는 라인스캔 카메라장치; 및 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사되도록 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 동작을 제어함과 아울러 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사된 상태에서 해당 피검사체가 라인 단위로 촬영되도록 상기 라인스캔 카메라장치의 동작을 제어하고, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 제공받아 이를 이용하여 각 조명모듈별로 해당 피검사체의 2차원 이미지를 분리하며, 상기 분리된 각 조명모듈별 해당 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성한 후, 상기 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 이용하여 해당 피검사체의 외형 검사를 수행하는 머신비전 제어장치를 포함하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a first lighting module for radiating light to the first surface and upper surface of an object to be inspected, and a second illumination module for radiating light to the second surface and upper surface of the object to be inspected. A lighting device having a lighting module, a third lighting module for radiating light to a third surface and an upper surface of the object to be inspected, and a fourth lighting module for radiating light to a fourth surface and an upper surface of the object to be inspected; It is installed at a certain distance perpendicular to the traveling direction of the subject, and each light output from the first to fourth lighting modules of the lighting device is sequentially irradiated to the subject, a line scan camera device for obtaining a two-dimensional image by scanning an upper surface image; and controlling the operation of the first to fourth lighting modules so that each light output from the first to fourth lighting modules of the lighting device is sequentially irradiated to the target object, and the first to fourth lighting modules of the lighting device are sequentially irradiated. Controlling the operation of the line scan camera device so that each light output from the lighting module is sequentially irradiated to the object to be inspected so that the object to be inspected is photographed in line units, and An entire image with a 2D image is provided, and using this, a 2D image of the subject for each lighting module is separated, and the 2D images of the subject for each of the separated lighting modules are overlapped into one combined image. After generating, artificial intelligence-based including a machine vision control device that performs an external inspection of the subject using a predetermined artificial intelligence (AI)-based machine learning method based on the generated one combined image. It is to provide a system for inspecting the appearance of a subject using a machine vision algorithm.
여기서, 상기 피검사체는, 다수의 면들을 가진 다면체 형태의 물품으로 이루어짐이 바람직하다.Here, the inspected object is preferably made of a polyhedron-shaped article having a plurality of faces.
바람직하게, 상기 피검사체를 안착하여 일 방향으로 이송시키는 피검사체 이송장치가 더 포함될 수 있다.Preferably, a test object transfer device for seating the test object and transporting the test object in one direction may be further included.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치에 의해 생성된 하나의 결합 이미지는, 2.5차원(2.5D) 이미지로 이루어질 수 있다.Preferably, one combined image generated by the machine vision controller may consist of a 2.5-dimensional (2.5D) image.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치에서 수행하는 해당 피검사체의 외형 검사는, 양품과 불량품으로 판정하되, 상기 불량품은 스크래치, 찍힘, 이물, 및 마킹 상태 중 적어도 하나의 표면 상태로 분류하여 판정할 수 있다.Preferably, the external appearance inspection of the corresponding inspected object performed by the machine vision control device is determined as a good product or a defective product, and the defective product may be classified and determined by at least one surface state among scratches, dents, foreign matter, and marking states. there is.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 상기 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 룰베이스 기반의 머신비전 알고리즘을 이용하여 해당 피검사체의 외형 검사를 수행한 후, 상기 수행된 해당 피검사체의 외형 검사에 대한 양품/불량품 결과 데이터를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 통해 해당 피검사체에 대한 양품/불량품 특징항목별로 반복 학습하여 해당 피검사체에 대한 인공지능 학습모델을 구축할 수 있다.Preferably, the machine vision control device performs an external inspection of the subject by using a pre-set rule-based machine vision algorithm based on the generated one combined image, and then inspects the appearance of the subject. Based on the non-defective/defective product result data for the external inspection, the artificial intelligence learning model for the inspected object is created by repeatedly learning each good/defective product feature item for the subject through a predetermined artificial intelligence (AI)-based machine learning method. can be built
바람직하게, 상기 기 설정된 룰베이스 기반의 머신비전 알고리즘은, 패턴 매칭(Pattern Matching), 점/선/면 피팅(Fitting), 에지(Edge), 컬러(Color), 및 위치(Location) 알고리즘 중 적어도 하나의 알고리즘으로 이루어질 수 있다.Preferably, the set rule base-based machine vision algorithm is at least one of pattern matching, point/line/plane fitting, edge, color, and location algorithms. It can be done with one algorithm.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 제공받아 이를 이용하여 각 조명모듈별로 해당 피검사체의 2차원 이미지를 분리하는 영상 분리모듈; 상기 영상 분리모듈로부터 분리된 각 조명모듈별 해당 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성하는 영상 재결합모듈; 상기 영상 재결합모듈로부터 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 통해 해당 피검사체에 대한 양품/불량품 특징항목별로 반복 학습하여 해당 피검사체의 외형 검사를 위한 인공지능 학습모델을 구축하는 인공지능 학습모듈; 상기 인공지능 학습모듈로부터 구축된 해당 피검사체의 외형 검사를 위한 인공지능 학습모델을 이용하여 해당 피검사체에 대해 양품/불량품 특징항목별로 해당 피검사체의 표면 특성을 추론 및 분석하고, 상기 추론 및 분석된 해당 피검사체의 표면 특성정보를 기반으로 해당 피검사체에 대하여 양품 또는 스크래치, 찍힘, 이물, 및 마킹 상태 중 적어도 하나의 표면 상태로 분류하여 불량품으로 자동 판정하는 피검사체 외형판정모듈; 및 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사되도록 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈의 동작을 제어함과 아울러 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사된 상태에서 해당 피검사체가 라인 단위로 촬영되도록 상기 라인스캔 카메라장치의 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, the machine vision control device receives an entire image having a 2D image of the subject to be inspected obtained from the line scan camera device, and separates the 2D image of the subject for each lighting module using this image. separation module; an image recombination module for generating a single combined image by overlapping two-dimensional images of a corresponding object under examination for each lighting module separated from the image separation module; Based on one combined image generated from the image recombination module, through a predetermined artificial intelligence (AI)-based machine learning method, iteratively learns each characteristic item of a good/defective product for the subject to inspect the appearance of the subject An artificial intelligence learning module that builds an artificial intelligence learning model; Using the artificial intelligence learning model for the external inspection of the inspected object built from the artificial intelligence learning module, the surface characteristics of the inspected object are inferred and analyzed for each good/defective product characteristic item, and the inference and analysis Based on the surface characteristic information of the inspected object, the inspected object appearance judgment module automatically determines the inspected object as a defective product by classifying the inspected object into at least one surface state of a good product or scratch, scratch, foreign matter, and marking state; and controlling the operation of the first to fourth lighting modules of the lighting device so that each light output from the first to fourth lighting modules of the lighting device is sequentially irradiated to the corresponding object to be inspected. It may include a control module for controlling the operation of the line scan camera device so that the object to be inspected is photographed line by line in a state in which each light output from the fourth lighting module is sequentially irradiated to the object to be inspected.
바람직하게, 상기 인공지능 학습모듈에 적용된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법은, 신경망(Neural Network), SVM(Support Vector Machine), MLP(Multi Layer Perception), 및 딥러닝(Deep Learning) 중 적어도 하나의 인공지능 학습방법으로 이루어질 수 있다.Preferably, the artificial intelligence (AI)-based machine learning method applied to the artificial intelligence learning module is selected from among neural networks, support vector machines (SVMs), multi-layer perceptions (MLPs), and deep learnings. It can consist of at least one artificial intelligence learning method.
바람직하게, 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈 각각은, 적어도 하나의 LED 발광소자를 구비한 서로 병렬 연결된 복수의 LED 발광채널을 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, each of the first to fourth lighting modules of the lighting device may include a plurality of LED light emitting channels connected in parallel to each other including at least one LED light emitting element.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 사용자의 요구에 따라 출력된 사용자의 특정 입력신호에 의해 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈에 구비된 각 LED 발광채널의 출력레벨 목표 값의 설정, 고속 스위칭 제어를 위한 각 LED 발광채널의 출력채널 선택과 순서의 설정, 및 고속 스위칭의 동작 신호를 발생하기 위한 클럭(Clock) 발생을 설정하는 사용자 설정모듈; 상기 사용자 설정모듈로부터 설정된 각 LED 발광채널의 출력레벨 목표 값을 제공받아 이를 기반으로 각 LED 발광채널에 구비된 각 LED 발광소자의 밝기를 조절하기 위하여 각 LED 발광채널의 출력전압 목표 값을 생성 및 출력하는 출력레벨 조절모듈; 및 상기 사용자 설정모듈로부터 설정된 각 LED 발광채널의 출력채널 선택과 순서의 설정 정보 및 클럭 정보에 동기하여, 상기 출력레벨 조절모듈로부터 출력된 각 LED 발광채널의 출력전압 목표 값에 따라 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈에 구비된 각 LED 발광채널의 고속 스위칭을 제어하는 고속 스위칭 제어모듈이 더 포함될 수 있다.Preferably, the machine vision control device sets a target output level value of each LED light emitting channel provided in the first to fourth lighting modules of the lighting device according to a user's specific input signal output according to the user's request; A user setting module for setting output channel selection and order of each LED light emitting channel for high-speed switching control, and clock generation for generating high-speed switching operation signals; Based on the received output level target value of each LED light emitting channel set from the user setting module, an output voltage target value of each LED light emitting channel is generated in order to adjust the brightness of each LED light emitting element provided in each LED light emitting channel. an output level control module that outputs; and the output voltage target value of each LED light emitting channel output from the output level control module in synchronization with the setting information and clock information of the output channel selection and sequence of each LED light emitting channel set from the user setting module. A high-speed switching control module for controlling high-speed switching of each LED light emitting channel provided in the first to fourth lighting modules may be further included.
바람직하게, 상기 사용자 설정모듈은, 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI) 기반으로 해당 사용자의 요구에 따라 해당 사용자의 특정 입력신호를 출력할 수 있다.Preferably, the user setting module may output a specific input signal of a corresponding user according to a request of the corresponding user based on a graphical user interface (GUI).
바람직하게, 상기 고속 스위칭 제어모듈은, 고속 스위칭 기능에 하드웨어 프로그래밍 기반 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 고속 제어를 수행할 수 있다.Preferably, the high-speed switching control module may perform high-speed control by using a hardware programming-based Field Programmable Gate Array (FPGA) for a high-speed switching function.
바람직하게, 상기 고속 스위칭 제어모듈은, 상기 조명장치의 근처에 설치된 머신비전 카메라장치에 대한 촬영 동작의 유휴 기간을 감지하여, 상기 머신비전 카메라장치의 촬영 동작 신호가 기 설정된 촬영 동작 기준시간이상 입력되지 않을 때를 유휴 상태로 판단하고, 상기 판단된 유휴 상태 이후에 처음 상태로 유지되도록 촬영 동작 중 상태를 제거하고 초기 입력 상태로 초기화하는 자동 리셋(Reset) 기능을 수행할 수 있다.Preferably, the high-speed switching control module detects an idle period of a photographing operation for a machine vision camera device installed near the lighting device, and inputs a photographing operation signal of the machine vision camera apparatus for a predetermined photographing operation reference time or longer. An automatic reset function may be performed to determine an idle state when it is not, remove a state during a photographing operation and initialize it to an initial input state so that the first state is maintained after the determined idle state.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 상기 사용자 설정모듈로부터 설정된 각 LED 발광채널의 출력레벨 목표에 대한 설정 값, 각 LED 발광채널의 출력채널 선택과 순서의 설정 값, 및 클럭(Clock) 발생을 위한 설정 값 중 적어도 하나의 설정 값을 저장하는 저장모듈이 더 포함될 수 있다.Preferably, the machine vision control device sets a set value for an output level target of each LED light emitting channel set from the user setting module, a set value of output channel selection and order of each LED light emitting channel, and clock generation. A storage module for storing at least one set value among the set values for may be further included.
바람직하게, 해당 사용자의 요구에 따라 출력된 해당 사용자의 특정 입력신호는 외부의 단말 또는 서버를 통해 제공될 수 있다.Preferably, the user's specific input signal output according to the user's request may be provided through an external terminal or server.
바람직하게, 상기 외부의 단말 또는 서버는, 미리 설치된 고속 스위칭 LED 조명 제어를 위한 사용자 설정관련 어플리케이션을 통해 해당 사용자의 요구에 따라 고속 스위칭 LED 조명 제어의 사용자 설정을 위한 해당 사용자의 특정 입력신호를 유선 또는 무선으로 상기 사용자 설정모듈에 전송할 수 있다.Preferably, the external terminal or server transmits a specific input signal of the user for user setting of fast switching LED lighting control according to the user's request through a pre-installed application related to user setting for controlling fast switching LED lighting by wire. Alternatively, it may be wirelessly transmitted to the user setting module.
바람직하게, 상기 고속 스위칭 제어모듈은, 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 각 LED 발광채널에 구비된 각 LED 발광소자의 연속적인 켜짐으로 인한 각 LED 발광소자의 손상을 보호하기 위하여, 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 각 LED 발광채널에 대한 고속 스위칭 동작 신호의 변경시 기 설정된 동작 기준시간이하의 일정한 동작 기준시간에만 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 각 LED 발광채널이 고속 스위칭 동작되도록 제어할 수 있다.Preferably, the high-speed switching control module, in order to protect each LED light emitting element from damage due to the continuous turning on of each LED light emitting element provided in each LED light emitting channel of the first to fourth lighting modules, the first to fourth lighting modules When the high-speed switching operation signal for each LED light emitting channel of the first to fourth lighting modules is changed, each LED light emitting channel of the first to fourth lighting modules is controlled to perform high-speed switching only for a predetermined operation standard time or less. can do.
바람직하게, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 저장하는 저장장치가 더 포함될 수 있다.Preferably, the entire image having the two-dimensional image of the subject obtained from the linescan camera device, the two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, the generated combined image, and the corresponding subject A storage device for storing external appearance test result information may be further included.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 데이터베이스(DB)화하여 상기 저장장치에 저장되도록 제어할 수 있다.Preferably, the machine vision control device includes an entire image having a two-dimensional image of the subject obtained from the line scan camera device, a two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, and the generated one A two-dimensional image of the subject separated by each lighting module, including the entire image having a two-dimensional image for each subject using the combined image and the external inspection result information of the subject, the generated combined image, and The external inspection result information of the object to be inspected can be controlled to be stored in the storage device by making a database (DB).
바람직하게, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 디스플레이 화면에 표시하는 표시장치가 더 포함될 수 있다.Preferably, the entire image having the two-dimensional image of the subject obtained from the linescan camera device, the two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, the generated combined image, and the corresponding subject A display device for displaying the external inspection result information on the display screen may be further included.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 디스플레이 화면에 표시되도록 상기 표시장치의 동작을 제어할 수 있다.Preferably, the machine vision control device includes an entire image having a two-dimensional image of the subject obtained from the line scan camera device, a two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, and the generated one A two-dimensional image of the subject separated by each lighting module, including the entire image having a two-dimensional image for each subject using the combined image and the external inspection result information of the subject, the generated combined image, and An operation of the display device may be controlled to display external inspection result information of the object to be inspected on the display screen.
바람직하게, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 유선 또는 무선 통신방식으로 전송하는 통신장치가 더 포함될 수 있다.Preferably, the entire image having the two-dimensional image of the subject obtained from the linescan camera device, the two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, the generated combined image, and the corresponding subject A communication device for transmitting the external inspection result information of the wired or wireless communication method may be further included.
바람직하게, 상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 유선 또는 무선 통신방식으로 외부의 단말 또는 서버에 전송되도록 상기 통신장치의 동작을 제어할 수 있다.Preferably, the machine vision control device includes an entire image having a two-dimensional image of the subject obtained from the line scan camera device, a two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, and the generated one The operation of the communication device may be controlled to transmit the combined image and external inspection result information of the subject to be inspected to an external terminal or server in a wired or wireless communication method.
바람직하게, 상기 외부의 단말 또는 서버는, 미리 설치된 피검사체 외형 검사관련 어플리케이션을 통해 상기 통신장치로부터 전송된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 검색 또는 디스플레이 화면에 표시되도록 서비스를 제공할 수 있다.Preferably, the external terminal or server includes the entire image having the two-dimensional image of the subject transmitted from the communication device through a pre-installed application related to the appearance inspection of the subject, as well as the image of the subject separated for each lighting module. A two-dimensional image of the subject separated by each lighting module, including the entire image having a two-dimensional image for each subject using the two-dimensional image, the generated combined image, and the external inspection result information of the subject, A service may be provided so that the generated combined image and the result information of the external examination of the object to be searched are searched or displayed on a display screen.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템에 따르면, 다수의 조명을 피검사체에 순차적으로 조사한 상태에서 라인스캔 카메라장치를 통해 라인 단위로 해당 피검사체의 표면 영상을 스캔하여 2차원 이미지를 가진 영상을 획득한 후, 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 이용하여 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용하여 피검사체의 외형 검사를 수행함으로써, 해당 피검사체에 대한 외형 검사를 자동으로 그리고 효율적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 해당 피검사체에 대한 불량 검사를 보다 정밀하고 효과적으로 수행할 수 있는 이점이 있다.According to the system for inspecting the appearance of a subject using the artificial intelligence-based machine vision algorithm of the present invention as described above, the subject is sequentially irradiated with a plurality of lights, and the subject is line-by-line through a line scan camera device. After obtaining an image with a 2-dimensional image by scanning the surface image of the object, using the entire image with the acquired 2-dimensional image of the object to be inspected, an artificial intelligence (AI)-based machine vision algorithm is used to determine the appearance of the object to be inspected. By performing the inspection, there is an advantage in that not only can an external inspection of the subject to be inspected be performed automatically and efficiently, but also a defect inspection of the subject to be inspected can be performed more precisely and effectively.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 조명장치 및 라인스캔 카메라장치의 배치 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 라인스캔 카메라장치를 통해 획득된 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상과 머신비전 제어장치를 통해 분리된 각 조명모듈별 피검사체의 2차원 이미지를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치를 통해 분리된 각 조명모듈별 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.1 is an overall block configuration diagram for explaining a system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view for explaining the disposition of a lighting device and a linescan camera device applied to an embodiment of the present invention.
3 is a specific block configuration diagram for explaining first to fourth lighting modules of a lighting device applied to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed block configuration diagram for explaining a machine vision control device applied to an embodiment of the present invention.
5 illustrates an entire image having a 2D image of a subject obtained through a linescan camera device applied to an embodiment of the present invention and a 2D image of a subject for each lighting module separated through a machine vision control device. It is a concept for
6 is a diagram illustrating a process of generating a single combined image by overlapping two-dimensional images of an object under examination for each lighting module separated through a machine vision control device applied to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.The above objects, features and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When it is said that a certain part "includes" a certain component throughout the specification, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention exemplified below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.Combinations of each block of the accompanying block diagram and each step of the flowchart may be performed by computer program instructions (execution engine), and these computer program instructions are executed by a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment. Since it can be mounted, the instructions executed through the processor of a computer or other programmable data processing equipment create means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flowchart. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory The instructions stored in are also capable of producing an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flow chart.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.In addition, since the computer program instructions can be loaded on a computer or other programmable data processing equipment, a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to generate a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions performing possible data processing equipment provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flow chart.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical functions, and in some alternative embodiments may refer to blocks or steps. It should be noted that it is also possible for functions to occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may be performed in the reverse order of their corresponding functions, if necessary.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 조명장치 및 라인스캔 카메라장치의 배치 상태를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 라인스캔 카메라장치를 통해 획득된 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상과 머신비전 제어장치를 통해 분리된 각 조명모듈별 피검사체의 2차원 이미지를 설명하기 위한 개념도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치를 통해 분리된 각 조명모듈별 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.1 is an overall block configuration diagram for explaining a system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a lighting device applied to an embodiment of the present invention and It is a perspective view for explaining the arrangement state of the linescan camera device, FIG. 3 is a specific block configuration diagram for explaining the first to fourth lighting modules of the lighting device applied to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is the present invention. 5 is a detailed block configuration diagram for explaining a machine vision control device applied to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a conceptual diagram for explaining a two-dimensional image of an inspection subject for each lighting module separated through a machine vision control device, and FIG. 6 is an inspection subject for each lighting module separated through a machine vision control device applied to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing a process of generating a single combined image by overlapping two-dimensional images of .
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템은, 크게 조명장치(100), 라인스캔 카메라장치(200), 머신비전 제어장치(300), 및 전원공급장치(400) 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템은 피검사체 이송장치(500), 저장장치(600), 표시장치(700), 통신장치(800), 외부의 단말 및/또는 서버(900) 등을 더 포함할 수도 있다. 한편, 도 1 내지 도 6에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템은 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.1 to 6, the system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence (AI)-based machine vision algorithm according to an embodiment of the present invention includes a
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the components of the system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence (AI)-based machine vision algorithm according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
조명장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 피검사체(1)의 상부 측에 설치되어 있으며, 해당 피검사체(1)의 복수의 면들(예컨대, 제1 내지 제4 면 등) 및 상부 표면에 광을 조사하는 기능을 수행하는 바, 해당 피검사체(1)의 제1 면(예컨대, 좌측면)과 상부 표면에 광을 조사하는 제1 조명모듈(110)과, 해당 피검사체(1)의 제2 면(예컨대, 우측면)과 상부 표면에 광을 조사하는 제2 조명모듈(120)과, 해당 피검사체(1)의 제3 면(예컨대, 전면)과 상부 표면에 광을 조사하는 제3 조명모듈(130)과, 해당 피검사체(1)의 제4 면(예컨대, 후면)과 상부 표면에 광을 조사하는 제4 조명모듈(140)을 구비하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the
또한, 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)은 도면에 도시되지 않았지만, 별도의 지그(jig) 또는 지지대 등을 통해 해당 피검사체(1)의 4개의 측면들과 상부 표면에 광이 조사되도록 해당 피검사체(1)의 각 측면 상부로 일정거리 이격되어 일정 각도로 기울어져 설치됨이 바람직하다.In addition, although the first to
또한, 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 병렬 연결된 복수의 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)을 포함하여 이루어지고, 상기 복수의 LED 발광채널(CH1 내지 CHn) 각각은 적어도 하나의 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)를 포함하여 이루어진다.In addition, each of the first to
또한, 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)을 형성하는 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)에 구비된 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)가 둘 이상일 경우, 각각의 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)가 어레이 형태로 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다.In addition, when there are two or more LED light emitting elements (LED1 to LEDn) provided in each LED light emitting channel (CH1 to CHn) forming the first to fourth lighting modules (110 to 140) of the
즉, 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)은 머신비전 제어장치(300)의 고속 스위칭 제어모듈(380)로부터 출력된 동작 전압을 인가받아 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)를 동작시킬 수 있다. 이때, 동작 전압은 제1 LED 발광소자(LED1)의 애노드에 인가될 수 있고, 제1 LED 발광소자(LED1)의 캐소드는 제2 LED 발광소자(LED2)의 애노드에 연결될 수 있다.That is, the first to
한편, 해당 피검사체(1)는 다수의 면들을 가진 다면체 형태의 물품으로 이루어짐이 바람직하다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에서의 피검사체(1)는 납작한 직육면체 형태의 배터리(Battery)(예컨대, 2차 전지 등)로 적용하였지만, 이에 국한하지 않으며, 다수의 면들(예컨대, 좌측면, 우측면, 전면, 후면, 평면, 저면 등)을 가진 다면체 형태의 물체(또는 물품)라면 어느 것이든 적용가능하다.On the other hand, the object to be inspected 1 is preferably made of a polyhedron-shaped article having a plurality of faces. For example, the
이러한 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)은 해당 피검사체(1)에 면광을 조사할 수 있도록 다수의 LED(Light Emitting Diode)가 어레이 형태로 이루어짐이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 예컨대, 형광등, 백열등, 할로겐등, 수은등, 네온관등, 나트륨등, 메탈 할라이드 램프 또는 EL(Electro-Luminescent) 램프 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수도 있다.It is preferable that the first to
또한, 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)은 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드 디스플레이(Light Emitting Diode, LED), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정(LCoS), 표면 전도형 전자방출소자 디스플레이(SED), 전계방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기(TDEL), 양자점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기발광 트랜지스터(OLET), 및/또는 레이저 형광 디스플레이(LPD) 중에서 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수도 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고 해당 피검사체(1)에 면광을 조사할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다.In addition, the first to
라인스캔 카메라장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 해당 피검사체(1)의 진행 방향에 수직으로 일정거리 이격되어 설치되어 있으며, 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체(1)에 순차적으로 조사된 상태에서 라인(Line) 단위로 해당 피검사체(1)의 상부 표면 영상을 스캔(Scan)하여 2차원 이미지를 가진 영상을 획득하는 기능을 수행한다.As shown in FIG. 2, the
즉, 라인스캔 카메라장치(200)는 조명장치(100)에 구비된 다수개의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140) 중 해당되는 순서의 어느 한 조명모듈이 광을 조사한 상태에서 해당 피검사체(1)의 촬상면을 촬영하고, 촬영된 해당 피검사체(1)의 라인스캔 영상을 머신비전 제어장치(300)로 전송한다.That is, in the line
이러한 라인스캔 카메라장치(200)는 영역(Area) 단위로 영상을 획득하지 않으며, 하나의 라인(Line) 즉 일차원 선형 구조의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서를 통해 라인(Line) 단위로 스캔하여 2차원 이미지를 획득하는 방식의 카메라로서, 라인스캔 카메라장치(200)에 의해 해당 피검사체(1)의 영상이 생성되기 위해서는 라인스캔 카메라장치(200) 혹은 해당 피검사체(1)가 일정한 속도로 이동되고, 이동하는 순간순간 해당 피검사체(1)의 일부분을 촬영한 영상을 조합함으로써 해당 피검사체(1)의 전체 이미지가 영상으로 생성된다.The line
머신비전 제어장치(300)는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능(AI) 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템의 전체적인 제어를 담당하는 장치로서, 특히 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체(1)에 순차적으로 조사되도록 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 동작을 제어함과 아울러 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체(1)에 순차적으로 조사된 상태에서 해당 피검사체(1)가 라인 단위로 촬영되도록 라인스캔 카메라장치(200)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.The machine
또한, 머신비전 제어장치(300)는 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 제공받아 이를 이용하여 각 조명모듈별로 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 분리하고, 상기 분리된 각 조명모듈별 해당 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성하는 기능을 수행한다.In addition, the machine
또한, 머신비전 제어장치(300)는 상기 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 이용하여 해당 피검사체(1)의 외형 검사를 수행하는 기능을 수행한다.In addition, the machine
또한, 머신비전 제어장치(300)는 상기 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 룰베이스(Rule base) 기반의 머신비전(Machine Vision)을 이용하여 해당 피검사체(1)의 외형 검사를 수행한 후, 상기 수행된 해당 피검사체(1)의 외형 검사에 대한 양품 및/또는 불량품 결과 데이터를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 통해 해당 피검사체(1)에 대한 양품 및/또는 불량품 특징항목별로 반복 학습하여 해당 피검사체(1)에 대한 인공지능 학습모델(330)을 구축하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the machine
이때, 머신비전 제어장치(300)에 의해 생성된 하나의 결합 이미지는 예컨대, 2.5차원(2.5D) 이미지로 이루어짐이 바람직하다. 본 명세서에서 2.5차원(2.5D) 이미지는 인지적 착시에 기반하여 입체감을 나타내는 2차원 이미지를 나타낸다. 인지적 착시란 무의식적 추론에 따른 인지 과정에서 발생하며, 인간의 인지가 전체적인 것을 종합적으로 판단하려는 경향이 있기 때문에 나타나는 착시로서, 이에 관한 상세한 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있으므로 생략한다.At this time, one combined image generated by the
또한, 머신비전 제어장치(300)에서 기 설정된 룰베이스 기반의 머신비전 알고리즘은 예컨대, 패턴 매칭(Pattern Matching), 점/선/면 피팅(Fitting), 에지(Edge), 컬러(Color), 및/또는 위치(Location) 알고리즘 중 적어도 하나의 알고리즘으로 이루어짐이 바람직하다.In addition, the rule base-based machine vision algorithm set in the machine
또한, 머신비전 제어장치(300)에서 수행하는 해당 피검사체(1)의 외형 검사는 예컨대, 양품 및/또는 불량품으로 판정함이 바람직하고, 상기 불량품은 예컨대, 스크래치, 찍힘, 이물, 및/또는 마킹 상태 중 적어도 하나의 표면 상태로 분류하여 판정함이 바람직하다.In addition, it is preferable that the external inspection of the subject 1 performed by the machine
또한, 머신비전 제어장치(300)는 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 상기 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 판정 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 데이터베이스(DB)화하여 저장장치(600)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the machine
또한, 머신비전 제어장치(300)는 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및/또는 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 디스플레이 화면에 표시되도록 표시모듈(700)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the machine
또한, 머신비전 제어장치(300)는 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 통신망(10)을 통해 유선 및/또는 무선 통신방식으로 외부의 단말 및/또는 서버(Server)(900)에 전송되도록 통신모듈(800)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the machine
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described herein may be embodied in a recording medium readable by a computer or similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 머신비전 제어장치(300)에 의해 구현될 수 있다.According to the hardware implementation, the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and field programmable gate arrays (FPGAs). , processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing functions. In some cases, such embodiments may be implemented by the
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 저장장치(600)에 저장되고, 머신비전 제어장치(300)에 의해 실행될 수 있다.According to software implementation, embodiments such as procedures or functions may be implemented together with a separate software module to perform at least one function or operation. The software code may be implemented by a software application written in any suitable programming language. Also, the software code may be stored in the
이러한 머신비전 제어장치(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 영상 분리모듈(310), 영상 재결합모듈(320), 인공지능 학습모듈(330), 피검사체 외형판정모듈(340), 및 제어모듈(350) 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치(300)는 사용자 설정모듈(360), 출력레벨 조절모듈(370), 고속 스위칭 제어모듈(380), 및/또는 저장모듈(390) 등을 더 포함할 수도 있다. 한편, 도 4에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신미전 제어장치(300)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.As shown in FIG. 4, the machine
이하, 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치(300)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, components of the machine
영상 분리모듈(310)은 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 제공받아 이를 이용하여 각 조명모듈별로 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 분리하는 기능을 수행한다(도 5 참조).The
영상 재결합모듈(320)은 영상 분리모듈(310)로부터 분리된 각 조명모듈별 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성하는 기능을 수행한다(도 6 참조).The
인공지능 학습모듈(330)은 영상 재결합모듈(320)로부터 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 통해 해당 피검사체(1)에 대한 양품 및/또는 불량품 특징항목별로 반복 학습하여 해당 피검사체(1)의 외형 검사를 위한 인공지능 학습모델을 구축하는 기능을 수행한다.The artificial
또한, 인공지능 학습모듈(330)에 적용된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법은 예컨대, 신경망(Neural Network), SVM(Support Vector Machine), MLP(Multi Layer Perception), 및/또는 딥러닝(Deep Learning) 중 적어도 하나의 인공지능 학습방법으로 이루어짐이 바람직하다.In addition, the artificial intelligence (AI)-based machine learning method applied to the artificial
피검사체 외형판정모듈(340)은 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 해당 피검사체(1)의 외형 검사를 위한 인공지능 학습모델을 이용하여 해당 피검사체(1)에 대해 양품 및/또는 불량품 특징항목별로 해당 피검사체(1)의 표면 특성을 추론 및 분석하고, 상기 추론 및 분석된 해당 피검사체(1)의 표면 특성정보를 기반으로 해당 피검사체(1)에 대하여 양품 및/또는 스크래치, 찍힘, 이물, 및/또는 마킹 상태 중 적어도 하나의 표면 상태로 분류하여 불량품으로 자동 판정하는 기능을 수행한다.The inspection subject
그리고, 제어모듈(350)은 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치(300)의 전체적인 제어를 담당하는 모듈로서, 특히 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체(1)에 순차적으로 조사되도록 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 제어모듈(350)은 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체(1)에 순차적으로 조사된 상태에서 해당 피검사체(1)가 라인 단위로 촬영되도록 라인스캔 카메라장치(200)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 제어모듈(350)은 전술한 본 발명의 일 실시예에 적용된 머신비전 제어장치(300)의 제어 기능들을 모두 수행할 수 있다.In addition, the
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described herein may be embodied in a recording medium readable by a computer or similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어모듈(350)에 의해 구현될 수 있다.According to the hardware implementation, the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and field programmable gate arrays (FPGAs). , processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing functions. In some cases, such embodiments may be implemented by
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 저장모듈(390)에 저장되고, 제어모듈(350)에 의해 실행될 수 있다.According to software implementation, embodiments such as procedures or functions may be implemented together with a separate software module to perform at least one function or operation. The software code may be implemented by a software application written in any suitable programming language. Also, the software code may be stored in the
추가적으로, 사용자 설정모듈(360)은 제어모듈(350)과 연결되어 제어모듈(350)의 제어에 따라 동작되며, 사용자의 요구에 따라 출력된 사용자의 특정 입력신호에 의해 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력레벨 목표 값의 설정, 고속 스위칭 제어를 위한 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력채널 선택과 순서의 설정, 및 고속 스위칭의 동작 신호를 발생하기 위한 클럭(Clock) 발생을 설정하는 기능을 수행한다.Additionally, the
또한, 사용자 설정모듈(360)은 예컨대, 별도의 디스플레이 화면과 스위치 입력 등을 통해 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI) 기반으로 해당 사용자의 요구에 따라 해당 사용자의 특정 입력신호를 출력함이 바람직하다.In addition, the
이때, 해당 사용자의 요구에 따라 출력된 해당 사용자의 특정 입력신호는 외부의 단말 및/또는 서버(900)를 통해 제공됨이 바람직하다.At this time, it is preferable that the user's specific input signal output according to the user's request is provided through an external terminal and/or the
출력레벨 조절모듈(370)은 제어모듈(350)과 연결되어 있으며, 제어모듈(350)의 제어에 따라 사용자 설정모듈(360)로부터 설정된 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력레벨 목표 값을 제공받아 이를 기반으로 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)에 구비된 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)의 밝기를 조절하기 위하여 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력전압 목표 값을 생성 및 출력하는 기능을 수행한다.The output
고속 스위칭 제어모듈(380)은 제어모듈(350)과 연결되어 있으며, 제어모듈(350)의 제어에 따라 사용자 설정모듈(360)로부터 설정된 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력채널 선택과 순서의 설정 정보 및 클럭 정보에 동기하여, 출력레벨 조절모듈(370)로부터 출력된 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력전압 목표 값에 따라 조명장치(100)의 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)에 구비된 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 고속 스위칭을 제어하는 기능을 수행한다.The high-speed
또한, 고속 스위칭 제어모듈(380)은 고속 스위칭 기능에 하드웨어 프로그래밍 기반 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 고속 제어를 수행함이 바람직하다.In addition, it is preferable that the high-speed
또한, 고속 스위칭 제어모듈(380)은 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)에 구비된 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)의 연속적인 켜짐으로 인한 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)의 손상을 보호하기 위하여, 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)에 대한 고속 스위칭 동작 신호의 변경시 기 설정된 동작 기준시간(바람직하게, 1ms 정도)이하의 일정한 동작 기준시간에만 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)이 고속 스위칭 동작되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the high-speed
즉, 고속 스위칭 제어모듈(380)은 복수의 반도체 소자들(예컨대, 버퍼(Buffer), 레지스터(Resistor), 커패시터(Capacitor) 등)을 적용하여 동작 신호가 변경되는 순간에 약 1ms 이하의 일정 시간에만 동작하도록 하여, 사용자의 부주위로 인한 조명의 연속적인 켜짐으로 인한 조명의 손상을 보호하도록 구비할 수 있다. 이때, 복수의 반도체 소자들 중 커패시터(Capacitor)는 동작 신호의 입력이 유지되는 것을 방지하는 역할을 수행함이 바람직하고, 레지스터(Resistor)는 동작 신호가 로우(Low) 상태로 유지되도록 하는 역할을 수행함이 바람직하며, 상기 커패시터와 레지스터(Resistor)의 값을 조정하여 하드웨어의 최대 펄스(Pulse) 입력 시간을 결정할 수 있다.That is, the high-speed
또한, 고속 스위칭 제어모듈(380)은 조명장치(100)의 근처에 설치된 머신비전 카메라장치(200)에 대한 촬영 동작의 유휴 기간을 감지하여, 해당 머신비전 카메라장치(200)의 촬영 동작 신호가 일정 시간 즉, 기 설정된 촬영 동작 기준시간이상 입력되지 않을 때를 유휴 상태로 판단하고, 상기 판단된 유휴 상태 이후에 처음 상태로 유지되도록 촬영 동작 중 상태를 제거하고 초기 입력 상태로 초기화하는 자동 리셋(Reset) 기능을 수행할 수 있다.In addition, the high-speed
즉, 4면의 조명인 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 제1 내지 제4 LED 발광채널(CH1 내지 CH4)과 머신비전 카메라장치(200)를 적용하여, 이송중인 물체인 피검사체(1)를 촬영하는 머신비전 시스템일 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 순차적으로 조명을 제어하며 이동하는 피검사체(1)를 촬영하여 동일 위치의 조명이 켜졌을 때 촬영한 라인 영상을 모으면, 정지 상태에서 4면을 촬영한 영상을 얻는 효과를 얻게 된다.That is, by applying the first to fourth LED light emitting channels (CH1 to CH4) of the first to fourth lighting modules (110 to 140) and the machine
이와 같은 영상 촬영은 촬영하고자 하는 물체를 정지하지 않고, 이송 중에 촬영할 수 있어서, 생산 현장에서는 공정이 추가되지 않고 이송 중 영상 촬영 및 판독을 수행할 수 있기 때문에 생산 수율 향상 효과가 매우 크다.In this type of image capturing, the object to be imaged can be imaged during transport without stopping, so that the production yield can be improved significantly because image capturing and reading can be performed during transport without additional processes at the production site.
전술한 고속 스위칭 제어모듈(380)은 출력레벨 조절모듈(370)로부터 출력된 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력전압 목표 값에 따라 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호에 따라 복수의 구동 스위치들(예컨대, FET 또는 IGBT 등의 대전류 반도체)의 온/오프(ON/OFF) 고속 스위칭 동작을 제어하기 위한 고속 스위칭 제어신호를 출력함으로써, 응답 속도에서의 지연을 최소화하여 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)에 구비된 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)에 공급되는 출력 전류를 고속 제어하는 기능을 수행할 수 있다.The above-described high-speed
이때, 고속 제어와 관련하여 본 발명의 일 실시예에서는 4면의 조명장치(100)를 사용하고 라인스캔 카메라장치(200)를 적용하여, 이송중인 물체를 촬영하는 머신비전 시스템의 경우에 대하여 예를 들어 설명하였으나, 이는 이해를 돕기 위해 한 가지의 적용 사례를 예로 든 것일 뿐 고속 영상 촬영의 범위는 조명의 종류, 채널의 숫자 등에 제한을 받지 않고 소프트웨어의 설정에 의해 자유롭게 설정할 수 있다.At this time, in relation to high-speed control, in an embodiment of the present invention, an example of a machine vision system that uses a four-
한편, 제1 내지 제4 조명모듈(110 내지 140)의 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)에 구비된 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)의 경우, 짧은 시간에 펄스(Pulse) 형태의 대전력을 인가하여 많은 전류를 흐르게 할 수 있고, 순간적으로 많은 전류가 흐르면, 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)의 밝기 또한 전류가 흐르는 비율만큼 밝아지는 효과가 있다.On the other hand, in the case of each LED light emitting element (LED1 to LEDn) provided in each LED light emitting channel (CH1 to CHn) of the first to
또한, 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)에 대전류를 공급하기 위한 방법으로, 출력 측에 충전용 커패시터를 구비하고, 사용자 설정모듈(360)의 설정 제어에 의해 DC-DC 컨버터의 출력 전압을 변경할 수 있도록 하여 각 LED 발광소자(LED1 내지 LEDn)에 충분한 전류를 공급할 수 있는 고전압을 회로를 구성하여 대전류 회로를 구성할 수 있다. 이러한 방법은 필요에 따라서 출력 측에 충분한 전류를 공급하거나 밝기를 조절하는 기능으로 사용할 수 있다.In addition, as a method for supplying high current to each LED light emitting element (LED1 to LEDn), a capacitor for charging is provided on the output side, and the output voltage of the DC-DC converter is changed by setting control of the
그리고, 저장모듈(390)은 제어모듈(350)과 연결되어 있으며, 제어모듈(350)의 제어에 따라 사용자 설정모듈(360)로부터 설정된 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력레벨 목표에 대한 설정 값, 각 LED 발광채널(CH1 내지 CHn)의 출력채널 선택과 순서의 설정 값, 및/또는 클럭(Clock) 발생을 위한 설정 값 중 적어도 하나의 설정 값을 저장하는 기능을 수행한다.And, the
이러한 저장모듈(390)은 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory type), 하드디스크 타입(Hard Disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있다.Such a
그리고, 전원공급장치(400)는 전술한 각 장치들 즉, 조명장치(100), 라인스캔 카메라장치(200), 머신비전 제어장치(300), 피검사체 이송장치(500), 저장장치(600), 표시장치(700), 및/또는 통신장치(800) 등의 동작에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 계속적인 전원 공급을 위해 상용 교류(AC) 전원(예컨대, AC 220V 또는 380V 등)을 직류(DC) 및/또는 교류(AC) 전원으로 변환되도록 구현함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 휴대용 배터리(Battery)를 포함하여 구현할 수도 있다.In addition, the
또한, 전원공급장치(400)에는 외부의 전원 충격으로부터 부품을 보호하고 일정한 전압을 출력하는 기능을 수행하는 전원 관리부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전원 관리부는 ESD(Electro Static Damage) 보호기, 전원 감지기, 정류기 및 전원 차단기 등을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 ESD 보호기는 정전기 또는 급격한 전원 충격으로부터 전장 부품을 보호하도록 구성한다. 상기 전원 감지기는 허용 전압 범위 외의 전압이 유입될 경우 상기 전원 차단기에 차단신호를 보내고, 허용 전압 범위 내에서 전압 변화에 따라 승압 또는 강압 신호를 상기 정류기에 전달하도록 구성한다. 상기 정류기는 입력 전압의 변동을 최소하여 일정한 전압이 공급되도록 상기 전원 감지기의 신호에 따라 승압 또는 강압의 정류 동작을 수행하도록 구성한다. 상기 전원 차단기는 상기 전원 감지기로부터 전달되는 차단 신호에 따라 배터리로부터 공급되는 전원을 차단하도록 구성한다.Here, the ESD protector is configured to protect electric components from static electricity or sudden power shock. The power detector is configured to send a cut-off signal to the power circuit breaker when a voltage outside the allowable voltage range is introduced, and transmit a step-up or step-down signal to the rectifier according to a voltage change within the allowable voltage range. The rectifier is configured to perform a step-up or step-down rectification operation according to the signal of the power detector so that a constant voltage is supplied by minimizing fluctuations in the input voltage. The power breaker is configured to cut off power supplied from a battery according to a cutoff signal transmitted from the power detector.
추가적으로, 피검사체 이송장치(500)는 머신비전 제어장치(300)와 연결되어 있으며, 머신비전 제어장치(300)의 제어에 따라 해당 피검사체(1)를 안착하여 일 방향으로 이송시키는 기능을 수행한다. 이러한 피검사체 이송장치(500)는 산업분야에서 널리 이용되는 컨베이어 롤러(Conveyor Roller) 또는 컨베이어 벨트(Conveyor Belt) 등을 비롯한 다양한 구조의 2차원 이송장치를 선택하여 적용하면 가능하므로, 본 발명에서는 구체적인 구조 및 그 작용 설명은 생략하기로 한다.Additionally, the inspection
저장장치(600)는 머신비전 제어장치(300)와 연결되어 있으며, 머신비전 제어장치(300)의 제어에 따라 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 기능을 수행한다.The
또한, 저장장치(600)는 머신비전 제어장치(300)를 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지하는 기능을 수행할 수도 있다.In addition, the
이러한 저장장치(600)는 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory type), 하드디스크 타입(Hard Disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The
표시모듈(700)는 머신비전 제어장치(300)와 연결되어 있으며, 머신비전 제어장치(300)의 제어에 따라 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행한다.The
이러한 표시장치(700)는 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드 디스플레이(Light Emitting Diode, LED), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정(LCoS), 표면 전도형 전자방출소자 디스플레이(SED), 전계방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기(TDEL), 양자점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기발광 트랜지스터(OLET), 레이저 형광 디스플레이(LPD), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 외부의 영상, 문자 및/또는 문서 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 표시하거나 해당 피검사체(1)의 외형 이미지 정보를 디스플레이(Display)할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다.Such a
통신장치(800)는 머신비전 제어장치(300)와 연결되어 있으며, 머신비전 제어장치(300)의 제어에 따라 라인스캔 카메라장치(200)로부터 획득된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 통신망(10)을 통해 유선 및/또는 무선 통신방식으로 외부의 단말 및/또는 서버(900)에 전송하는 기능을 수행한다.The
그리고, 외부의 단말 및/또는 서버(900)는 해당 사용자의 요구에 따라 출력된 해당 사용자의 특정 입력신호를 사용자 설정모듈(360)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the external terminal and/or the
즉, 외부의 단말 및/또는 서버(900)는 미리 설치된 고속 스위칭 LED 조명 제어를 위한 사용자 설정관련 어플리케이션(Application)을 통해 해당 사용자의 요구에 따라 고속 스위칭 LED 조명 제어의 사용자 설정을 위한 해당 사용자의 특정 입력신호를 통신망(10)을 통해 유선 및/또는 무선으로 사용자 설정모듈(360)에 전송할 수 있다.That is, the external terminal and/or
또한, 외부의 단말 및/또는 서버(900)는 미리 설치된 피검사체 외형 검사관련 어플리케이션을 통해 통신장치(800)로부터 전송된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 인공지능 학습모듈(330)로부터 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 피검사체 외형판정모듈(340)로부터 판정된 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체(1)의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 해당 피검사체(1)의 외형 검사 결과정보, 상기 구축된 인공지능 학습모델, 및/또는 해당 피검사체(1)의 양품 및/또는 불량품 판정 결과정보 중 적어도 하나의 정보를 디스플레이 화면에 표시되도록 서비스를 제공하는 기능을 수행한다.In addition, the external terminal and/or the
이때, 통신망(10)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 와이파이(WiFi), 와이기그(WiGig), 와이브로(Wireless Broadband Internet, Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등을 포함하는 차세대 무선 통신망일 수 있다.At this time, the
상기 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service) 등을 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미하며, 외부의 단말 및/또는 서버(900)가 사용자 설정모듈(360) 및/또는 통신장치(800)에 접속될 수 있게 하는 환경을 제공한다. 한편, 상기 인터넷은 유선 또는 무선 인터넷일 수도 있고, 이외에도 유선 공중망, 무선 이동 통신망, 또는 휴대 인터넷 등과 통합된 코어망일 수도 있다.The Internet is a TCP / IP protocol and various services existing in the upper layer, that is, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP (File Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), It means a worldwide open computer network structure that provides SNMP (Simple Network Management Protocol), NFS (Network File Service), NIS (Network Information Service), etc., and an external terminal and / or
만약, 통신망(10)이 이동 통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 상기 비동기식 이동 통신망의 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 상기 이동 통신망은 예컨대, RNC(Radio Network Controller) 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 WCDMA망을 일 예로 들었지만, 셀룰러(cellular) 기반의 3G망, LTE망, 4G망, 5G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP 망일 수 있다. 이러한 통신망(10)은 외부의 단말 및/또는 서버(900)와 사용자 설정모듈(360) 및/또는 통신장치(800) 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 수행한다.If the
한편, 통신망(10)은 예컨대, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 비콘(Beacon), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 및/또는 적외선(IR) 통신 중 적어도 하나의 근거리 통신 방식을 이용할 수도 있다.On the other hand, the
이러한 외부의 단말 및/또는 서버(900)는 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 적어도 하나의 이동 단말 장치로 이루어짐이 바람직하며, 이외에도 개인용 PC, 노트북 PC, 팜(Palm) PC, 모바일 게임기(Mobile play-station), 통신 기능이 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 태블릿 PC, 아이패드(iPad) 등 통신망(10), 사용자 설정모듈(360) 및/또는 통신장치(800)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있다.The external terminal and/or
전술한 본 발명에 따른 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of the system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and the claims and detailed description of the invention and the appended It is possible to carry out various modifications within the scope of the drawings, and this also belongs to the present invention.
100 : 조명장치,
200 : 라인스캔 카메라장치,
300 : 머신비전 제어장치,
400 : 전원공급장치,
500 : 피검사체 이송장치,
600 : 저장장치,
700 : 표시장치,
800 : 통신장치,
900 : 외부의 단말 또는 서버100: lighting device,
200: line scan camera device,
300: machine vision control device,
400: power supply,
500: test subject transfer device,
600: storage device,
700: display device,
800: communication device,
900: External terminal or server
Claims (21)
해당 피검사체의 진행 방향에 수직으로 일정거리 이격되어 설치되며, 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사된 상태에서 라인 단위로 해당 피검사체의 상부 표면 영상을 스캔하여 2차원 이미지를 가진 영상을 획득하는 라인스캔 카메라장치; 및
상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사되도록 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 동작을 제어함과 아울러 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사된 상태에서 해당 피검사체가 라인 단위로 촬영되도록 상기 라인스캔 카메라장치의 동작을 제어하고, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 제공받아 이를 이용하여 각 조명모듈별로 해당 피검사체의 2차원 이미지를 분리하며, 상기 분리된 각 조명모듈별 해당 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성한 후, 상기 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 이용하여 해당 피검사체의 외형 검사를 수행하는 머신비전 제어장치를 포함하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
A first lighting module for radiating light to the first surface and upper surface of the subject, a second lighting module for radiating light to the second surface and upper surface of the subject, and a third surface and upper surface of the subject to be inspected. A lighting device having a third lighting module for radiating light, and a fourth lighting module for radiating light to a fourth surface and an upper surface of the object to be inspected;
It is installed at a certain distance perpendicular to the traveling direction of the subject, and each light output from the first to fourth lighting modules of the lighting device is sequentially irradiated to the subject, a line scan camera device for obtaining a two-dimensional image by scanning an upper surface image; and
Controlling the operation of the first to fourth lighting modules so that the respective lights output from the first to fourth lighting modules of the lighting device are sequentially irradiated to the target object, and the first to fourth lights of the lighting device In a state in which each light output from the module is sequentially irradiated to the corresponding target object, the operation of the line scan camera device is controlled so that the corresponding target object is photographed in line units, and 2 An entire image with a dimensional image is provided, and using this, a 2D image of the object under test is separated for each lighting module, and a combined image is obtained by overlapping the 2D images of the object under test for each of the separated lighting modules. After generating, an artificial intelligence-based machine including a machine vision control device that performs an external inspection of the object to be inspected using a predetermined artificial intelligence (AI)-based machine learning method based on the generated single combined image. A system for inspecting the appearance of a subject using a vision algorithm.
상기 피검사체는, 다수의 면들을 가진 다면체 형태의 물품으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The inspection subject's external appearance inspection system using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that the inspection subject is made of a polyhedron-shaped article having a plurality of faces.
상기 피검사체를 안착하여 일 방향으로 이송시키는 피검사체 이송장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The external inspection system of the inspected subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that further comprising a subject transport device for seating the inspected object and transporting it in one direction.
상기 머신비전 제어장치에 의해 생성된 하나의 결합 이미지는, 2.5차원(2.5D) 이미지로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
One combined image generated by the machine vision control device is a 2.5-dimensional (2.5D) image, characterized in that the appearance inspection system of the subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm.
상기 머신비전 제어장치에서 수행하는 해당 피검사체의 외형 검사는, 양품과 불량품으로 판정하되, 상기 불량품은 스크래치, 찍힘, 이물, 및 마킹 상태 중 적어도 하나의 표면 상태로 분류하여 판정하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The external appearance inspection of the inspected object performed by the machine vision control device is determined as a good product and a defective product, and the defective product is classified into at least one surface state of scratch, dent, foreign matter, and marking state. Characterized in that A system for inspecting the appearance of objects using artificial intelligence-based machine vision algorithms.
상기 머신비전 제어장치는, 상기 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 룰베이스 기반의 머신비전 알고리즘을 이용하여 해당 피검사체의 외형 검사를 수행한 후, 상기 수행된 해당 피검사체의 외형 검사에 대한 양품/불량품 결과 데이터를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 통해 해당 피검사체에 대한 양품/불량품 특징항목별로 반복 학습하여 해당 피검사체에 대한 인공지능 학습모델을 구축하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The machine vision control device performs an external inspection of the subject using a pre-set rule-based machine vision algorithm based on the generated one combined image, and then performs an external inspection of the subject. Based on the good/defective product result data for the inspected object, it is repeated learning for each non-defective/defective product characteristic item through a preset artificial intelligence (AI)-based machine learning method to build an artificial intelligence learning model for the inspected object. A system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm.
상기 기 설정된 룰베이스 기반의 머신비전 알고리즘은, 패턴 매칭(Pattern Matching), 점/선/면 피팅(Fitting), 에지(Edge), 컬러(Color), 및 위치(Location) 알고리즘 중 적어도 하나의 알고리즘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 6,
The preset rule base-based machine vision algorithm is at least one of pattern matching, point/line/plane fitting, edge, color, and location algorithms Appearance inspection system of the subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that consisting of.
상기 머신비전 제어장치는,
상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 제공받아 이를 이용하여 각 조명모듈별로 해당 피검사체의 2차원 이미지를 분리하는 영상 분리모듈;
상기 영상 분리모듈로부터 분리된 각 조명모듈별 해당 피검사체의 2차원 이미지를 하나로 중첩시켜 하나의 결합 이미지를 생성하는 영상 재결합모듈;
상기 영상 재결합모듈로부터 생성된 하나의 결합 이미지를 바탕으로 기 설정된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법을 통해 해당 피검사체에 대한 양품/불량품 특징항목별로 반복 학습하여 해당 피검사체의 외형 검사를 위한 인공지능 학습모델을 구축하는 인공지능 학습모듈;
상기 인공지능 학습모듈로부터 구축된 해당 피검사체의 외형 검사를 위한 인공지능 학습모델을 이용하여 해당 피검사체에 대해 양품/불량품 특징항목별로 해당 피검사체의 표면 특성을 추론 및 분석하고, 상기 추론 및 분석된 해당 피검사체의 표면 특성정보를 기반으로 해당 피검사체에 대하여 양품 또는 스크래치, 찍힘, 이물, 및 마킹 상태 중 적어도 하나의 표면 상태로 분류하여 불량품으로 자동 판정하는 피검사체 외형판정모듈; 및
상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사되도록 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈의 동작을 제어함과 아울러 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈로부터 출력된 각 광이 해당 피검사체에 순차적으로 조사된 상태에서 해당 피검사체가 라인 단위로 촬영되도록 상기 라인스캔 카메라장치의 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The machine vision control device,
An image separation module for receiving an entire image having a two-dimensional image of the object to be inspected obtained from the line scan camera device and separating the two-dimensional image of the object to be inspected for each lighting module by using the received image;
an image recombination module for generating a single combined image by overlapping two-dimensional images of a corresponding object under examination for each lighting module separated from the image separation module;
Based on one combined image generated from the image recombination module, through a predetermined artificial intelligence (AI)-based machine learning method, iteratively learns each characteristic item of a good/defective product for the subject to inspect the appearance of the subject An artificial intelligence learning module that builds an artificial intelligence learning model;
Using the artificial intelligence learning model for the external inspection of the inspected object built from the artificial intelligence learning module, the surface characteristics of the inspected object are inferred and analyzed for each good/defective product characteristic item, and the inference and analysis Based on the surface characteristic information of the inspected object, the inspected object appearance judgment module automatically determines the inspected object as a defective product by classifying the inspected object into at least one surface state of a good product or scratch, scratch, foreign matter, and marking state; and
The operation of the first to fourth lighting modules of the lighting device is controlled so that each light output from the first to fourth lighting modules of the lighting device is sequentially irradiated to the target object, and the first to fourth lighting modules of the lighting device are sequentially irradiated. Artificial intelligence comprising a control module for controlling the operation of the line scan camera device so that each light output from the fourth lighting module is sequentially irradiated to the corresponding target object so that the target object is photographed in line units. A system for inspecting the appearance of a subject using an intelligence-based machine vision algorithm.
상기 인공지능 학습모듈에 적용된 인공지능(AI) 기반의 기계 학습방법은, 신경망(Neural Network), SVM(Support Vector Machine), MLP(Multi Layer Perception), 및 딥러닝(Deep Learning) 중 적어도 하나의 인공지능 학습방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 8,
The artificial intelligence (AI)-based machine learning method applied to the artificial intelligence learning module is at least one of a neural network, a support vector machine (SVM), a multi-layer perception (MLP), and deep learning. An external inspection system for an object to be inspected using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that it consists of an artificial intelligence learning method.
상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈 각각은, 적어도 하나의 LED 발광소자를 구비한 서로 병렬 연결된 복수의 LED 발광채널을 포함하여 이루어지고,
상기 머신비전 제어장치는, 사용자의 요구에 따라 출력된 사용자의 특정 입력신호에 의해 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈에 구비된 각 LED 발광채널의 출력레벨 목표 값의 설정, 고속 스위칭 제어를 위한 각 LED 발광채널의 출력채널 선택과 순서의 설정, 및 고속 스위칭의 동작 신호를 발생하기 위한 클럭(Clock) 발생을 설정하는 사용자 설정모듈;
상기 사용자 설정모듈로부터 설정된 각 LED 발광채널의 출력레벨 목표 값을 제공받아 이를 기반으로 각 LED 발광채널에 구비된 각 LED 발광소자의 밝기를 조절하기 위하여 각 LED 발광채널의 출력전압 목표 값을 생성 및 출력하는 출력레벨 조절모듈; 및
상기 사용자 설정모듈로부터 설정된 각 LED 발광채널의 출력채널 선택과 순서의 설정 정보 및 클럭 정보에 동기하여, 상기 출력레벨 조절모듈로부터 출력된 각 LED 발광채널의 출력전압 목표 값에 따라 상기 조명장치의 제1 내지 제4 조명모듈에 구비된 각 LED 발광채널의 고속 스위칭을 제어하는 고속 스위칭 제어모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 8,
Each of the first to fourth lighting modules of the lighting device includes a plurality of LED light emitting channels connected in parallel to each other including at least one LED light emitting element,
The machine vision control device sets target output levels of each LED light emitting channel provided in the first to fourth lighting modules of the lighting device according to a user's specific input signal output according to the user's request, and controls high-speed switching. A user setting module for setting output channel selection and order setting of each LED light emitting channel, and clock generation for generating high-speed switching operation signals;
Based on the received output level target value of each LED light emitting channel set from the user setting module, an output voltage target value of each LED light emitting channel is generated in order to adjust the brightness of each LED light emitting element provided in each LED light emitting channel. an output level control module that outputs; and
Control of the lighting device according to the output voltage target value of each LED light emitting channel output from the output level control module in synchronization with the setting information and clock information of the output channel selection and order of each LED light emitting channel set from the user setting module. A high-speed switching control module for controlling high-speed switching of each LED light emitting channel provided in the first to fourth lighting modules is further included.
상기 사용자 설정모듈은, 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI) 기반으로 해당 사용자의 요구에 따라 해당 사용자의 특정 입력신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 10,
The user setting module outputs a specific input signal of the user according to the user's request based on a graphical user interface (GUI). inspection system.
상기 고속 스위칭 제어모듈은, 고속 스위칭 기능에 하드웨어 프로그래밍 기반 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 고속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 10,
The high-speed switching control module performs high-speed control using a hardware programming-based FPGA (Field Programmable Gate Array) for a high-speed switching function.
상기 고속 스위칭 제어모듈은, 상기 조명장치의 근처에 설치된 머신비전 카메라장치에 대한 촬영 동작의 유휴 기간을 감지하여, 상기 머신비전 카메라장치의 촬영 동작 신호가 기 설정된 촬영 동작 기준시간이상 입력되지 않을 때를 유휴 상태로 판단하고, 상기 판단된 유휴 상태 이후에 처음 상태로 유지되도록 촬영 동작 중 상태를 제거하고 초기 입력 상태로 초기화하는 자동 리셋(Reset) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 10,
The high-speed switching control module detects an idle period of a photographing operation for a machine vision camera device installed near the lighting device, and when a photographing operation signal of the machine vision camera device is not input for a predetermined photographing operation reference time or longer. An artificial intelligence-based machine characterized in that it performs an automatic reset function that determines the idle state, removes the state during the shooting operation and initializes it to the initial input state so that it is maintained in the first state after the determined idle state. A system for inspecting the appearance of a subject using a vision algorithm.
상기 사용자 설정모듈로부터 설정된 각 LED 발광채널의 출력레벨 목표에 대한 설정 값, 각 LED 발광채널의 출력채널 선택과 순서의 설정 값, 및 클럭(Clock) 발생을 위한 설정 값 중 적어도 하나의 설정 값을 저장하는 저장모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 10,
At least one of the setting value for the output level target of each LED light emitting channel set from the user setting module, the setting value of the output channel selection and order of each LED light emitting channel, and the setting value for clock generation A system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that it further comprises a storage module for storing.
해당 사용자의 요구에 따라 출력된 해당 사용자의 특정 입력신호는 외부의 단말 또는 서버를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 10,
A system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that the user's specific input signal output according to the user's request is provided through an external terminal or server.
상기 외부의 단말 또는 서버는, 미리 설치된 고속 스위칭 LED 조명 제어를 위한 사용자 설정관련 어플리케이션을 통해 해당 사용자의 요구에 따라 고속 스위칭 LED 조명 제어의 사용자 설정을 위한 해당 사용자의 특정 입력신호를 유선 또는 무선으로 상기 사용자 설정모듈에 전송하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 15,
The external terminal or server transmits the user's specific input signal for user setting of fast switching LED lighting control wired or wirelessly according to the user's request through a pre-installed user setting related application for fast switching LED lighting control. An external inspection system of an object to be inspected using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that transmitted to the user setting module.
상기 고속 스위칭 제어모듈은, 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 각 LED 발광채널에 구비된 각 LED 발광소자의 연속적인 켜짐으로 인한 각 LED 발광소자의 손상을 보호하기 위하여, 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 각 LED 발광채널에 대한 고속 스위칭 동작 신호의 변경시 기 설정된 동작 기준시간이하의 일정한 동작 기준시간에만 상기 제1 내지 제4 조명모듈의 각 LED 발광채널이 고속 스위칭 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 10,
The high-speed switching control module, in order to protect each LED light emitting element provided in each LED light emitting channel of the first to fourth lighting modules from being damaged due to the continuous turning on of each LED light emitting element, the first to fourth light emitting elements When the high-speed switching operation signal for each LED light emitting channel of the lighting module is changed, each LED light emitting channel of the first to fourth lighting modules is controlled to operate at high speed only for a predetermined operation standard time or less A system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm.
상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 저장하는 저장장치가 더 포함되되,
상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 데이터베이스(DB)화하여 상기 저장장치에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The whole image with the 2D image of the subject obtained from the line scan camera device, the 2D image of the subject separated by each lighting module, the generated combined image, and the external inspection of the subject A storage device for storing result information is further included,
The machine vision control device includes an entire image having a two-dimensional image of the subject obtained from the line scan camera device, a two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, the generated combined image, And a two-dimensional image of the subject separated by each lighting module, including the entire image having a two-dimensional image for each subject using the external inspection result information of the subject, the generated combined image, and the subject The appearance inspection system of the subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that for controlling the appearance inspection result information of the database (DB) to be stored in the storage device.
상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 디스플레이 화면에 표시하는 표시장치가 더 포함되되,
상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 디스플레이 화면에 표시되도록 상기 표시장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The whole image with the 2D image of the subject obtained from the line scan camera device, the 2D image of the subject separated by each lighting module, the generated combined image, and the external inspection of the subject A display device for displaying result information on a display screen is further included,
The machine vision control device includes an entire image having a two-dimensional image of the subject obtained from the line scan camera device, a two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, the generated combined image, And a two-dimensional image of the subject separated by each lighting module, including the entire image having a two-dimensional image for each subject using the external inspection result information of the subject, the generated combined image, and the subject An appearance inspection system of an object to be inspected using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that for controlling the operation of the display device to display the appearance inspection result information on the display screen.
상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 유선 또는 무선 통신방식으로 전송하는 통신장치가 더 포함되되,
상기 머신비전 제어장치는, 상기 라인스캔 카메라장치로부터 획득된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 유선 또는 무선 통신방식으로 외부의 단말 또는 서버에 전송되도록 상기 통신장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.
According to claim 1,
The whole image with the 2D image of the subject obtained from the line scan camera device, the 2D image of the subject separated by each lighting module, the generated combined image, and the external inspection of the subject A communication device for transmitting the result information in a wired or wireless communication method is further included,
The machine vision control device includes an entire image having a two-dimensional image of the subject obtained from the line scan camera device, a two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, the generated combined image, and controlling the operation of the communication device so that the external terminal or server is transmitted to an external terminal or server in a wired or wireless communication method. system.
상기 외부의 단말 또는 서버는, 미리 설치된 피검사체 외형 검사관련 어플리케이션을 통해 상기 통신장치로부터 전송된 해당 피검사체의 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 이용하여 피검사체별로 2차원 이미지를 가진 전체 영상을 비롯하여 각 조명모듈별로 분리된 해당 피검사체의 2차원 이미지, 상기 생성된 하나의 결합 이미지, 및 해당 피검사체의 외형 검사 결과정보를 검색 또는 디스플레이 화면에 표시되도록 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 머신비전 알고리즘을 이용한 피검사체의 외형 검사 시스템.According to claim 20,
The external terminal or server includes a whole image having a 2D image of the subject transmitted from the communication device through a pre-installed application related to the appearance inspection of the subject, and a 2D image of the subject separated for each lighting module. , A two-dimensional image of the subject separated for each lighting module, including the entire image having a two-dimensional image for each subject using the generated combined image and the external inspection result information of the subject, the generated A system for inspecting the appearance of a subject using an artificial intelligence-based machine vision algorithm, characterized in that it provides a service so that one combined image and information on the appearance inspection result of the subject are searched or displayed on a display screen.
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---|---|---|---|
KR1020210139882A KR20230056813A (en) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | System for outer inspection of inspecting object using machine vision algorithm based on artificial intelligent |
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---|---|---|---|---|
KR102631885B1 (en) * | 2023-06-13 | 2024-02-01 | 주식회사 모든다해 | Method and device for detecting foreign substances in battery cells using spectroscopic imaging |
CN117740792A (en) * | 2024-02-20 | 2024-03-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Bare cell detection system and point detection method thereof |
Citations (1)
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KR101605229B1 (en) | 2013-09-10 | 2016-03-21 | 주식회사 엘지화학 | Vision apparatus for measuring appearance of battery cell tab |
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2021
- 2021-10-20 KR KR1020210139882A patent/KR20230056813A/en not_active Application Discontinuation
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