TWI608724B - Regional image scanning system and method - Google Patents

Description

區域性影像掃描系統與方法

本創作係有關於一種影像掃描系統與方法，特別是有關於一種可區域性拍攝影像之影像掃描系統與方法。

為了在生產線上完成即時檢測的要求，現有的技術主要採用影像系統以線掃描的方式擷取目標物的影像，將所掃描拍攝之目標物的影像傳送至具影像處理功能的控制系統中進行影像處理與整合，以機器檢驗目標物來取代工作人員單純以肉眼方式檢查，達到快速檢查與檢查準確度提升的優點。因此，對於大量生產的產品大都以線掃描的方式進行檢驗以取代人工檢驗，舉例來說，在食品工業、礦物產業、電子業或汽車工業等領域中都可以發現應用線掃描進行產品檢測的實例。

現有的線掃描系統主要是應用步進馬達、線掃描影像擷取裝置與影像校正裝置，利用步進馬達循序移動線掃描影像擷取裝置進行待側物的循序掃描拍攝，再將所拍攝的影像傳送至影像校正裝置進行影像的校正與結合。線掃描系統的線掃描頻率、工作距離、曝光時間以及在工作平台上的移動速度都會對所掃描的影像有很大的影響。而且，現有用於線掃描的影像系統需要使用專門的數位相機，以線掃描的方式拍攝影像時，線掃描系統是以垂直掃描的方式進行目標物的拍攝工作，因此線掃描的方式無法拍攝目標物的側邊，導致目標物的某些區域範圍無法進行檢驗。

因此，需要針對現有之線掃描系統的缺點進行改良。

本創作之目的在提供一種區域性影像掃描系統，透過該區域性影像掃描系統可以拍攝目標物之區域影像，以改善現有之線掃描拍攝的方式會有部分區域無法拍攝的缺點，並且可以採用一般的數位相機進行影像掃描。

根據上述之目的，本創作提供一種區域性掃描系統，包含： 一移動裝置，以均時與均距的方式移動； 至少一影像裝置，安裝於該移動裝置上，以依序拍攝一目標物之複數個區域影像，且該至少一影像裝置相對水平面為傾斜一角度； 一控制及驅動裝置，連接該至少一影像裝置以接收該複數個區域影像，且連接該移動裝置以調整該移動裝置之移動速度與移動距離； 一影像處理裝置，設置於該控制及驅動裝置中，以進行該複數個區域影像的處理。

本創作之另一目的在創作一種區域性影像掃描方法，透過該區域性影像掃描方法，可以將目標物之區域影像結合成一完整的影像，進而檢驗該目標物是否損壞。

根據上述之目的，本創作提供一種區域性影像掃描方法，包含步驟： 架設至少一影像裝置於一移動裝置上，該至少一影像裝置相對水平面為傾斜一角度； 透過一控制及驅動裝置控制該移動裝置以均時與均距的方式移動該至少一影像裝置； 利用移動的該至少一影像裝置拍攝一目標物以依序產生該目標物的複數個區域影像； 傳送該複數個區域影像至該控制及驅動裝置； 透過該控制及驅動裝置內的一影像處理裝置將該複數個區域影像整合成該目標物之一完整影像。

本創作的優點在於：以區域性掃描的方式拍攝目標物的區域影像可以涵蓋較廣的拍攝範圍，因此可以讓線掃描拍攝方法無法拍到的地方，透過本創作的區域性影像掃描方法可以拍攝到，而且無需使用特殊的拍攝器材，應用一般的數位相機即可進行本創作的區域性影像掃描方法。

請參閱圖1，本創作的區域性影像掃描系統10包含至少一影像裝置11、一移動裝置12、一控制及驅動裝置13與一影像處理裝置14。在區域性影像掃描系統10中，根據目標物20的大小或所需之目標物20的影像品質，可以在本創作的區域性影像掃描系統10中安裝一個或多個影像裝置11，在此並不侷限。

該影像裝置11安裝於該移動裝置12上，且當影像裝置11安裝於該移動裝置12上時，如圖2所示，該影像裝置11相對水平面為傾斜一角度θ，該角度θ較佳在大於0度且小於90度之間。在本創作中，影像裝置11較佳為一感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)，且透過移動裝置12移動該影像裝置11，該影像裝置11可以依序拍攝一目標物20之複數個區域影像。進一步來說，該移動裝置12以均速(均時)與均距的方式帶動該影像裝置11移動，因此影像裝置11每次可以拍攝該目標物20之固定範圍的區域影像。

控制及驅動裝置13分別連接影像裝置11與移動裝置12，控制及驅動裝置13可以通過有線或無線的方式連接影像裝置11與移動裝置12，而且無線連接可以是以藍芽、紅外線或無線網路的方式連接，在此並不侷限。控制及驅動裝置13接收該影像裝置11所拍攝的該複數個區域影像，且可控制調整該移動裝置12之移動速度、移動時間或移動距離。

另外，影像處理裝置14設置於該控制及驅動裝置13中，影像處理裝置14為安裝於該控制及驅動系統13的軟體，可以進行該複數個區域影像的處理，進一步來說，影像處理裝置14將所接收之複數個區域影像進行影像整合與處理，並將該複數個區域影像結合為一完整的影像。

請參閱圖3與圖4A~圖4C，本創作之區域性影像掃描方法包含下列步驟，在步驟S301中，架設至少一影像裝置11於一移動裝置12上，並且該影像裝置11相對水平面為傾斜一角度。根據不同的目標物20的體積大小，在本創作的區域影像掃描系統10中可架設不同數量的影像裝置11於移動裝置12上。舉例來說，目標物20為電子零件時，一個影像裝置11的可拍攝範圍即可將電子零件包含在內，若目標物20為汽車零件時，可能需要多個影像裝置11才可以將汽車零件的區域範圍包含在內。並且，影像裝置11根據一水平線傾斜一角度θ，而該角度θ較佳在大於0度與小於90度之間，透過將影像裝置11傾斜一角度θ，讓影像裝置11可以擷取目標物20之側邊的區域影像，如圖5所示。

在步驟S302中，透過一控制及驅動裝置13控制該移動裝置12以均速(均時)與/或均距的方式移動該至少一影像裝置11，進一步來說，透過控制及驅動裝置13設定移動裝置12每次移動的移動距離、移動時間與移動速度，讓影像裝置11可以在每次移動時拍攝該目標物20之固定範圍的區域影像，讓後續的影像處理步驟可以容易進行。當影像裝置11每次移動的距離或時間相同，且以均速(均時)與/或均距的方式拍攝，可以控制每次拍攝的範圍與前次拍攝的範圍不重疊，或者重疊區域皆相同，可簡化後續的影像處理時間或控制及驅動裝置13的演算時間。

在步驟S303中，依序拍攝該目標物20之複數個區域影像，不同於現有之線掃描的方式進行目標物20的拍攝，本創作以區域掃描的方式進行目標物20的拍攝，每次拍攝固定範圍的區域影像，可檢測的範圍較現有的線掃描拍攝方式廣。另外，在每次進行區域掃描拍攝時，將每次拍攝到的區域影像進行編號，讓後續的影像處理可以參考編號進行。

在步驟S304中，傳送該複數個區域影像至該控制及驅動裝置13，拍完後的區域影像可以依序地傳送至控制及驅動裝置13中進行後續的影像處理。接著，在步驟S305中，透過該控制及驅動裝置13內的一影像處理裝置14將該複數個區域影像整合以結合成該目標物20之一完整影像，影像處理裝置14為安裝於該控制及驅動裝置13內的一軟體，透過影像處理裝置14將傳遞至控制及驅動裝置13的複數個區域影像進行整合，根據區域影像的編號進行影像的比對與結合。

舉例來說，影像裝置11依序拍攝待側物之固定區域範圍的影像，並將所拍攝之影像編號，如圖6A所示。接著，將所拍攝之固定區域範圍的影像(例如圖6A、6B與6C中的影像A、B與C)傳送至控制及驅動裝置13，透過安裝於控制及驅動裝置13內的影像處理裝置14進行影像的結合，如圖6B所示，最後得到該目標物20的一完整影像，如圖6C所示。將該完整影像與一參考影像進行比對，參考影像可為目標物20先前所拍攝的影像，而且該參考影像經確認為正常狀況下的影像，若目標物20之完整影像與參考影像有差異，則目標物20為異常。

透過本創作之區域性影像掃描系統與方法，僅需應用一般的數位相機即可進行區域性的影像拍照，而且以區域性掃描的方式進行目標物20的拍照，並將影像裝置傾斜一角度，可以拍攝到目標物之側邊區域，相較於現有以線掃描的方式進行拍攝，本創作所能拍攝的範圍較廣。

10‧‧‧區域性影像掃描系統

11‧‧‧影像裝置

12‧‧‧移動裝置

13‧‧‧控制及驅動裝置

14‧‧‧影像處理裝置

20‧‧‧目標物

A, B, C‧‧‧影像

圖1為本創作之區域性影像掃描系統的平面示意圖。 圖2為本創作之影像裝置設置的平面示意圖。 圖3為本創作之區域性影像掃描方法的步驟流程圖。 圖4A~4C為本創作之區域性影像掃描系統區域性拍攝目標物的平面示意圖。 圖5為本創作之影像裝置拍攝目標物的側邊的平面示意圖。 圖6A~圖6C為本創作影像處理裝置整合目標物之區域影像的平面示意圖。

10‧‧‧區域性影像掃描系統

11‧‧‧影像裝置

12‧‧‧移動裝置

13‧‧‧控制及驅動裝置

14‧‧‧影像處理裝置

20‧‧‧目標物

Claims (6)

1. 一種區域性影像掃描系統，包含：一移動裝置，以均時與均距的方式移動；至少一影像裝置，安裝於該移動裝置上，以依序拍攝一目標物之複數個區域影像，且該至少一影像裝置相對水平面為傾斜一角度，該角度大於0度與小於90度，使該目標物的側邊在該至少一影像裝置的拍攝範圍內，所述區域影像為該目標物之側邊的區域影像；一控制及驅動裝置，連接該至少一影像裝置以接收該複數個區域影像，且連接該移動裝置以調整該移動裝置之移動速度與移動距離；一影像處理裝置，設置於該控制及驅動裝置中，以進行該複數個區域影像的處理，該影像處理裝置將該複數個區域影像結合成該目標物之一完整影像。
2. 如請求項1所述之區域性影像掃描系統，其中該至少一影像裝置為感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)。
3. 如請求項1所述之區域性影像掃描系統，其中每一該複數個區域影像具有一編號。
4. 一種區域性影像掃描方法，包含步驟：架設至少一影像裝置於一移動裝置上，該至少一影像裝置相對水平面為傾斜一角度以拍攝一目標物之複數個區域影像，該角度大於0度與小於90度，使該目標物的側邊在該至少一影像裝置的拍攝範圍內，所述區域影像為該目標物之側邊的區域影像；透過一控制及驅動裝置控制該移動裝置以均時與均距的方式移動該至少一影像裝置；利用移動的該至少一影像裝置拍攝一目標物以依序產生該目標物的複數個區域影像； 傳送該複數個區域影像至該控制及驅動裝置；透過該控制及驅動裝置內的一影像處理裝置將該複數個區域影像整合成該目標物之一完整影像。
5. 如請求項4所述之區域性影像掃描方法，其中在拍攝該目標物之步驟中，進一步產生所拍攝之該複數個區域影像的複數個編號。
6. 如請求項5所述之區域性影像掃描方法，其中透過該控制及驅動裝置內的該影像處理裝置將該複數個區域影像整合以結合成該目標物之該完整影像的該步驟中，係依據該複數個區域影像的該複數個編號以結合該目標物之該完整影像。