TWI628414B - 影像檢測裝置以及影像檢測方法 - Google Patents

影像檢測裝置以及影像檢測方法 Download PDF

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Abstract

影像檢測裝置包含一旋轉平台用以承載一工件，一第一影像擷取裝置用以擷取該工件的頂面影像，一第二影像擷取裝置用以擷取該工件的側面影像，一儲存單元用以預先儲存一標準工件於複數個角度之側面影像，以及一處理單元。其中該處理單元根據該工件的頂面影像控制該旋轉平台轉動該工件至一第一角度及一第二角度。其中該處理單元另根據該工件於該第一角度以及該第二角度的側面影像及該標準工件位於該第一角度以及該第二角度的側面影像分別產生一第一比對結果以及一第二比對結果，並根據該第一比對結果及該第二比對結果判斷該工件是否具有缺陷。

Description

影像檢測裝置以及影像檢測方法
本發明係相關於一種影像檢測裝置及影像檢測方法，尤指一種可用以檢測具有複雜輪廓之工件的影像檢測裝置及影像檢測方法。
現今一般對於渦輪增壓器中葉輪的檢測方式多為以人工方式逐個觀察葉輪是否具有缺陷，由於葉輪形成有多組具有複雜輪廓之大葉片及小葉片，以單一角度無法觀察出所有葉片上的缺陷，因此需要人員經由不同角度觀察方能判斷葉片上是否具有缺陷。然而，經由人工方式檢測葉輪需花費大量時間且缺乏效率，並且人工檢測方式之可靠度較低。換句話說，經由人工的檢測方式無法快速且有效率地對葉輪進行檢測。
本發明之目的在於提供一種影像檢測裝置及影像檢測方法，以解決先前技術的問題。
本發明影像檢測裝置包含一旋轉平台、一第一影像擷取裝置、一第二影像擷取裝置、一儲存單元以及一處理單元。該旋轉平台用以承載一工件。 該第一影像擷取裝置用以擷取該工件的頂面影像。該第二影像擷取裝置用以擷取該工件的側面影像。該儲存單元用以預先儲存一標準工件於複數個角度之側面影像。該處理單元電連接該旋轉平台、該第一影像擷取裝置、該第二影像擷取裝置以及該儲存單元。其中該處理單元用以根據該工件的頂面影像控制該旋轉平台轉動該工件至一第一角度及一第二角度，以使該第二影像擷取裝置擷取該工件的一預定部位於該第一角度及該第二角度的側面影像。其中該處理單元另用以根據該工件的該預定部位於該第一角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像產生一第一比對結果，以及用以根據該工件的該預定部位於該第二角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像產生一第二比對結果。其中該處理單元另用以根據該第一比對結果及該第二比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
本發明影像檢測方法包含放置一工件於一旋轉平台上；一第一影像擷取裝置擷取該工件之一頂面影像；一處理單元根據該工件的頂面影像控制該旋轉平台轉動該工件至一第一角度及一第二角度，以使一第二影像擷取裝置擷取該工件的一預定部位於該第一角度及該第二角度的側面影像；該處理單元根據該工件的該預定部位於該第一角度的側面影像及一標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像產生一第一比對結果；該處理單元根據該工件的該預定部位於該第二角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像產生一第二比對結果；以及該處理單元根據該第一比對結果及該第二比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
相較於先前技術，本發明影像檢測裝置以及影像檢測方法藉由工件的頂面影像定位以轉動工件至特定角度，並且可以根據不同角度的工件的側面 影像件與標準工件的側面影像進行比對，以增加對工件缺陷檢測的效率以及準確度。因此本發明影像檢測裝置可以快速且有效率地對具有複雜輪廓之工件進行檢測。
100‧‧‧影像檢測裝置
110‧‧‧旋轉平台
120‧‧‧第一影像擷取裝置
130‧‧‧第二影像擷取裝置
140‧‧‧儲存單元
150‧‧‧處理單元
300‧‧‧工件
310,320‧‧‧葉輪
311,321‧‧‧大葉片
312,322‧‧‧小葉片
313‧‧‧頂部稜線
800‧‧‧流程圖
810至860‧‧‧步驟
A,B,C,D,E,F‧‧‧角度
G,H‧‧‧缺陷
第1圖是本發明之影像檢測裝置的示意圖。
第2圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之標準工件的頂面影像。
第3圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之標準工件的側面影像。
第4圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之具有缺陷的工件的頂面影像。
第5圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之具有缺陷的工件於第一角度的側面影像。
第6圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之具有缺陷的工件的頂面影像。
第7圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之具有缺陷的工件於第二角度的側面影像。
第8圖是本發明影像檢測方法的流程圖。
請參考第1圖，第1圖是本發明之影像檢測裝置的示意圖。如第1圖所示，本發明影像檢測裝置100包含一旋轉平台110，一第一影像擷取裝置120、一第二影像擷取裝置130、一儲存單元140以及一處理單元150。旋轉平台110係用以承載並旋轉一工件300。第一影像擷取裝置120設置於工件300的上方，並用以擷取工件300的頂面影像。第二影像擷取裝置130設置於工件300之側面方向，並用以擷取工件300的側面影像。在本實施例中，第一影像擷取裝置120的光學軸與水 平面的夾角為90度，第二影像擷取裝置130的光學軸與水平面的夾角為30度，但本發明並不以此為限。處理單元150係電連接旋轉平台110、第一影像擷取裝置120、第二影像擷取裝置130以及儲存單元140。處理單元150可根據工件300的頂面影像控制旋轉平台110轉動工件300，以使第二影像擷取裝置130擷取工件300的一預定部位於不同角度的側面影像，以進行後續比對。
舉例來說，請參考第2圖及第3圖，並一併參考第1圖，第2圖是本發明影像檢測裝置所擷取之標準工件的頂面影像，第3圖是本發明影像檢測裝置所擷取之標準工件的側面影像，在本實施例中，待檢測之標準工件為一葉輪310，葉輪310形成有六片大葉片311以及六片小葉片312。處理單元150係根據第一影像擷取裝置120所擷取之葉輪310的頂面影像進行定位。換句話說，葉輪310在放置於旋轉平台110時可能為任意角度，而處理單元150可根據葉輪310的頂面影像判斷葉輪310的葉片特徵(例如大葉片311的頂部稜線313)，進而控制旋轉平台110轉動葉輪310至不同角度(例如角度A至F)，其中角度A至F是大葉片311的頂部稜線313相對於第二影像擷取裝置130之角度。在本實施例中，由於葉輪310形成有六片大葉片311，因此旋轉平台110轉動葉輪310至角度A至F共六個不同角度，並且角度A至F之間的角度差為60度，但本發明並不以此為限。如第3圖所示，第二影像擷取裝置130所擷取之葉輪310的側面影像只能顯示部分葉片，並且只能顯示葉片的部分區域，例如第3圖只能顯示大葉片311(被標示的葉片)左側的部分區域。因此，本發明影像檢測裝置100可藉由旋轉平台110轉動葉輪310，以使第二影像擷取裝置130擷取葉輪310的大葉片311於不同角度的側面影像。儲存單元140可以進一步儲存標準工件於不同角度的側面影像，以讓處理單元150可以根據標準工件於不同角度的側面影像和待檢測工件的側面影像進行比對以判斷待檢測工件是否具有缺陷。
請參考第4圖至第7圖，第4圖及第6圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之具有缺陷的工件的頂面影像，第5圖及第7圖是本發明之影像檢測裝置所擷取之具有缺陷的工件於第一角度及第二角度的側面影像，在本實施例中，待檢測之工件為一葉輪320，待檢測之工件的大葉片321(被標示的葉片)上形成有缺陷G以及缺陷H。如第4圖所示，本發明影像檢測裝置100係根據第一影像擷取裝置120所擷取之葉輪320的頂面影像進行定位。處理單元150根據葉輪320的頂面影像判斷葉輪320的葉片特徵，進而控制旋轉平台110轉動葉輪320的大葉片321(被標示的葉片)至角度A。如第5圖所示，第二影像擷取裝置130對葉輪320擷取於角度A的側面影像，處理單元150根據該側面影像及標準工件擷取於角度A的側面影像作比對而產生一第一比對結果。其中第一比對結果為一影像相似度百分比的數值，若葉輪320的於角度A側面影像與標準工件於角度A的側面影像的影像相似度愈高，則第一比對結果的數值愈高。處理單元150再根據第一比對結果與一第一閾值比較進而判斷葉輪320是否具有缺陷，其中該第一閾值為一預先設定之數值，用以決定待檢測之工件(例如葉輪320)是否有缺陷。而在第5圖中，大葉片321的缺陷G及缺陷H在所擷取的葉輪320於第一角度的側面影像中僅能局部顯示。如第6圖所示，在第二影像擷取裝置130對葉輪320擷取於角度A的側面影像之後，處理單元150根據葉輪320的頂面影像控制旋轉平台110轉動葉輪320的大葉片321(被標示的葉片)至角度B。如第7圖所示，第二影像擷取裝置130對葉輪320擷取於角度B的側面影像，而大葉片321的缺陷G及缺陷H在該側面影像中可以顯示於角度A並未顯示之部分。相似地，處理單元150根據該側面影像及標準工件擷取於角度B的側面影像作比對而產生一第二比對結果，且處理單元150再根據第二比對結果與一第二閾值比對進而判斷葉輪320是否具有缺陷。在本實施例中，若第一比對結果低於第一閾值並且第二比對結果低於第二閾值，則處理單元150 判斷葉輪320為具有缺陷的工件，但本發明並不以此為限。另外，本發明在比對葉輪320之大葉片321是否具有缺陷時，可以根據葉輪320不同角度之側面影像一併比對小葉片322是否具有缺陷，待檢測之預定部位可依據不同需求作設定。再者，處理單元150在判斷葉輪320的大葉片321(被標示的葉片)是否具有缺陷之後，再控制旋轉平台110轉動葉輪320，使第二影像擷取裝置130可以擷取其他大葉片321以及小葉片322於不同角度的側面影像，並且使處理單元150繼續進行其他大葉片321以及小葉片322的比對。依據上述配置，本發明影像檢測裝置100可從不同角度檢測預定部位是否具有缺陷，並且可以解決從單一角度之影像無法準確判斷缺陷的問題。
請再參考第1圖，在本發明一實施例中，儲存單元140可另用以預先儲存標準工件之一頂面影像，處理單元150可另用以根據工件300的頂面影像及標準工件的頂面影像產生一第三比對結果，且根據第一比對結果、第二比對結果及第三比對結果判斷工件300是否具有缺陷。換句話說，在本實施例中，第一影像擷取裝置120所擷取的工件300的頂面影像不僅被處理單元150用以進行定位，也被處理單元150用以與標準工件的頂面影像進行比對，使工件300具有更多角度的比對結果，以提高檢測的準確度。
在本發明中，上述第一閾值及第二閾值可以是根據複數個預定工件的預定部位的側面影像相對於標準工件的預定部位的側面影像的影像相似度的統計結果所產生。舉例來說，處理單元150可以根據複數個預定工件的預定部位(例如大葉片)於第一角度的側面影像相對於標準工件的預定部位於第一角度的側面影像的影像相似度的標準差產生第一閾值，且再根據複數個預定工件的預定部位於第二角度的側面影像相對於標準工件的預定部位於第二角度的側面影 像的影像相似度的標準差產生第二閾值。處理單元150再用以對第一比對結果及第二比對結果分別和第一閾值及第二閾值進行比較，以判斷工件是否具有缺陷。在本實施例中，第一閾值及第二閾值均為兩倍標準差，但本發明並不以此為限，取多少倍數之相似度標準差為閾值可以視檢測需求而定。另一方面，當頂面影像另用以比對而產生第三比對結果時，處理單元150可另用以根據複數個預定工件的頂面影像相對於標準工件的頂面影像的影像相似度的標準差產生一第三閾值，並且對第三比對結果和第三閾值進行比較，以判斷工件是否具有缺陷。
請參考第8圖，第8圖是本發明影像檢測方法的流程圖800。本發明影像檢測方法的流程如下列步驟：步驟810：放置一工件於一旋轉平台上；步驟820：一第一影像擷取裝置擷取該工件之一頂面影像；步驟830：一處理單元根據該工件的頂面影像控制該旋轉平台轉動該工件至一第一角度及一第二角度，以使一第二影像擷取裝置擷取該工件的一預定部位於該第一角度及該第二角度的側面影像；步驟840：該處理單元根據該工件的該預定部位於該第一角度的側面影像及一標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像產生一第一比對結果；步驟850：該處理單元根據該工件的該預定部位於該第二角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像產生一第二比對結果；以及步驟860：該處理單元根據該第一比對結果及該第二比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
另一方面，本發明影像檢測方法並不限於上述步驟，其他步驟亦可加入上述步驟之間，再者，本發明影像檢測方法之步驟亦不限於上述順序。
相較於先前技術，本發明影像檢測裝置以及影像檢測方法藉由工件的頂面影像定位以轉動工件至特定角度，並且可以根據不同角度的工件的側面影像件與標準工件的側面影像進行比對，以增加對工件缺陷檢測的效率以及準確度。因此本發明影像檢測裝置可以快速且有效率地對具有複雜輪廓之工件進行檢測。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (13)

  1. 一種影像檢測裝置，包含： 一旋轉平台，用以承載一工件； 一第一影像擷取裝置，用以擷取該工件的頂面影像； 一第二影像擷取裝置，用以擷取該工件的側面影像； 一儲存單元，用以預先儲存一標準工件於複數個角度之側面影像；以及 一處理單元，電連接該旋轉平台、該第一影像擷取裝置、該第二影像擷取裝置以及該儲存單元； 其中該處理單元用以根據該工件的頂面影像控制該旋轉平台轉動該工件至一第一角度及一第二角度，以使該第二影像擷取裝置擷取該工件的一預定部位於該第一角度及該第二角度的側面影像； 其中該處理單元另用以根據該工件的該預定部位於該第一角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像產生一第一比對結果，以及用以根據該工件的該預定部位於該第二角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像產生一第二比對結果； 其中該處理單元另用以根據該第一比對結果及該第二比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
  2. 如請求項1所述之影像檢測裝置，其中該第一影像擷取裝置的光學軸與水平面的夾角為90度，該第二影像擷取裝置的光學軸與水平面的夾角為30度。
  3. 如請求項1所述之影像檢測裝置，其中該處理單元另用以根據複數個預定工件的該預定部位於該第一角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像的相似度產生一第一閾值，且根據該複數個預定工件的該預定部位於該第二角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像的相似度產生一第二閾值。
  4. 如請求項3所述之影像檢測裝置，其中該第一閾值是該複數個預定工件的該預定部位於該第一角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像的相似度標準差的倍數，該第二閾值是該複數個預定工件的該預定部位於該第二角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像的相似度標準差的倍數。
  5. 如請求項3所述之影像檢測裝置，其中該處理單元是用以對該第一比對結果及該第二比對結果分別和該第一閾值及該第二閾值進行比較，以判斷該工件是否具有缺陷。
  6. 如請求項1所述之影像檢測裝置，其中該儲存單元另用以預先儲存該標準工件之一頂面影像，該處理單元另用以根據該工件的頂面影像及該標準工件的頂面影像產生一第三比對結果，且根據該第一比對結果、該第二比對結果及該第三比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
  7. 一種影像檢測方法，包含： 放置一工件於一旋轉平台上； 一第一影像擷取裝置擷取該工件之一頂面影像； 一處理單元根據該工件的頂面影像控制該旋轉平台轉動該工件至一第一角度及一第二角度，以使一第二影像擷取裝置擷取該工件的一預定部位於該第一角度及該第二角度的側面影像； 該處理單元根據該工件的該預定部位於該第一角度的側面影像及一標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像產生一第一比對結果； 該處理單元根據該工件的該預定部位於該第二角度的側面影像及該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像產生一第二比對結果；以及 該處理單元根據該第一比對結果及該第二比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
  8. 如請求項7所述之影像檢測方法，另包含預先儲存該標準工件於複數個角度之側面影像。
  9. 如請求項7所述之影像檢測方法，其中該第一影像擷取裝置的光學軸與水平面的夾角為90度，該第二影像擷取裝置的光學軸與水平面的夾角為30度。
  10. 如請求項7所述之影像檢測方法，另包含： 該處理單元根據複數個預定工件的該預定部位於該第一角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像的相似度產生一第一閾值；以及 該處理單元根據該複數個預定工件的該預定部位於該第二角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像的相似度產生一第二閾值。
  11. 如請求項10所述之影像檢測方法，其中該第一閾值是該複數個預定工件的該預定部位於該第一角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第一角度的側面影像的相似度標準差的倍數，該第二閾值是該複數個預定工件的該預定部位於該第二角度的側面影像相對於該標準工件的該預定部位於該第二角度的側面影像的相似度標準差的倍數。
  12. 如請求項10所述之影像檢測方法，其中該處理單元是用以對該第一比對結果及該第二比對結果分別和該第一閾值及該第二閾值進行比較，以判斷該工件是否具有缺陷。
  13. 如請求項7所述之影像檢測方法，另包含： 預先儲存該標準工件之一頂面影像； 該處理單元根據該工件的頂面影像及該標準工件的頂面影像產生一第三比對結果；以及 該處理單元根據該第一比對結果、該第二比對結果及該第三比對結果判斷該工件是否具有缺陷。
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