TWI640747B - 鞋件的視覺檢測裝置 - Google Patents

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許千昱
Chien-Yu Hsu
陳映熾
Ying-Chih Chen
莊定學
Ting Hsueh Chuang
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寶成工業股份有限公司
Pou Chen Corporation
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Abstract

一種鞋件的視覺檢測裝置，包含與該鞋件之一頂面間隔設置的一環景影像擷取模組。該環景影像擷取模組用於擷取該鞋件之頂面與一牆緣之內面的影像，並輸出包括一物件影像的一環景畫面。藉此，以大視角的環景影像擷取模組，使擷取的影像無死角，且只需以一環景畫面就可以供人工或一處理單元判斷該鞋件之膠量是否正常，進而提升檢測效率，及檢測品質。

Description

鞋件的視覺檢測裝置
本發明是有關於一種視覺檢測裝置，特別是指一種鞋件的視覺檢測裝置。
製作一雙鞋，「膠」的使用與影響，佔有很重要的地位。參閱圖1，以一鞋底1為例，主要包含反向的一頂面11與一底面12，及一側牆13。該側牆13具有環繞在該頂面11與該底面12間的一側面131，及由該側面131突出於該頂面1的一牆緣132。該頂面11與該牆緣132的內面塗佈有膠層，用於黏結一鞋面(圖未示)。
由於該牆緣132與該頂面11相隔一夾角，因此，以往判斷膠量是否正常，主要都是仰賴人工方式，以多個視角度翻看該鞋底1，檢測該鞋底1之牆緣132的膠量是否均勻，或是否有缺膠，檢測速度相當緩慢。
目前市面上，雖然也有透過影像檢測的方式，檢測該鞋底1的膠量是否均勻或缺膠，但是，往往會因為前述牆緣132與該頂面11間所形成的夾角，形成擷取影像時的死角，以致於判斷精準 度方面，仍不及於人工於現場直接翻看該鞋底1，且由於檢測一個鞋底1，往往要由各個角度拍攝多張照片，所以，檢測速度也不如預期。
因此，本發明的目的，即在提供一種能提升檢測效率，及檢測品質之鞋件的視覺檢測裝置。
於是，本發明鞋件的視覺檢測裝置，該鞋件包含反向的一頂面與一底面、一側牆，及適用於塗佈在該鞋件上的一膠層，該側牆具有環繞在該頂面與該底面間的一側面，及由該側面突出於該頂面的至少一牆緣，該視覺檢測裝置包含：一環景攝影單元。
該環景攝影單元包括與該鞋件之頂面間隔設置的一環景影像擷取模組，該環景影像擷取模組用於擷取該鞋件之頂面與該牆緣之內面的影像，並輸出一環景畫面，該環景畫面包括呈現該鞋件之頂面與該牆緣之內面的一物件影像。
本發明之功效在於：以大視角的環景影像擷取模組，使擷取的影像無死角，且只需以一環景畫面就可以供人工或一處理單元判斷該鞋件之膠量是否正常，進而提升檢測效率，及檢測品質。
1‧‧‧鞋件
311‧‧‧魚眼鏡頭
11‧‧‧頂面
12‧‧‧底面
13‧‧‧側牆
131‧‧‧側面
132‧‧‧牆緣
2‧‧‧側向攝影單元
21‧‧‧側向影像擷取模組
3‧‧‧環景攝影單元
31‧‧‧環景影像擷取模組
4‧‧‧發光單元
41‧‧‧燈具
5‧‧‧處理單元
6‧‧‧顯示單元
71‧‧‧物件影像
72‧‧‧物件影像
81‧‧‧側向畫面
82‧‧‧環景畫面
83‧‧‧全景畫面
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明一鞋底；圖2是一立體示意圖，說明本發明鞋件的視覺檢測裝置的一實施例；圖3是一示意圖，說明由一環景攝影單元從該鞋件的上方所擷取的一環景畫面，及所提取的一物件影像；圖4是一示意圖，說明由一側向攝影單元從該鞋件的前方所擷取的一側向畫面，及所提取的一物件影像；圖5是一示意圖，說明由該側向攝影單元從該鞋件的後方所擷取的一側向畫面，及所提取的一物件影像；圖6是一示意圖，說明由該側向攝影單元從該鞋件的左方所擷取的一側向畫面，及所提取的一物件影像；圖7是一示意圖，說明由該側向攝影單元從該鞋件的右方所擷取的一側向畫面，及所提取的一物件影像；圖8是一分解示意圖，說明該等物件影像的位置關係；圖9是一組合示意圖，說明該等物件影像組合成一全景畫面；圖10是一示意圖，說明該全景畫面來自於沒有上膠的鞋件；圖11是塗佈有膠層之鞋件的一色度-像素陣列位置曲線圖；圖12是一類似於圖11的色度-像素陣列位置曲線圖，說明該 鞋件膠量過多；及圖13是一類似於圖11的色度-像素陣列位置曲線圖，說明該鞋件膠量不足。
參閱圖2，本發明視覺檢測裝置的一實施例，用於檢測如圖1的鞋件1，其中，該鞋件1上塗覆的膠層是一種有色膠。該視覺檢測裝置包含一側向攝影單元2、一環景攝影單元3、一發光單元4、一處理單元5，及一顯示單元6。
參閱圖2與圖3、圖4，該側向攝影單元2包括環繞該鞋件1之側牆13且配置在該鞋件1之側牆13的前方、後方、左方、右方的四側向影像擷取模組21。每一側向影像擷取模組21用於擷取該側牆13的影像，並輸出一側向畫面81。該側向畫面81包括呈現該側牆13之側面的一物件影像71。
該環景攝影單元3包括與該鞋件1之頂面11間隔設置的一環景影像擷取模組31。該環景影像擷取模組31具有一魚眼鏡頭311。該魚眼鏡頭311的視角大於180度，較佳的，視角大於220度。該環景影像擷取模組31通過該魚眼鏡頭311擷取該鞋件1之頂面11與該牆緣132之內面的影像，並輸出一環景畫面82。該環景畫面82包括呈現該鞋件1之頂面11與該牆緣132之內面的一物件影像72。
該發光單元4相對該鞋件1產生特徵波段光。在本實施例中，該發光單元4包括安裝在該等側向影像擷取模組21與該環景影像擷取模組31的五燈具41。前述特徵波段光是一種UV光，波長介於10nm~400nm。
該處理單元5連接於該等側向影像擷取模組21與該環景影像擷取模組31，且用於接收該等側向畫面81與該環景畫面82。該處理單元5還進一步對該等側向畫面81與該等環景畫面82進行邊緣偵測，而提取該等物件影像71、72，並拼接該等物件影像71、72為一全景畫面83(如圖9)。該全景畫面83(如圖9)用於產生判斷該鞋件1之膠量的一評估結果。
該顯示單元6連接於該處理單元5，且用於顯示該全景畫面83。
參閱圖2與圖3~圖7，當該鞋件1的頂面11與牆緣132的內面塗佈膠層後，該等側向影像擷取模組21會擷取該側牆13前、後、左、右部位的影像，並輸出四張側向畫面81，同時，該環景影像擷取模組31也會擷取該鞋件1之頂面11與該牆緣132之內面的影像，並輸出該環景畫面82。
當該處理單元5接收該等側向畫面81與該環景畫面82後，會對該等側向畫面81與該環景畫面82進行邊緣偵測及影像辨識，並通過預設的影像處理演算法，去除不要的背景，而提取該側 牆13之側面131，及前、後、左、右部位的影像，作為該等物件影像71，及提取該鞋件1之頂面11與該牆緣132的影像，作為該物件影像72，然後，根據該等物件影像71、72被擷取的方向，拼接該等物件影像71、72為如圖9的全景畫面83。
值得說明的是，前述邊緣偵測、影像辨識與影像處理演算法，是目前將影像切割成物件和背景常用的技術，由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。
藉此，若以人工方式進行檢測，則檢測人員可以在每一鞋件上膠完成後，就通過該顯示單元6的一全景畫面83，觀看到包含該鞋件1之頂面11、側牆13之側面131與牆緣132內面的影像，在不需要翻動該鞋件1的情形下，以極短的時間，判斷該鞋件1之頂面11、牆緣132之內面的膠量是否過多或不足，或該側牆13之側面是否有溢膠的情形，而做出良品或不良品的評估結果。
若以人工智能方式進行檢測，該處理單元5會先根據塗佈有正常膠量之全景畫面83(如圖11)、沒有塗膠之全景畫面83(如圖10)，及己塗膠且待檢測之全景畫面83(圖12)分別取得前述全景畫面83的的像素陣列，然後，以沒有塗膠之全景畫面83中之n個像素的色度值N1~Nn，及待檢測之全景畫面83中的m個像素的色度值M1~Mm為參數，且根據正常膠層之全景畫面83的像素定義有m個 標準值V1~Vm，及根據預設的一個比對機制與前述參數，產生判斷膠量的一評估結果。
藉此，以沿一條軸線Y方向排列的像素判斷是否異常為例，沒有塗膠之全景畫面83的像素色度值N1~Nn分別=100，正常膠量之全景畫面83的像素標準值V1~Vm如圖11，及表1所示，待檢測之全景畫面83中的像素色度值M1~Mm如圖12、圖13，及表1所示，其中，為方便說明，只取7個畫素說明，即m=n=1~7，且預設A=5，則容許值+A~-A=+5~-5。值得說明的是，前述m、n值與圖10~圖13中膠量過多、或膠量過少之區域僅為示意，彼此之間並沒有對應關係。
參閱圖2、圖12、圖13，及表1，該處理單元5的比對機制包括：
計算基準值V0：基準值V0=(標準值V1-色度值N1)+…+(標準值Vn-色度值Nn)/n=(11+14+12+13+14+15+13/7)=13.149
計算m個參考差值Rm：參考差值Rm=色度值Mm-色度值Nn R1=M1-N1=121-100=21 R2=M2-N2=135-100=35 R3=M3-N3=119-100=19 R4=M4-N4=105-100=5 R5=M5-N5=100-100=0 R6=M6-N6=114-100=14 R7=M7-N7=113-100=13
計算n個判斷差值Jn：判斷差值Jn=參考差值Rm-基準值V0 J1=R1-V0=21-13.149=7.857 J2=R2-V0=35-13.149=21.857 J3=R3-V0=19-13.149=5.857 J4=R4-V0=5-13.149=-8.143 J5=R5-V0=0-13.149=-13.149 J6=R6-V0=14-13.149=0.857 J7=R7-V0=13-13.149=-0.143
產生如表1的評估結果：
待檢測之全景畫面83的第1個像素的判斷差值J1=7.857，大於±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量異常，且膠量 過多；如圖12之色度-像素陣列位置曲線圖，可以明顯的看出，在該鞋件1上之膠量過多的區域，其色度值明顯高於其它區域。
待檢測之全景畫面83的第2個像素的判斷差值J2=21.857，大於±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量異常，且膠量過多；待檢測之全景畫面83的第3個像素的判斷差值J3=5.857，大於±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量異常，且膠量過多；待檢測之全景畫面83的第4個像素的判斷差值J4=-8.143，小於±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量異常，且膠量不足；由圖13之色度-像素陣列位置曲線圖，可以明顯的看出，在該鞋件1之膠量過少的區域，其色度值明顯低於其它區域。
待檢測之全景畫面83的第5個像素的判斷差值J5=-13.149，小於±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量異常，且膠量不足；待檢測之全景畫面83的第6個像素的判斷差值J6=0.857，落入±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量正常。
待檢測之全景畫面83的第7個像素的判斷差值J7=-0.143，落入±容許值A的範圍+5~-5，判斷為膠量正常。
另外，值得說明的是，當計算出參考差值Rm後，也能夠 以基準值V0±容許值A的範圍，產生評估結果，當參考差值Rm落入基準值V0±容許值A的範圍，該評估結果為膠量正常，當參考差值Rm沒有落入基準值V0±容許值A的範圍，該評值結果為膠量異常，舉例來說：
R1=21>18.143~8.143，則判斷待檢測之全景畫面83的之第1個像素的膠量異常，且膠量過多。
R2=35>>18.143~8.143，則判斷待檢測之全景畫面83的之第2個像素的膠量異常，且膠量過多。
R3=19>18.143~8.143，則判斷待檢測之全景畫面83的之第3個像素的膠量異常，且膠量過多。
R4=5<18.143~8.143，則判斷待檢測之全景畫面83的第4個像素的膠量異常，且膠量不足。
R5=0<18.143~8.143，則判斷待檢測之全景畫面83的第5個像素的膠量異常，且膠量不足。
R6=14，落入18.143~8.143之範圍，則判斷待檢測之全景畫面83的第6個像素的膠量正常。
R7=13，落入18.143~8.143之範圍，則判斷待檢測之全景畫面83的第7個像素的膠量正常。
由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。
經由以上的說明，可將前述實施例的優點歸納如下：
1、本發明能以大視角的環景影像擷取模組3，使擷取的影像無死角，且只需以一個環景畫面82，就可以在不需要翻動該鞋件1的情形下，以極短的時間，供人工或該處理單元5判斷該鞋件1頂面11、與牆緣132內面之膠量是否正常，當然也可以配合該等側向影像擷取模組21，通過一個全景畫面83，以極短的時間，供人工或該處理單元5判斷該鞋件1頂面11、或該側牆13之側面131、或該側牆13之牆緣132內面的膠量是否正常，進而提升檢測效率，及檢測品質。
2、以人工智能方式，判斷該鞋件1之膠量是否正常時，本發明是以像素陣列的色度值，作為判斷膠量的依據，不但能夠得知區域性的膠量變化，且設備成本低、判斷方式簡易，並隨著每一像素色度值表現差異越廣，更能大幅提升膠量判斷的準確性。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (10)

  1. 一種鞋件的視覺檢測裝置，該鞋件包含反向的一頂面與一底面、一側牆，及適用於塗佈在該鞋件上的一膠層，該側牆具有環繞在該頂面與該底面間的一側面，及由該側面突出於該頂面的至少一牆緣，該視覺檢測裝置包含：一環景攝影單元，包括與該鞋件之頂面間隔設置的一環景影像擷取模組，該環景影像擷取模組用於擷取該鞋件之頂面與該牆緣之內面的影像，並輸出一環景畫面，該環景畫面包括呈現該鞋件之頂面與該牆緣之內面的一物件影像；及一處理單元，用於接收該環景畫面，及以該環景畫面中的物件影像為一全景畫面，該全景畫面用於產生判斷該鞋件之膠量的一評估結果。
  2. 如請求項1所述的鞋件的視覺檢測裝置，其中，該環景影像擷取模組的視角大於180度。
  3. 如請求項2所述的鞋件的視覺檢測裝置，其中，該環景影像擷取模組具有一魚眼鏡頭，該魚眼鏡頭的視角大於220度。
  4. 如請求項1所述的鞋件的視覺檢測裝置，還包括一側向攝影單元，該側向攝影單元包括環繞該鞋件之側牆配置的數側向影像擷取模組，每一側向影像擷取模組用於擷取該側牆之側面的影像，並輸出一側向畫面，該側向畫面包括呈現該側牆之側面的一物件影像，該處理單元用於接收該等側向畫面與該環景畫面，及拼接該等側向畫面的該等物件影像與該環景畫面的物件影像為該全景畫面，該全景畫面用於產生判斷該鞋件之膠量的一評估結果。
  5. 如請求項4所述的鞋件的視覺檢測裝置，其中，該處理單元還進一步對該等側向畫面與該等環景畫面的進行邊緣偵測，而提取該等物件影像。
  6. 如請求項4所述的鞋件的視覺檢測裝置，還包含一顯示單元，該顯示單元用於顯示該全景畫面。
  7. 如請求項4所述的鞋件的視覺檢測裝置，還包括相對該鞋件產生特徵波段光的一發光單元，該處理單元根據該全景畫面獲取像素陣列，及以m個像素的色度值M1~Mm為參數，根據預設的一個比對機制與前述參數，產生前述判斷膠量的評估結果。
  8. 如請求項7所述的鞋件的視覺檢測裝置，其中，該處理單元還進一步獲取沒有塗膠之全景畫面的像素陣列，且以該全景畫面之n個像素的色度值N1~Nn的至少一個為參數，該比對機制包括提供至少一個基準值V0，及計算m個參考差值Rm，參考差值Rm=色度值Mm-色度值Nn，當參考差值Rm落入基準值V0±容許值A的範圍，該評估結果為膠量正常，當參考差值Rm沒有落入基準值V0±容許值A的範圍，該評值結果為膠量異常。
  9. 如請求項8所述的鞋件的視覺檢測裝置，其中，該處理單元根據該膠層之正常膠量定義有m個標準值V1~Vm，且基準值V0=V0=(標準值V1-色度值N1)+...+(標準值Vm-色度值Nn)/m。
  10. 如請求項8所述的鞋件的視覺檢測裝置，其中，該比對機制還包括計算n個判斷差值Jn，判斷差值Jn=參考差值Rm-基準值V0，當判斷差值Jn>+容許值A，該評估結果為膠量異常且膠量過多，當判斷差值Jn<-容許值A，該評估結果為膠量異常且膠量過少，當判斷差值落入±容許值的範圍，該評估結果為膠量正常。
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