TWI770725B

TWI770725B - 軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法

Info

Publication number: TWI770725B
Application number: TW109144683A
Authority: TW
Inventors: 方泰又; 劉師睿; 方治緯
Original assignee: 竹陞科技股份有限公司
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202225871A

Abstract

本發明提供一種軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法。軌跡追蹤系統擷取機台的目標物件第一週期的第一軌跡，並將第一軌跡設定為參考軌跡。軌跡追蹤系統擷取目標物件在第二週期的第二軌跡。軌跡追蹤系統控制顯示模組顯示參考軌跡以及第二軌跡，並且基於顯示於顯示模組的參考軌跡以及顯示於顯示模組的第二軌跡之間的軌跡偏移判斷機台的運行是否正常。

Description

軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法

本發明是有關於一種軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法，且特別是有關於一種對機台的運行狀況進行即時追蹤的軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法。

一般來說，基於固定操作程序，機台的移動部件是依據操作程序來進行週期性的運行。然而，在長期的運行或者是機台的機構老化都有可能造成移動部件的運行發生偏移。上述的偏移會隨著時間被增加，進而造成如撞機的意外，甚至造成機台的損壞或工安意外。為了預防機台發生異常所衍生出的損失或工安意外，軌跡追蹤機制是被需要的。因此，如何對機台的運行的軌跡進行即時追蹤，是本領域技術人員努力研究的課題之一。

本發明提供一種軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法，能夠對機台的運行狀況進行即時追蹤。

本發明的軌跡追蹤系統適用以對機台的目標物件的週期性移動進行追蹤。軌跡追蹤系統包括軌跡擷取模組、顯示模組以及處理模組。軌跡擷取模組經配置以擷取目標物件在多個週期中的第一週期的第一軌跡以及在所述多個週期中的第二週期的第二軌跡。處理模組耦接於軌跡擷取模組以及顯示模組。處理模組經配置以將第一軌跡設定為參考軌跡，控制顯示模組顯示參考軌跡以及第二軌跡，並基於顯示於顯示模組的參考軌跡以及顯示於顯示模組的第二軌跡之間的軌跡偏移判斷機台的運行是否正常。

本發明的軌跡追蹤方法適用以對機台的目標物件的週期性移動進行追蹤。軌跡追蹤系統方法包括：擷取目標物件在多個週期中的第一週期的第一軌跡並將第一軌跡設定為參考軌跡；擷取目標物件在所述多個週期中的第二週期的第二軌跡；控制顯示模組顯示參考軌跡以及第二軌跡；以及基於顯示於顯示模組的參考軌跡以及顯示於顯示模組的第二軌跡之間的軌跡偏移判斷機台的運行是否正常。

基於上述，本發明控制顯示模組顯示參考軌跡以及第二軌跡，並基於顯示於顯示模組的參考軌跡以及顯示於顯示模組的第二軌跡之間的軌跡偏移。如此一來，本發明能夠對機台的運行狀況進行即時追蹤。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的裝置與方法的範例。

請參考圖1，圖1是依據本發明一實施例所繪示的軌跡追蹤系統的示意圖。軌跡追蹤系統100可對機台M的運行狀況進行追蹤。機台M具有目標物件OBJ。目標物件OBJ可以是機台M的移動部件的至少一部分。在本實施例中，軌跡追蹤系統100對機台M的目標物件OBJ的週期性移動進行追蹤。在本實施例中，機台M可以是任何的輸送設備、製造設備或檢查設備。在本實施例中，軌跡追蹤系統100包括軌跡擷取模組110、顯示模組120以及處理模組130。軌跡擷取模組110擷取目標物件OBJ在多個週期中的第一週期的第一軌跡TK1以及在上述多個週期中的第二週期的第二軌跡TK2。舉例來說，軌跡擷取模組110會追蹤目標物件OBJ的追蹤參考點RP的移動。目標物件OBJ在進行第一週期的週期性移動PM（本發明的週期性移動並不以本實施例為限）後會產生第一軌跡TK1。軌跡擷取模組110會紀錄第一軌跡TK1。目標物件OBJ在進行第一週期以後的第二週期的週期性移動PM後會產生第二軌跡TK2。軌跡擷取模組110會紀錄第二軌跡TK2，依此類推。在本實施例中，軌跡擷取模組110可以是由任何形式的影像擷取裝置來實現。

在本實施例中，處理模組130耦接於軌跡擷取模組110以及顯示模組120。處理模組130接收第一軌跡TK1以及第二軌跡TK2，並且將第一軌跡TK1設定為參考軌跡RTK。處理模組130控制顯示模組120顯示參考軌跡RTK以及第二軌跡TK2，並基於顯示於顯示模組120的參考軌跡RTK以及顯示於顯示模組120的第二軌跡TK2之間的軌跡偏移判斷機台M的運行是否正常。

舉例來說，目標物件OBJ在完成第一週期的週期性移動PM後會產生第一軌跡TK1。處理模組130會經由軌跡擷取模組110接收到第一軌跡TK1，並將第一軌跡TK1設定為參考軌跡RTK。處理模組130控制顯示模組120顯示參考軌跡RTK。目標物件OBJ在完成第二週期的週期性移動PM後會產生第二軌跡TK2。處理模組130會經由軌跡擷取模組110接收到第二軌跡TK2，並控制顯示模組120即時地描繪出第二軌跡TK2。處理模組130對顯示模組120所顯示出的參考軌跡RTK以及第二軌跡TK2之間的軌跡偏移進行判斷。當軌跡偏移大於預設值（例如是對應於0.6毫米的畫素距離）時，表示目標物件OBJ在第二週期的週期性移動PM發生了較大的偏移。因此，處理模組130判斷機台M的運行為異常。

在另一方面，當軌跡偏移小於或等於預設值時，表示目標物件OBJ在第二週期的週期性移動PM並沒有發生較大的偏移。因此，處理模組130判斷機台M的運行為正常。在本實施例中，基於使用需求，預設值可以被調整，本發明的預設值並不以本實施例的舉例說明為限。在本實施例中，預設值至少相關於軌跡擷取模組110與目標物件OBJ之間的距離、以及軌跡擷取模組110的解析度。舉例來說，軌跡擷取模組110與目標物件OBJ之間的距離為2公尺。因此，軌跡追蹤系統100例如可達到0.3毫米的精確度。也就是說，基於上述的條件，預設值可被設定為大於或等於0.3毫米。

在此值得一提的是，軌跡追蹤系統100會控制顯示模組120顯示參考軌跡RTK以及第二軌跡TK2，並基於顯示於顯示模組120的參考軌跡RTK以及顯示於顯示模組120的第二軌跡TK2之間的軌跡偏移。如此一來，軌跡追蹤系統100對機台的運行狀況進行即時追蹤。

在本實施例中，第二軌跡TK2是當前軌跡，也就是最新的軌跡。第一軌跡TK1可以是前一週期的軌跡。也就是說，第一週期的第一軌跡TK1被判斷為正常軌跡的情況下，第一軌跡TK1會被設定為參考軌跡RTK。處理模組130對顯示模組120所顯示出的參考軌跡RTK以及第二軌跡TK2之間的軌跡偏移進行判斷。第二週期的第二軌跡TK2被判斷為正常軌跡的情況下，第二軌跡TK2會被設定為參考軌跡RTK。處理模組130則會對顯示模組120所顯示出的參考軌跡RTK以及第三週期的第三軌跡TK3之間的軌跡偏移進行判斷。

在一些實施例中，第二軌跡TK2是當前軌跡，也就是最新的軌跡。第一軌跡TK1可以是機台M開機後目標物件OBJ第一次完成的軌跡，或者是每一單位時間區間（例如是1小時）中第一次完成的軌跡。

在本實施例中，軌跡追蹤系統100是以追蹤單一個目標物件OBJ為例。在一些實施例中，軌跡追蹤系統100可以追蹤不同的多個目標物件以判斷機台M的運行是否正常。

在本實施例中，顯示模組120可以是液晶顯示器（liquid crystal display，LCD）、任意形式發光二極體（light-emitting diode，LED）顯示器等能夠提供顯示功能的顯示裝置。

在本實施例中，處理模組130例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD）或其他類似裝置或這些裝置的組合，其可載入並執行電腦程式。處理模組130可以是被設置伺服器、後台主機或電子裝置內。在一些實施例中，處理模組130可以與顯示模組120整合在同一設備或同一裝置中。

請同時參考圖1以及圖2，圖2是依據本發明一實施例所繪示的軌跡追蹤方法的方法流程圖。本實施例的軌跡追蹤方法例如適用於軌跡追蹤系統100。在步驟S110中，軌跡追蹤系統100擷取機台M的目標物件OBJ在第一週期的第一軌跡TK1，並且將第一軌跡TK1設定為參考軌跡RTK。在步驟S120中，軌跡追蹤系統100擷取目標物件OBJ在第二週期的第二軌跡TK2。在步驟S130中，軌跡追蹤系統100控制顯示模組120顯示參考軌跡RTK以及第二軌跡TK2。在一些實施例中，軌跡追蹤系統100可以在步驟S110與S120之間控制顯示模組120顯示參考軌跡RTK。在步驟S140中，軌跡追蹤系統100基於顯示於顯示模組120的參考軌跡RTK以及第二軌跡TK2之間的軌跡偏移判斷機台M的運行是否正常。在本實施例中，步驟S110~S140的實施細節可以由圖1的實施例中獲致足夠的教示，因此恕不在此重述。

在此舉例來說明參考軌跡以及第二軌跡的實施細節。請同時參考圖1以及圖3，圖3是依據本發明一實施例所繪示的參考軌跡以及第二軌跡示意圖。在本實施例中，顯示模組120被控制以顯示參考軌跡RTK以及目標物件OBJ的第二軌跡TK2。也就是說，圖3就是顯示模組120的顯示結果。參考軌跡RTK可以被作為判定目標物件OBJ的移動是否異常的軌跡。在本實施例中，軌跡擷取模組110會即時接收目標物件OBJ的第二軌跡TK2。處理模組130控制顯示模組120即時地描繪第二軌跡TK2，並且即時地監控顯示模組120所顯示的第二軌跡TK2是否發生偏移。在本實施例中，當判斷出第二軌跡TK2在異常位置AB發生了大於預設值的軌跡偏移時，處理模組130控制顯示模組120顯示關聯於異常位置AB的異常訊息。在本實施例中，異常訊息可以是第二軌跡TK2在異常位置AB中的畫素座標。

在本實施例中，當目標物件OBJ完成了第二軌跡TK2的移動時，處理模組130會基於完整的第二軌跡TK2以產生包覆第二軌跡TK2的擬合圖形FG。也就是說，當第二軌跡TK2被完整顯示於顯示模組120時，處理模組130會產生擬合圖形FG，並控制顯示模組120描繪出包覆第二軌跡TK2的擬合圖形FG。在本實施例中，處理模組130還會紀錄擬合圖形FG的軌跡參考點TP1、TP2。本發明的軌跡參考點的數量可以是多個。本發明並不以本實施例的軌跡參考點TP1、TP2的數量為限。在本實施例中，擬合圖形FG是四邊形。在本實施例中，軌跡參考點TP1、TP2分別是在擬合圖形FG的對角處。例如，軌跡參考點TP1是擬合圖形FG的左上角端點。而軌跡參考點TP2是擬合圖形FG的右下角端點。因此，軌跡參考點TP1、TP2大致上可確定出第二軌跡TK2在顯示模組120中的範圍。在一些實施例中，擬合圖形FG可以是足以包覆第二軌跡TK2的任意多邊形。

請同時參考圖1、圖3以及圖4。圖4是依據本發明另一實施例所繪示的軌跡追蹤方法的方法流程圖。在本實施例中，本實施例的軌跡追蹤方法例如適用於軌跡追蹤系統100。在本實施例中，步驟S210~S230可對應到圖2的步驟S110~S130。因此恕不在此重述。在步驟S240中，軌跡追蹤系統100判斷機台M的運行是否正常。在本實施例中，處理模組130即時地監控顯示模組120所顯示的第二軌跡TK2與參考軌跡RTK之間的軌道偏移。當上述的軌道偏移小於或等於預設值時，處理模組130會判斷機台M的運行是正常的。因此處理模組130會在步驟S250中控制顯示模組120以顯示擬合圖形FG的軌跡參考點TP1、TP2。

在此舉例來說明步驟S250的顯示方式。請同時參考圖1以及圖5，圖5是依據本發明一實施例所繪示的步驟S250的顯示示意圖。在步驟S250中，顯示模組120被控制以顯示如圖5的訊息。例如第一列所示的「09:54:29, (777, 554), (1027, 803)」訊息表示了目標物件OBJ在9點54分29秒的時間點完成了一個週期的移動。擬合圖形FG的軌跡參考點TP1的座標為(777, 554)，擬合圖形FG的軌跡參考點TP2的座標為(1027, 803)。例如第二列所示的「09:54:49, (777, 554), (1027, 803)」訊息表示了目標物件OBJ在9點54分49秒的時間點完成了下一個週期的移動。擬合圖形FG的軌跡參考點TP1的座標為(777, 554)，擬合圖形FG的軌跡參考點TP2的座標為(1027, 803)。因此，操作者可藉由圖5所示的訊息來獲知目標物件OBJ在9點54分29秒以及9點54分49秒所完成的兩次週期性移動PM的軌道偏移都沒有大於預設值。

請回到圖1、圖3以及圖4的實施例，在步驟S240中，當上述的軌道偏移大於預設值時，處理模組130會判斷機台M的運行是異常的。因此，處理模組130會在步驟S260中基於第二軌跡TK2的軌跡偏移的偏移點（即，軌道偏移大於預設值的發生點）來獲得第二軌跡TK2的異常座標，並且控制顯示模組120以顯示出第二軌跡TK2的異常座標。在本實施例中，上述的異常座標分別對應於顯示模組120的畫素座標。在步驟S270中，處理模組130還會提供對應於軌道偏移大於預設值的警示訊息。

在此舉例來說明步驟S260的顯示方式。請同時參考圖1以及圖6，圖6是依據本發明一實施例所繪示的步驟S260的顯示示意圖。在步驟S260中，顯示模組120被控制以顯示如圖6的訊息。例如第一列所示的「09:54:29, Alarm: Out of Track at (781, 768)」訊息表示了目標物件OBJ在9點54分29秒的時間點發生了大於預設值的軌跡偏移。發生大於預設值的軌跡偏移的偏移點的異常座標為(781, 768)。第二列所示的「09:54:30, Alarm: Out of Track at (781, 769)」訊息表示了目標物件OBJ在9點54分30秒的時間點也發生了大於預設值的軌跡偏移。發生大於預設值的軌跡偏移的偏移點的異常座標為(781, 769)。因此，圖6以文字方式紀錄了目標物件OBJ發生了大於預設值的軌跡偏移的即時狀況。

請同時參考圖1以及圖7，圖7是依據本發明一實施例所繪示的參考軌跡範圍的產生示意圖。在本實施例中，處理模組130增加參考軌跡RTK的寬度W，以將參考軌跡RTK轉換為參考軌跡範圍R_RTK。在本實施例中，參考軌跡範圍R_RTK的寬度W可依據預設值被設定。舉例來說，預設值是對應於0.6毫米的畫素距離。因此寬度W可以是預設值的兩倍，也就是對應於1.2毫米的畫素距離。

在本實施例中，當第二軌跡TK2超出到參考軌跡範圍R_RTK的外部時，表示第二軌跡TK2與參考軌跡RTK之間的軌跡偏移大於預設值。處理模組130判斷機台M的運行發生了異常。在另一方面，當第二軌跡TK2並沒有超出到參考軌跡範圍R_RTK的外部時，表示第二軌跡TK2與參考軌跡RTK之間的軌跡偏移小於或等於預設值。處理模組130判斷機台M的運行並沒有發生異常。

綜上所述，本發明的軌跡追蹤系統以及軌跡追蹤方法會控制顯示模組顯示參考軌跡以及第二軌跡，並基於顯示於顯示模組的參考軌跡以及顯示於顯示模組的第二軌跡之間的軌跡偏移。如此一來，本發明能夠對機台的運行狀況進行即時追蹤。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:軌跡追蹤系統 110:軌跡擷取模組 120:顯示模組 130:處理模組 OBJ:目標物件 M:機台 TK1:第一軌跡 TK2:第二軌跡 TK3:第三軌跡 PM:週期性移動 RTK:參考軌跡 RP:追蹤參考點 S110~S140:步驟 S210~S270:步驟 TP1、TP2:軌跡參考點 FG:擬合圖形 W:寬度 R_RTK:參考軌跡範圍

圖1是依據本發明一實施例所繪示的軌跡追蹤系統的示意圖。圖2是依據本發明一實施例所繪示的軌跡追蹤方法的方法流程圖。圖3是依據本發明一實施例所繪示的參考軌跡以及第二軌跡示意圖。圖4是依據本發明另一實施例所繪示的軌跡追蹤方法的方法流程圖。圖5是依據本發明一實施例所繪示的步驟S250的顯示示意圖。圖6是依據本發明一實施例所繪示的步驟S260的顯示示意圖。圖7是依據本發明一實施例所繪示的參考軌跡範圍的產生示意圖。

100:軌跡追蹤系統 110:軌跡擷取模組 120:顯示模組 130:處理模組 M:機台 OBJ:目標物件 PM:週期性移動 RP:參考點 RTK:參考軌跡 TK1:第一軌跡 TK2:第二軌跡 TK3:第三軌跡

Claims

一種軌跡追蹤系統，適用以對一機台的一目標物件的一週期性移動進行追蹤，其中該軌跡追蹤系統包括：一軌跡擷取模組，經配置以擷取該目標物件在多個週期中的一第一週期的一第一軌跡以及在該些週期中的一第二週期的一第二軌跡；一顯示模組；以及一處理模組，耦接於該軌跡擷取模組以及該顯示模組，經配置以將該第一軌跡設定為一參考軌跡，控制該顯示模組顯示該參考軌跡以及該第二軌跡，並基於顯示於該顯示模組的該參考軌跡以及顯示於該顯示模組的該第二軌跡之間的一軌跡偏移判斷該機台的運行是否正常，其中當該軌跡偏移大於一預設值時，該處理模組判斷該機台的運行為異常，其中該處理模組還經配置以增加該參考軌跡的寬度，以將該參考軌跡轉換為一參考軌跡範圍，該參考軌跡的寬度關聯於該預設值，並且當該第二軌跡超出到該參考軌跡範圍的外部時，該處理模組判斷該機台的運行為異常。
如請求項1所述的軌跡追蹤系統，其中該處理模組還經配置以控制該顯示模組即時地描繪該第二軌跡。
如請求項1所述的軌跡追蹤系統，其中當判斷出該機台的運行為異常時，該處理模組還經配置以：基於對應於該軌跡偏移大於該預設值的至少一偏移點獲得至少一異常座標，並且控制該顯示模組顯示該至少一異常座標。
如請求項3所述的軌跡追蹤系統，其中該至少一異常座標對應於該顯示模組的至少一畫素座標。
如請求項1所述的軌跡追蹤系統，其中該處理模組還經配置以當該第二軌跡被完整顯示於該顯示模組時，控制該顯示模組描繪包覆該第二軌跡的一擬合圖形。
如請求項5所述的軌跡追蹤系統，其中該處理模組還經配置以當基於該軌跡偏移判斷出該機台的運行正常時，控制該顯示模組顯示該擬合圖形的多個軌跡參考點。
一種軌跡追蹤方法，適用以對一機台的一目標物件的一週期性移動進行追蹤，其中該軌跡追蹤系統方法包括：擷取該目標物件在多個週期中的一第一週期的一第一軌跡並將該第一軌跡設定為一參考軌跡；擷取該目標物件在該些週期中的一第二週期的一第二軌跡；控制一顯示模組顯示該參考軌跡以及該第二軌跡；以及基於顯示於該顯示模組的該參考軌跡以及顯示於該顯示模組的該第二軌跡之間的一軌跡偏移判斷該機台的運行是否正常，當該軌跡偏移大於一預設值時，判斷該機台的運行為異常，其中判斷該機台的運行為異常的步驟包括：增加該參考軌跡的寬度，以將該參考軌跡轉換為一參考軌跡範圍；該參考軌跡的寬度關聯於該預設值；以及當該第二軌跡超出到該參考軌跡範圍的外部時，判斷該機台的運行為異常。
如請求項7所述的軌跡追蹤方法，其中控制該顯示模組顯示該參考軌跡以及該第二軌跡的步驟包括：控制該顯示模組即時地描繪該第二軌跡。
如請求項7所述的軌跡追蹤方法，其中判斷該機台的運行為異常的步驟包括：基於對應於該軌跡偏移大於該預設值的至少一偏移點獲得至少一異常座標；以及控制該顯示模組顯示該至少一異常座標。
如請求項9所述的軌跡追蹤方法，其中該至少一異常座標對應於該顯示模組的至少一畫素座標。
如請求項7所述的軌跡追蹤方法，還包括：當該第二軌跡被完整顯示於該顯示模組時，控制該顯示模組描繪包覆該第二軌跡的一擬合圖形。
如請求項11所述的軌跡追蹤方法，還包括：當基於該軌跡偏移判斷出該機台的運行正常時，控制該顯示模組顯示該擬合圖形的多個軌跡參考點。