TWI781623B

TWI781623B - 物件量測方法與物件量測系統

Info

Publication number: TWI781623B
Application number: TW110117635A
Authority: TW
Inventors: 林家緯; 林雨德; 王智勇; 林義隆
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-10-21
Also published as: TW202246759A

Abstract

一種物件量測方法與物件量測系統。所述方法包括：在控制介面中呈現待測物的標準圖像；經由所述控制介面接收標準圖像上的使用者操作以產生對應待測部位的控制指令，其中所述控制指令用以控制影像擷取裝置移動至所述待測物上方的目標位置並擷取所述待測物對應於所述目標位置的第一影像；根據對應待測部位的控制參數在所述第一影像中決定目標區域以產生一第二影像；以及分析所述待測物的第二影像，以獲得所述待測物的量測資訊。

Description

物件量測方法與物件量測系統

本發明是有關於一種自動化量測技術，且特別是有關於一種物件量測方法與物件量測系統。

一般來說，在開發了一種新的模具後，都需要對經由此模具所生產的成品進行規格量測，以確認以此模具所生產的產品是否符合規格要求。然而，常見的成品量測技術往往是以檢測人員手動操作檢測機台以及人眼目測的檢測方式為主，執行上缺乏效率。此外，檢測結果也容易受檢測人員的經驗與細心度影響。

本發明提供一種物件量測方法與物件量測系統，可提高對於待測物的檢測效率。

本發明的實施例提供一種物件量測方法，其包括：在控制介面中呈現待測物的標準圖像；經由所述控制介面接收標準圖像上的使用者操作以產生對應待測部位的控制指令，所述控制指令用以指示影像擷取裝置移動至所述待測物上方的目標位置並擷取所述待測物對應於所述目標位置的第一影像；根據對應所述待測部位的控制參數在所述第一影像中決定目標區域以產生第二影像；以及分析所述待測物的第二影像，以獲得所述待測物的量測資訊。

本發明的實施例另提供一種物件量測系統，其包括檢測機台、影像擷取裝置及控制裝置。所述檢測機台用以承載待測物。所述影像擷取裝置設置於所述檢測機台上。所述控制裝置耦接至所述檢測機台與所述影像擷取裝置。所述控制裝置用以：在控制介面中呈現所述待測物的標準圖像；經由所述控制介面接收標準圖像上的使用者操作產生對應待測部位的控制指令，其中所述控制指令用以控制所述影像擷取裝置移動至所述待測物上方的目標位置並擷取所述待測物對應於所述目標位置的第一影像；根據對應待測部位的控制參數在所述第一影像中決定目標區域；以及分析所述待測物的第二影像，以獲得所述待測物的量測資訊。

基於上述，待測物的標準圖像可在控制介面中呈現。控制介面可接收標準圖像上的使用者操作產生對應待測部位的控制指令。所述控制指令可用以控制影像擷取裝置移動至所述待測物上方的目標位置並擷取所述待測物對應於所述目標位置的第一影像。然後，目標區域可根據對應所述待測部位的控制參數在所述第一影像中被決定以產生第二影像。然後，所述待測物於所述目標區域中的第二影像可被分析，以獲得所述待測物的量測資訊。藉此，可提高對於待測物的檢測效率。

圖1是根據本發明的一實施例所繪示的物件量測系統的示意圖。請參照圖1，物件量測系統10包括檢測機台11、影像擷取裝置12及控制裝置13。檢測機台11用以承載待測物101，如圖1所示。例如，待測物101可包括半導體晶片、晶圓、面板、電路板等電子電路工件或者鍵盤、觸控板或手機外殼等各式經由射出成形的物品。

影像擷取裝置12設置於檢測機台11上。影像擷取裝置12用以擷取待測物101的影像。例如，影像擷取裝置12可包括鏡頭及感光元件等影像擷取元件。

在一實施例中，檢測機台11具有驅動馬達與移動機構。驅動馬達連接至移動機構。移動機構連接至影像擷取裝置12。驅動馬達可驅動移動機構，以將影像擷取裝置12移動至特定位置。影像擷取裝置12可於此特定位置擷取待測物101的影像。

在一實施例中，檢測機台11具有背光板。此背光板設置於待測物101下方。當影像擷取裝置12擷取待測物101的影像時，此背光板可將光線由下往上投射至待測物101。

在一實施例中，檢測機台11還可具有處理器、儲存媒體及輸入/輸出裝置。處理器可負責檢測機台11及/或影像擷取裝置12的控制。處理器耦接至儲存媒體與輸入/輸出裝置。例如，處理器可包括中央處理單元(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、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。儲存媒體可用以儲存資料。例如，儲存媒體可包括揮發性儲存媒體及/或非揮發性儲存媒體。例如，揮發性儲存媒體可包括隨機存取記憶體(Random Access Memory, RAM)。例如，非揮發性儲存媒體可包括唯讀記憶體(Read Only Memory, ROM)、固態硬碟(Solid State Disk, SSD)及/或傳統硬碟(Hard Disk Drive, HDD)。輸入/輸出裝置用以接收訊號或傳送訊號。例如，輸入/輸出裝置可包括滑鼠、鍵盤、觸控板、螢幕、揚聲器及/或網路通訊電路等各式輸入/輸出介面。

控制裝置13經由網路102耦接至檢測機台11與影像擷取裝置12。例如，控制裝置13可包括桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機、工業用電腦或伺服器等各式具通訊與資料處理功能的電腦裝置。例如，控制裝置13可具有處理器、儲存媒體及輸入/輸出裝置。處理器可負責控制裝置13的整體或部分運作。處理器耦接至儲存媒體與輸入/輸出裝置。例如，處理器可包括CPU、或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器、數位訊號處理器(DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。儲存媒體可用以儲存資料。例如，儲存媒體可包括揮發性儲存媒體及/或非揮發性儲存媒體。例如，揮發性儲存媒體可包括隨機存取記憶體(RAM)。例如，非揮發性儲存媒體可包括唯讀記憶體(ROM)、固態硬碟(SSD)及/或傳統硬碟(HDD)。輸入/輸出裝置用以接收訊號或傳送訊號。例如，輸入/輸出裝置可包括滑鼠、鍵盤、觸控板、螢幕、揚聲器及/或網路通訊電路等各式輸入/輸出介面。

在一實施例中，網路102可包括網際網路(Internet)。在一實施例中，網路102可包括私有網路及/或公有網路。在一實施例中，網路102可包括有線網路及/或無線網路。

在一實施例中，控制裝置13可經由網路102遠端控制檢測機台11與影像擷取裝置12擷取待測物101於特定位置的影像。然後，控制裝置13可經由網路102接收此影像並自動對此影像進行分析與量測以產生量測資訊。此量測資訊可反映待測物101的尺寸規格。藉此，可有效提高對於待測物101的檢測效率。須注意的是，在以下實施例中，對於控制裝置13所執行的操作之說明可等同於對於控制裝置13的處理器所執行的操作之說明。

在一實施例中，控制裝置13可在一個控制介面中呈現待測物101的圖像(亦稱為標準圖像)。此標準圖像可反映待測物101之結構及/或外型的標準樣態。在一實施例中，控制裝置13載入與待測物101的圖檔並經由控制介面呈現此標準圖像。例如，此控制介面與標準圖檔可呈現於控制裝置13的螢幕。

圖2是根據本發明的一實施例所繪示的與待測物有關的標準圖像的示意圖。請參照圖2，在一實施例中，控制介面21可呈現於控制裝置13的螢幕，且待測物101為鍵盤。在此實施例中，控制介面21中可呈現待測物101(即鍵盤)的標準圖像201。例如，標準圖像201可反映現待測物101(即鍵盤)的結構的標準樣態，例如鍵盤的外型與尺寸以及鍵盤上的各個按鍵的尺寸與布局方式。

在一實施例中，控制裝置13可經由此控制介面接收一個使用者在標準圖像201上的操作產生一個控制指令。此控制指令可經由網路102被傳送至檢測機台11。此控制指令用以控制影像擷取裝置12移動至待測物101上方的對應位置(亦稱為目標位置)，並擷取待測物101對應於此目標位置的影像(亦稱為第一影像)。因此，當檢測機台11接收到此控制指令時，檢測機台11可響應於此控制指令而藉由驅動馬達與移動機構將影像擷取裝置12移動至所述目標位置。影像擷取裝置12可於此目標位置擷取待測物101的部分影像(即第一影像)。所述第一影像可經由網路102被傳送至控制裝置13。

在一實施例中，所述控制指令可反映所述使用者操作在所述標準圖像中選擇的一個待測部位。例如，使用者可藉由所述使用者操作在控制介面中所呈現的標準圖像上選擇待測物101的某一待測部位。所述控制指令可相關於所選擇的待測部位。例如，所述控制指令可帶有與所述待測部位有關的座標資訊。當接收到所述控制指令時，檢測機台11可控制影像擷取裝置12移動至此座標資訊所對應的位置(即目標位置)並由影像擷取裝置12擷取待測物101對應於此目標位置的影像。所擷取的影像可包含待測物101的所述待測部位的影像。

在一實施例中，控制裝置13可將所述標準圖像的座標系(亦稱為圖檔座標系)與待測物101所在的檢測機台11的座標系(亦稱為環境座標系)進行匹配。然後，控制裝置13可根據匹配結果產生所述目標位置。例如，圖檔座標系可不同於環境座標系。例如，在將圖檔座標系與環境座標系進行匹配的過程中，控制裝置13可將圖檔座標系中的座標資訊映射至環境座標系中的座標資訊，從而使圖檔座標系與環境座標系中關於所述待測部位之座標資訊的描述可相互匹配。例如，當使用者經由所述控制介面選擇所述待測部位後，控制裝置13可將所述待測部位在圖檔座標系中的座標資訊映射至環境座標系並根據映射結果產生所述控制指令。藉此，所產生的控制指令可帶有所述待測部位在環境座標系中的座標資訊。

圖3是根據本發明的一實施例所繪示的控制指令並根據控制指令移動影像擷取裝置的示意圖。請參照圖3，接續於圖2的實施例，假設使用者經由使用者操作在控制介面21中選擇了標準圖像201中位置31的部位作為待測部位。一個控制指令可根據此使用者操作而產生並傳送至檢測機台11。檢測機台11可根據此控制指令而指示影像擷取裝置12移動至檢測機台11上對應於位置31的目標位置。影像擷取裝置12可於此目標位置對待測物101進行拍攝以擷取待測物101中位於影像擷取範圍32內的影像(即第一影像)。例如，影像擷取範圍32可位於所述目標位置的投影範圍內。然後，檢測機台11可將第一影像回傳給控制裝置13。

在一實施例中，在接收到第一影像後，控制裝置13可根據對應待測部位的一個控制參數在第一影像中決定一個區域(亦稱為目標區域)以產生所述目標區域中的影像(亦稱為第二影像)。然後，控制裝置13可分析待測物101的第二影像，以獲得待測物101的量測資訊。例如，控制裝置13可掃描所述第二影像，以獲得待測物101在所述目標區域中的邊緣資訊。然後，控制裝置13可根據此邊緣資訊產生待測物101的量測資訊。例如，此量測資訊可反映待測物101的至少一待測部位的尺寸參數。

圖4是根據本發明的一實施例所繪示的在第一影像中決定目標區域的示意圖。請參照圖4，接續於圖3的實施例，假設第一影像包括影像41。影像41可包含待測物101對應於所述目標位置的待測部位401的至少部分影像(在圖4中以斜線標示)。區域42(即目標區域)可被決定於影像41中。例如，影像41的中心位置可與區域42的中心位置彼此重疊，即位於座標(X1, Y1)處。此外，座標(X1, Y1)可為所指定的待測部位401在環境座標系中的座標資訊。

圖5是根據本發明的一實施例所繪示的分析第二影像以獲得待測物的量測資訊的示意圖。請參照圖5，接續於圖4的實施例，區域42(即目標區域)中的影像(即第二影像)可被分析，以獲得與待測部位401有關的量測資訊。例如，在掃描第二影像的過程中，控制裝置13可藉由影像辨識技術對待測部位401的邊緣501及/或502進行定位，從而獲得待測部位401的邊緣資訊。例如，待測部位401的邊緣資訊可包含邊緣501及/或502的座標位置(例如邊緣501與502的交叉點處之座標(X2, Y2))，以反映邊緣501及/或502的所在位置。在一實施例中，對邊緣501及/或502進行定位的操作亦稱為尋邊操作。控制裝置13可根據此邊緣資訊產生與待測部位401有關的量測資訊。須注意的是，所述量測資訊可反映任何經由所述尋邊操作而量測到的各式尺寸參數，例如反映待測部位之邊緣的公差值、待測部位之邊緣的長度、待測部位之邊緣的座標、待測部位之邊緣的傾斜角度等等，本發明不加以限制。

在一實施例中，在獲得邊緣501及/或502之後，控制裝置13可獲得差值D1及/或D2。差值D1可反映邊緣501與待測部位401的預設邊緣511之間的差距。差值D2可反映邊緣502與待測部位401的預設邊緣512之間的差距。控制裝置13可根據差值D1及/或D2產生待測部位401的量測資訊。換言之，在此實施例中，所產生的量測資訊可反映待測部位401的邊緣偏移量(或邊緣公差值)。

在一實施例中，所述目標區域可包括矩形區域(如圖4與圖5的區域42)與圓形區域的其中之一。在一實施例中，所述目標區域還可包括其他形狀的區域，本發明不加以限制。

在一實施例中，若待測部位包含一或多個直線的邊緣，則所決定的目標區域可為矩形區域。在一實施例中，若待測部位包含一或多個弧形的邊緣，則所決定的目標區域可為圓形區域。例如，圓形的待測部位可包括指示燈、貫孔、通孔或螺絲孔等等。

在一實施例中，所述目標區域的面積可正相關於待測部位的一個容許公差值。以圖4為例，若待測部位401的容許公差值越大，則區域42(即目標區域)的面積可越大。以所述目標區域為矩形區域為例，所述目標區域的面積可正相關於此矩形區域的長度及/或寬度。或者，以所述目標區域為圓形區域為例，所述目標區域的面積可正相關於此圓形區域的半徑。

在一實施例中，所述待測部位的容許公差值可對應於此待測部位的(實際)尺寸。例如，所述待測部位的容許公差值可正相關於所述待測部位的(實際)尺寸。換言之，若某一個待測部位的(實際)尺寸較大，則此待測部位的容許公差值可較大。反之，若某一個待測部位的(實際)尺寸較小，表示此待測部位的作工較精細，故此待測部位的容許公差值較小。例如，待測部位包括筆電的鍵盤上的一個按鍵與一個指示燈，且所述按鍵的尺寸大於所述指示燈的尺寸。因此，對於所述按鍵的容許公差值可大於對於所述指示燈的容許公差值。

在一實施例中，對應於不同位置、不同類型及/或不同尺寸的待測部位，控制裝置13可根據不同的控制參數來產生所述目標區域。例如，在一實施例中，若所述目標位置為某一位置(亦稱為第一目標位置)，則控制裝置13可根據某一控制參數(亦稱為第一控制參數)在所述第一影像中決定目標區域(亦稱為第一目標區域)，且此第一目標區域具有一面積(亦稱為第一面積)。在另一實施例中，若所述目標位置為另一位置(亦稱為第二目標位置)，則控制裝置13可根據另一控制參數(亦稱為第二控制參數)在所述第一影像中決定目標區域(亦稱為第二目標區域)，且此第二目標區域具有另一面積(亦稱為第二面積)。其中，第一面積不同於第二面積。同樣以前述鍵盤上的按鍵與指示燈為例，假設第一目標位置所對應的待測部位為所述按鍵且第二目標位置所對應的待測部位為所述指示燈，則所述第一目標區域的第一面積大於所述第二目標區域的第二面積。

在一實施例中，多個控制參數可被預先記載於一資料表格中，以供後續查詢使用。例如，控制裝置13可根據當前選擇的待測部位的容許公差值來查詢此資料表格，以獲得此資料表格中對應於此容許公差值的控制參數。然後，控制裝置13可根據所獲得的控制參數來產生所述目標區域。在一實施例中，對應於某一待測部位(或某一待測部位的容許公差值)的控制參數可根據此待測部位的容許公差值產生。例如，可將某一待測部位的容許公差值輸入至一方程式並根據此方程式的輸出獲得對應於此待測部位(或此待測部位的容許公差值)的控制參數。在產生所述目標區域的過程中，所使用的控制參數可至少用以控制、決定或限制所產生的目標區域的面積。

圖6是根據本發明的一實施例所繪示的在第一影像中決定目標區域的示意圖。請參照圖6，在一實施例中，第一影像包括影像61。對應於待測部位601的尺寸及/或容許公差值，區域62(即目標區域)可被決定於影像61中。

須注意的是，圖6中的待測部位601的尺寸及/或容許公差值小於圖4中的待測部位401的尺寸及/或容許公差值。因此，圖6中的區域62(即目標區域)的面積小於圖4中的區域42(即目標區域)的面積。

圖7是根據本發明的一實施例所繪示的在第一影像中決定目標區域的示意圖。請參照圖7，在一實施例中，第一影像包括影像71。對應於待測部位701的形狀(即圓形)，區域72(即目標區域)可被決定於影像61中，且區域72為圓形區域。

圖8是根據本發明的一實施例所繪示的物件量測方法的流程圖。請參照圖8，在步驟S801中，在控制介面中呈現待測物的標準圖像。在步驟S802中，經由所述控制介面接收標準圖像上的使用者操作產生對應待測部位的控制指令。所述控制指令用以控制影像擷取裝置移動至所述待測物上方的目標位置並擷取所述待測物對應於所述目標位置的第一影像。在步驟S803中，根據對應所述待測部位的控制參數在所述第一影像中決定目標區域以產生第二影像。在步驟S804中，分析所述待測物於所述目標區域中的第二影像，以獲得所述待測物的量測資訊。

然而，圖8中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖8中各步驟可以實作為多個程式碼(例如軟體模組)或是電路(例如電路模組)，本揭露不加以限制。此外，圖8的方法可以搭配以上範例實施例使用，也可以單獨使用，本揭露不加以限制。

綜上所述，控制主機可遠端控制檢測主機上的影像擷取裝置移動至目標位置並於此目標位置處擷取待測物的第一影像。此外，控制主機還可動態地決定第一影像中的目標區域的尺寸、面積及/或形狀並自動分析此目標區域內的待測物之影像。藉此，可有效提高對於待測物的檢測效率。

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

10:物件量測系統 11:檢測機台 12:影像擷取裝置 13:控制裝置 101:待測物 102:網路 21:控制介面 201:標準圖像 31:位置 32:影像擷取範圍 41, 61, 71:影像 42, 62, 72:區域 401, 601, 701:待測部位 501, 502:邊緣 511, 512:預設邊緣 S801~S804:步驟

圖1是根據本發明的一實施例所繪示的物件量測系統的示意圖。圖2是根據本發明的一實施例所繪示的與待測物有關的標準圖像的示意圖。圖3是根據本發明的一實施例所繪示的控制指令並根據控制指令移動影像擷取裝置的示意圖。圖4是根據本發明的一實施例所繪示的在第一影像中決定目標區域的示意圖。圖5是根據本發明的一實施例所繪示的分析第二影像以獲得待測物的量測資訊的示意圖。圖6是根據本發明的一實施例所繪示的在第一影像中決定目標區域的示意圖。圖7是根據本發明的一實施例所繪示的在第一影像中決定目標區域的示意圖。圖8是根據本發明的一實施例所繪示的物件量測方法的流程圖。

S801~S804:步驟

Claims

一種物件量測方法，包括：在一控制介面中呈現一待測物的一標準圖像；經由該控制介面接收該標準圖像上的一使用者操作以產生對應一待測部位的一控制指令，該控制指令用以控制一影像擷取裝置移動至該待測物上方的一目標位置並擷取該待測物對應於該目標位置的一第一影像；根據對應該待測部位的一控制參數在該第一影像中決定一目標區域以產生一第二影像；以及分析該待測物的該第二影像，以獲得該待測物的一量測資訊，其中經由該控制介面接收該標準圖像上的該使用者操作產生對應該待測部位的該控制指令之步驟包括：將該標準圖像的一圖檔座標系與該待測物所在的一檢測機台的一環境座標系進行匹配，其中該影像擷取裝置設置於該檢測機台；以及根據一匹配結果取得該目標位置。
如請求項1所述的物件量測方法，其中該目標區域包括一矩形區域與一圓形區域的其中之一。
如請求項1所述的物件量測方法，其中該控制參數根據該目標位置的該待測部位的一容許公差值產生。
如請求項3所述的物件量測方法，其中該目標區域的面積正相關於該待測部位的該容許公差值。
如請求項1所述的物件量測方法，其中分析該待測物的該第二影像，以獲得該待測物的該量測資訊的步驟包括：掃描該第二影像，以獲得該待測物在該目標區域中的一邊緣資訊；以及根據該邊緣資訊產生該待測物的該量測資訊。
一種物件量測系統，包括：一檢測機台，用以承載一待測物；一影像擷取裝置，設置於該檢測機台上；以及一控制裝置，耦接至該檢測機台與該影像擷取裝置，該控制裝置用以：在一控制介面中呈現該待測物的一標準圖像；經由該控制介面接收該標準圖像上的一使用者操作產生對應一待測部位的一控制指令，該控制指令用以控制該影像擷取裝置移動至該待測物上方的一目標位置並擷取該待測物對應於該目標位置的一第一影像；根據對應該待測部位的一控制參數在該第一影像中決定一目標區域以產生一第二影像；以及分析該待測物的該第二影像，以獲得該待測物的一量測資訊，其中經由該控制介面接收該標準圖像上的該使用者操作產生對應該待測部位的該控制指令之操作包括：將該標準圖像的一圖檔座標系與該待測物所在的該檢測機台的一環境座標系進行匹配；以及根據一匹配結果取得該目標位置。
如請求項6所述的物件量測系統，其中該目標區域包括一矩形區域與一圓形區域的其中之一。
如請求項6所述的物件量測系統，其中該控制參數根據該目標位置的該待測部位的一容許公差值產生。
如請求項8所述的物件量測系統，其中該目標區域的面積正相關於該待測部位的該容許公差值。
如請求項6所述的物件量測系統，其中分析該待測物於該目標區域中的該第二影像，以獲得該待測物的該量測資訊的操作包括：掃描該第二影像，以獲得該待測物在該目標區域中的一邊緣資訊；以及根據該邊緣資訊產生該待測物的該量測資訊。