用于機器視覺檢驗的檢驗設備和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明是有關于一種檢驗設備和方法，且特別是有關于一種使用三維資訊來檢驗 目標物體的機器視覺檢驗設備和方法。
【背景技術】
[0002] 在過去二、三十年中，機器視覺的使用增加，并且機器視覺在自動化制造系統(tǒng)的設 計中扮演重要的角色。例如印刷電路板（printed circuit board, PCB)、集成電路、液晶顯 示器（liquid crystal display, LCD)、電晶體、汽車零件、農(nóng)業(yè)機器以及在工廠中制造的其 它產(chǎn)品等各種各樣產(chǎn)品可能需要在生產(chǎn)過程期間進行檢驗。不恰當?shù)刂圃斓脑赡軙?含有所述不恰當?shù)刂圃斓脑南到y(tǒng)造成廣泛損壞、致使全部或至少部分無用、無效或至 少不能充分起作用或者以其它方式損害所述系統(tǒng)。因此，歸因于與功能故障相關聯(lián)的高成 本而需要在使用之前確保所有元件都是恰當?shù)刂圃斓摹C器視覺系統(tǒng)已用于對產(chǎn)品進行品 質(zhì)控制，例如，通過識別產(chǎn)品的缺陷（例如，元件缺失、元件歪斜、元件顛倒、元件不正確地放 置或元件標值錯誤）來進行。物體的放置和旋轉(zhuǎn)的變化能夠?qū)е挛恢谜`差和/或失真誤差 并且對檢測和準確性產(chǎn)生負面影響。并且，同一生產(chǎn)線上的不同物體的變化能夠?qū)z測和 準確性產(chǎn)生負面影響。需要迅速地檢測和分析物體并且快速地評估物體的正確組裝。因此， 需要改進的機器視覺系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 通過所付出的努力、獨創(chuàng)性和創(chuàng)新性，已實現(xiàn)用以改進機器視覺系統(tǒng)的方案并且 在本文中對其進行描述。本文中描述檢驗設備、方法和非暫時性電腦程序產(chǎn)品，其提供改進 的機器視覺系統(tǒng)，例如，包含目標物體的即時三維資訊連同彩色像素資訊，并且進而經(jīng)配置 以識別目標物體的缺陷(例如在預定檢驗區(qū)域中并且例如識別目標物體的不恰當制造)。本 發(fā)明的實施例將根據(jù)立體二維圖像的特征和物體與三維深度和位置資訊進行組合以實現(xiàn) 對物體的迅速檢測和分析。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供一種方法。所述方法包括根據(jù)由影像擷取系統(tǒng)獲取 的至少一個即時圖像的深度資訊來確定預定檢驗區(qū)域中的目標物體的即時三維資訊。所述 方法更包括根據(jù)即時三維資訊來將目標物體的即時彩色圖像的彩色像素資訊投影到三維 虛擬模型。即時彩色圖像可由彩色相機系統(tǒng)獲取。所述方法更包括產(chǎn)生彩色三維虛擬模型。 彩色三維虛擬模型可包括彩色像素資訊。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供一種用于視覺機器檢驗的設備。所述設備包括處理 器。處理器經(jīng)配置以接收由影像擷取系統(tǒng)獲取的目標的深度資訊，并且根據(jù)物體的深度資 訊來確定預定檢驗區(qū)域中的目標物體的即時三維資訊。處理器經(jīng)進一步配置以接收由彩色 相機系統(tǒng)獲取的目標的至少一個即時彩色圖像，并且根據(jù)即時三維資訊和即時彩色圖像來 將目標物體的即時彩色圖像的彩色像素資訊投影到三維虛擬模型。處理器經(jīng)進一步配置以 產(chǎn)生彩色三維虛擬模型。彩色三維虛擬模型包括彩色像素資訊。
[0006] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳 細說明如下。
【附圖說明】
[0007] 圖IA繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的視覺機器系統(tǒng)的示意圖。
[0008] 圖IB繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的視覺機器系統(tǒng)的方塊圖。
[0009] 圖IC和圖ID繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例，于視覺機器系統(tǒng)中檢驗區(qū)域的子區(qū)域的 示意圖。
[0010] 圖2繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的識別目標物體缺陷的流程圖。
[0011] 圖3繪示根據(jù)本發(fā)明實施例的電路示意圖。
[0012] 其中，附圖標記：
[0013] 100:視覺機器系統(tǒng) 102:影像擷取系統(tǒng)
[0014] 104 :彩色相機系統(tǒng)
[0015] 106 :視覺機器設備
[0016] 108:目標物體
[0017] 110:預定檢驗區(qū)域
[0018] 112:第一子區(qū)域
[0019] 114:第二子區(qū)域
[0020] 116:區(qū)域
[0021] 300:電路
[0022] 302 :處理器
[0023] 3〇4 :記憶體
[0024] 306 :通信模塊
[0025] 308:輸入/輸出模塊
[0026] 310 :機器視覺模塊
[0027] S202 ~S218 :步驟
【具體實施方式】
[0028] 下文將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中繪示了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā) 明可依照許多不同形式實現(xiàn)，且不應視為限于本文中所闡述的實施例；而是，提供這些實施 例以使得本發(fā)明更為詳盡且完整，且這些實施例將向所屬領域的技術人員全面?zhèn)鬟_本發(fā)明 的范圍。本文可參考許多數(shù)學或數(shù)字運算式、值以及各種元件等的位置。然而應理解，這些 運算式、值、位置等可指絕對或近似運算式、值或位置，以使得實施例可包含在多通道光學 單元中可能發(fā)生的變化，例如歸因于工程誤差而引起的變化。下文中，相同或相似的標號代 表相同或相似的元件。
[0029] 本文中實施例所公開的任何內(nèi)容包含特征、功能、設計等，并不應解釋為比其它特 征、功能、設計等較為優(yōu)選或有利。而僅是用以具體呈現(xiàn)本案的概念。
[0030] 圖IA說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的視覺機器系統(tǒng)100的示意圖。視覺機器系統(tǒng)100 可包括影像擷取系統(tǒng)102、彩色相機系統(tǒng)104和視覺機器設備106。圖IB繪示根據(jù)本發(fā)明 一實施例的視覺機器系統(tǒng)100的方塊圖，其中視覺機器系統(tǒng)100包括影像擷取系統(tǒng)102、彩 色相機系統(tǒng)104和視覺機器設備106。
[0031] 本發(fā)明的實施例可至少使用相機來獲得關于目標物體的深度資訊并且計算目標 物體的定位(例如，位置）和方位，例如使用關于相機的已知相對關系和相機參數(shù)來計算目 標物體與相機之間的空間關系。并且，本發(fā)明的實施例可至少使用相機來獲得關于目標物 體的彩色資訊，并且根據(jù)彩色相機和彩色資訊與目標物體之間的所計算的空間關系，將彩 色資訊投影到目標物體的三維資訊上。彩色資訊可包括灰階資訊?？墒褂媚繕宋矬w的這些 即時三維資訊，迅速檢測目標物體或多個不同目標物體(例如，同一生產(chǎn)線上的多個不同目 標物體)，并且進而減少歸因于由目標物體的位置和定向造成的放置和視角失真所產(chǎn)生的 誤差，舉例來說，這些資訊可有效適應目標物體的放置和旋轉(zhuǎn)角度的變化，以便轉(zhuǎn)換和/或 校正機器視覺檢驗的位置偏移、觀看角度和維度視角。另外，使用多角度檢測和視角失真校 正可進一步改進本發(fā)明的機器視覺檢驗。
[0032] 參看圖IA和圖1B，影像擷取系統(tǒng)102可包括一個或一個以上影像擷取相 機，其在相同或不同時間從不同視點并且通過一個或一個