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不知道如何檢測曲面上的凹凸瑕疵?只需1個步驟就解決

您是否碰過以下挑戰?
■ 瑕疵與背景的對比或顏色太接近?
• 例如:黑色輪胎上的突起物,灰階差檢測不出來
■ 背景紋路太複雜導致誤判
• 例如:金屬髮絲紋表面上的刮傷,灰階檢測不易分辨

針對上述狀況,其中一個趨勢是使用3D Sensor檢測。只要瑕疵與背景有高度差異 (例如:刮傷、凹痕、突起等等…),都可以用3D檢測對應。但即便使用3D檢測,曲面瑕疵的檢測仍然是極具挑戰性的應用之一。 

為什麼曲面瑕疵檢測難?

即使以3D Sensor進行檢測,軟體工程師仍面臨挑戰,尤其是檢測不平整或具有凹凸紋路的表面。例如:

■ 突起或凹陷的瑕疵難以準確判斷。
■ Blob 演算法的限制:
• 高度閥值:難以針對彎曲表面設定統一標準。
• 面積閥值:過度依賴可能導致漏檢或過檢。

下方輪胎胎皮表面的實際拍攝圖,就是一個典型案例。除了胎皮表面的突起瑕疵(藍圈處)在一個彎曲的表面上,輪胎本身也有各種凹凸紋路。 

Gocator 2000系列

解決方案:表面拉平處理

一般來說軟體工程師會使用Blob演算法處理凹凸瑕疵。設定Blob的主要閥值有兩種:
■ 高度:高度低於或高於某個設定時,視為瑕疵。
■ 面積:瑕疵大小在設定的面積範圍内,視為瑕疵。

但對應曲面待測物時,因為不能保證瑕疵會出現在哪一個高度,所以高度的閥值的設定就會有困難。

例如,下方示意圖是一個不平整,並且連續彎曲的表面。如果要檢出紅色突起物的話,高度應該設為(1)~(4)的哪個?

如果設(1)可以找到最上面的的突起物,但其他高度的瑕疵就可能會漏檢。如果設(2)到(4)任一數字,又會因為待測物表面凹凸的影響,演算法無法判斷瑕疵位置,甚至可能把表面本身突起的地方視為瑕疵。 

曲面表面上的多個凹凸瑕疵

除了高度以外,當然可以也利用「面積」來進一步限制瑕疵的定義,但是這麼做還是會有過檢或漏檢的風險。

利用演算法像下圖一樣把表面拉平是另一個解決方式,但也須克服以下挑戰:
■ 耗費大量時間與資源:開發演算法需要相當時間跟人力,對沒有3D經驗的軟體工程師更是一大難題。
■ 額外成本:採購第三方演算法,可能增加預算壓力。 

把曲面表面拉平後檢測瑕疵


到底有沒有更完美又省事的解決方案呢?

1步驟解決!Surface curvature correction

LMI Technologies的3D Sensor內建軟體GoPxL,提供豐富的3D量測工具,包括Surface Curvature Correction(表面曲率校正)功能,可以在拉平曲面的同時又保留表面特徵:
■ 簡單易用:只需一步即可拉平曲面。
■ 實例驗證:拉平輪胎表面後,搭配內建Surface Blob 工具,即可準確檢測突起瑕疵。
■ 免費使用:購買LMI 3D Sensor即可免費使用,完全不須另外付費。

如下圖,原本表面彎曲的輪胎,經過拉平處理、再搭配Surface Blob工具,馬上就能找到突起的瑕疵(下圖亮光圈起處): 

利用Gocator內建的GoPxL工具,一步找到曲面待測物上的瑕疵

除此之外,GoPxL還能提供更多功能!

如果您對LMI的解決方案感興趣,或也有曲面瑕疵檢測的應用,歡迎聯繫我們,我們的專業團隊將隨時為您提供評估與測試服務。