產(chǎn)業(yè)界要專注於達(dá)成零缺陷的檢測(cè)目標(biāo)是一項(xiàng)使命，為了確保每件產(chǎn)品都能符合品質(zhì)、可追溯性及透明度的最高標(biāo)準(zhǔn)，因此測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)至關(guān)重要，而系統(tǒng)中的圖像數(shù)據(jù)，能夠?yàn)闇y(cè)試設(shè)備的準(zhǔn)確度和穩(wěn)固性開辟新的可能。

圖1 : ITgroup多相機(jī)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行駕駛桿檢測(cè)，使用協(xié)作機(jī)器人以及工業(yè)相機(jī)針對(duì)駕駛桿零件進(jìn)行一系列的檢測(cè)任務(wù)：存在檢測(cè)、表面檢測(cè)、測(cè)量，以及圖像記錄。（source：ITgroup）

汽車制造商知道即使是最細(xì)微的錯(cuò)誤也可能造成鉅額的損失，低品質(zhì)管理可能會(huì)造成產(chǎn)品收回以及損壞品牌形象；這也是產(chǎn)業(yè)界現(xiàn)在為何要專注於達(dá)成零缺陷的檢測(cè)目標(biāo)，并非隨囗說(shuō)說(shuō)，而是一項(xiàng)使命，為了確保每件產(chǎn)品都能符合品質(zhì)、可追溯性及透明度的最高標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)於汽車制造商及一級(jí)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，要達(dá)成這些目標(biāo)，測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)是至關(guān)重要的。測(cè)試臺(tái)不僅僅能完成產(chǎn)品檢測(cè)任務(wù)，還需成為一個(gè)定量回??節(jié)點(diǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并剔除問(wèn)題。這種定量反??由一個(gè)控制??路提供，該??路涉及定義、測(cè)量、分析、改進(jìn)和控制生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)步驟；而驅(qū)動(dòng)此??路控制系統(tǒng)為何？答案是「數(shù)據(jù)」。

其中特別重要的就是圖像數(shù)據(jù)。數(shù)十年來(lái)，測(cè)試設(shè)備商在測(cè)試臺(tái)上使用工業(yè)相機(jī)以及自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)（AVI）。隨著機(jī)器視覺科技的成熟，進(jìn)步的感測(cè)器、處理器，以及軟體程式，使測(cè)試設(shè)備商能夠在更多且更加復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵭袡C(jī)器視覺科技。

現(xiàn)代化測(cè)試設(shè)備確保最高的檢測(cè)精度

圖2 : 「知道要如何測(cè)試」: ITgroup的囗號(hào)強(qiáng)調(diào)了測(cè)試環(huán)境的復(fù)雜。圖為多相機(jī)系統(tǒng)及3D手臂檢測(cè)汽車保險(xiǎn)杠的各種缺陷。（source：ITgroup）

制造控制??路由子零件供應(yīng)商開始，這些供應(yīng)商提供重要的次零件如操控桿、門板及保險(xiǎn)杠給汽車代工（OEM）。近??30年，ITgroup一直為知名一級(jí)汽車供應(yīng)商提供專用的模組化測(cè)試設(shè)備及相關(guān)校準(zhǔn)服務(wù)和設(shè)備整合。

ITgroup具有豐富經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┳羁煽亢妥顪?zhǔn)確的數(shù)據(jù)。無(wú)論是最合用標(biāo)準(zhǔn)2D的檢測(cè)方法，或使用ITgroup最新3D檢測(cè)平臺(tái)的應(yīng)用，經(jīng)由一個(gè)硬體將系統(tǒng)連接起來(lái)：兆鎂新（The Imaging Source）的GigE工業(yè)相機(jī)。ITgroup 於測(cè)試設(shè)備使用多款The Imaging Source GigE相機(jī) － 從5MP至20MP，視應(yīng)用需求而定。ITgroup的總經(jīng)理Ingmar Troniarsky提及使用原因，在於它們的外形尺寸、可靠性和價(jià)格符合需求。

GigE工業(yè)相機(jī)：高解析度及可靠，外形精巧

圖3 : The Imaging Source GigE工業(yè)相機(jī)為多相機(jī)自動(dòng)化應(yīng)用穩(wěn)健地提供高解析成像。

堅(jiān)固耐用的GigE工業(yè)相機(jī)為檢測(cè)過(guò)程中的多項(xiàng)任務(wù)提供圖像數(shù)據(jù)，包括存在檢測(cè)、表面檢測(cè)、測(cè)量以及數(shù)位照片檔案。GigE相機(jī)能夠高速傳輸大量數(shù)據(jù)，使其適合高解析和高速成像應(yīng)用。

此外，相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)乙太網(wǎng)協(xié)定，如GigE Vision使之能輕易的與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行整合，進(jìn)而簡(jiǎn)化整合過(guò)程。相機(jī)使用帶乙太網(wǎng)供電（PoE）的標(biāo)準(zhǔn)乙太網(wǎng)數(shù)據(jù)線，在相機(jī)和主機(jī)之間有較大距離時(shí)的應(yīng)用效果良好，長(zhǎng)度可達(dá)100公尺。

HDR 成像支援檢測(cè)系統(tǒng)

由於彩色表面如裝飾物和油漆表面的品質(zhì)常常是檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的一部分，ITgroup常常於其測(cè)試設(shè)備中整合彩色相機(jī)。舉例來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)典型車門的過(guò)程運(yùn)用了多項(xiàng)材質(zhì)，包括油漆表面、金屬、平滑及無(wú)光澤的塑料、玻璃，這通常會(huì)導(dǎo)致圖像中最亮和最暗的區(qū)域出現(xiàn)高對(duì)比度的區(qū)域。

相機(jī)的高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）成像使用多個(gè)同步曝光，提供優(yōu)化的曝光，無(wú)論物體的對(duì)比度如何也能產(chǎn)生良好的圖像細(xì)節(jié)。Troniarsky提到：「HDR支援我們的檢測(cè)系統(tǒng)，甚至能檢測(cè)出與標(biāo)準(zhǔn)值最微小的偏差，從而更有效地偵測(cè)出缺陷。」

零缺陷門板的多相機(jī)系統(tǒng)

圖4 : 現(xiàn)代化車門具有很高的功能密度，需要專門的測(cè)試設(shè)備來(lái)確保眾多系統(tǒng)都在公差范圍內(nèi)。 GigE工業(yè)相機(jī)提供高解析度的HDR成像，使後端處理軟體甚至能檢測(cè)出最小的標(biāo)準(zhǔn)偏差。（source：ITgroup）

汽車門板是完成成品前必須嚴(yán)格檢查的次零件之一。 內(nèi)門板唯一功能為防漏和抗風(fēng)的日子已經(jīng)不復(fù)存在，現(xiàn)代的汽車門板，特別是高級(jí)房車，多為高功能密度的模組，而且含有多項(xiàng)機(jī)械、電子及裝飾的元件，例如鎖扣、環(huán)境照明、喇叭、車窗開關(guān)、後視鏡、鎖、飾板和面板。高功能密度加上日益?zhèn)€人化的產(chǎn)品趨勢(shì)，代表汽車制造商必須依靠模組化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)符合成本效益且復(fù)雜的次零件生產(chǎn)及測(cè)試。

圖5 : 零缺陷制造： 門板檢測(cè)臺(tái)的綜合圖像。 GigE工業(yè)相機(jī)（左下）提供大量圖像，在半秒內(nèi)進(jìn)行處理，以確定產(chǎn)品是否合格。（source：ITgroup）

根據(jù)檢測(cè)面板的類型和客戶的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，多相機(jī)系統(tǒng)拍攝大量圖像，接著由成像軟體進(jìn)行處理，以確定例如膠珠、焊接螺絲、防顫材料、手把和按鈕等零件的存在、尺寸精度、位置和空隙。

過(guò)去，訓(xùn)練有素的技師負(fù)責(zé)如刮痕、凹痕或錯(cuò)位等缺陷的視覺檢測(cè)。然而，監(jiān)於人工檢查的滑脫率為20%或更高，以及因應(yīng)日益復(fù)雜的次零件結(jié)構(gòu)，自動(dòng)光學(xué)檢查為實(shí)現(xiàn)零缺陷目標(biāo)提供了最有效的方法。ITgroup標(biāo)準(zhǔn)的門板檢測(cè)系統(tǒng)采用3臺(tái)DFK 33GP006 （5 MP, 卷簾快門） GigE相機(jī)及1臺(tái)DFK 33GX183 （20 MP, 卷簾快門） GigE相機(jī)。Troniarsky表示一個(gè)測(cè)試臺(tái)提供一個(gè) 「?jìng)五e(cuò)誤率假陽(yáng)性<0.1%，假陰性0%（總共通過(guò)大於100個(gè)不同的測(cè)試），而終端客戶投訴的情況為零」的結(jié)果。

多年來(lái)，此類測(cè)試設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一直使用2D圖像處理來(lái)完成這些檢測(cè)任務(wù)。然而，2D科技有其局限，例如有測(cè)量共平面度需求時(shí)卻無(wú)法提供體積測(cè)量數(shù)據(jù)。幸運(yùn)的是，實(shí)惠的處理器和增強(qiáng)的軟體程式使開發(fā)人員能夠使用3D圖像數(shù)據(jù)，為測(cè)試設(shè)備的準(zhǔn)確度和穩(wěn)固性開辟了新的可能。

3D成像為自動(dòng)檢測(cè)提供額外的精度

圖6 : 用於自動(dòng)視覺檢查的3D成像： 來(lái)自光場(chǎng)（全光）相機(jī)的3D與2D成像數(shù)據(jù)相結(jié)合，為復(fù)雜物體提供最精確的測(cè)量。（source：ITgroup）

ITgroup最新的測(cè)試設(shè)備LumIT XL將光學(xué)3D和2D檢測(cè)結(jié)合起來(lái)，對(duì)門板模組、儀表板或保險(xiǎn)杠等大尺寸物體進(jìn)行檢測(cè)。與HD Vision Systems 的光場(chǎng)科技演算法結(jié)合，ITgroup能從13臺(tái)相機(jī)（DMK 33GX264e）中整合數(shù)據(jù)，創(chuàng)造一個(gè)實(shí)質(zhì)的單感測(cè)器來(lái)提供高解析度的3D點(diǎn)云。3D數(shù)據(jù)使LumIT XL甚至能夠檢測(cè)到復(fù)雜的金屬表面，并減少遮擋 ━ 所有檢測(cè)都無(wú)需使用紅外線、閃光燈或鐳射。

單個(gè)圖像透過(guò)NeuroCheck 3D及HD Vision的軟體進(jìn)行處理且編譯成3D圖像。該系統(tǒng)的高密度生成點(diǎn)云可呈現(xiàn)精確的圖像解析度，從而實(shí)現(xiàn)極其精確的測(cè)量結(jié)果和穩(wěn)健的缺陷檢測(cè)。

自動(dòng)檢測(cè)的未來(lái)發(fā)展

在工業(yè)4.0的時(shí)代，靈活的測(cè)試臺(tái)是必要的：越來(lái)越多的客制需求和因此減少的批量代表制造商必須更頻繁地改變測(cè)試叁數(shù)。

出於這個(gè)原因，ITgroup在開發(fā)測(cè)試臺(tái)時(shí)考慮到了模組化。這些系統(tǒng)可以通過(guò)遠(yuǎn)端維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)整。系統(tǒng)的模組化也使設(shè)備可根據(jù)需求進(jìn)行擴(kuò)展，從而根據(jù)後續(xù)專案的需求進(jìn)行擴(kuò)展和調(diào)整。

典型依規(guī)則進(jìn)行的圖像處理，在過(guò)去20年之間一直是推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化大部分改進(jìn)的動(dòng)力，但測(cè)試及工廠車間現(xiàn)在也開始運(yùn)用深度學(xué)習(xí)和其他人工智慧演算法。Troniarsky補(bǔ)充說(shuō)道：「我們現(xiàn)在也與目前正在這個(gè)領(lǐng)域測(cè)試特定方案的客戶一起合作實(shí)行具體的項(xiàng)目。」