研究方向

從原理到流程:一台雷射輪廓儀怎麼變成一套 3D 深度檢測系統。

整體流程

三軸平台移動LJ-X8020 感測頭LJ-X8000A 控制器Python 取得資料高度圖與缺陷檢測

原理:雷射三角測量

感測頭把一條雷射線投射到物體表面,相機從另一個角度看這條線。表面高低不同,線在影像裡的位置就會移動,感測頭據此算出這一條線上每個點的高度,輸出成一條輪廓。

一條輪廓只涵蓋雷射線那一排的位置。要得到整個表面,就得讓物體(或感測頭)沿著垂直於雷射線的方向移動,一條一條掃,再把輪廓疊起來。

感測器資料取得與輸出

目標是用 Python 穩定讀出輪廓,並存成可重現的格式。

  • 查閱 LJ-X8000 系列官方手冊與開發資料,確認可用的通訊方式與資料格式(實際規格以官方文件為準)。
  • 先做單條輪廓:連線、讀取、存檔、畫圖。
  • 再做連續取得:記錄時間戳、處理無效點,並統計同一物體重複量測的雜訊。

三軸控制與同步

高度圖是否正確,取決於每條輪廓是否對上正確位置。

  • 先確認通訊、單軸移動、回零與限位,安全設定優先於速度。
  • 再讓平台以固定速度移動,並用編碼器觸發或時間戳讓輪廓與位置對齊。
  • 驗收:掃一塊已知尺寸的標準件,檢查掃出的尺寸是否合理。

高度圖與點雲處理

把輪廓疊成高度圖,再視需要轉成點雲。

  • 處理無效點與離群值。
  • 用平面擬合校平,扣掉傾斜與整體彎曲。
  • 用已知階高的樣本檢查高度量測的誤差。

缺陷檢測流程

第一版先用簡單、可解釋的方法,再考慮更複雜的模型。

  • 建立基準(無缺陷表面或平滑後的表面),計算差異圖。
  • 用閾值與形態學處理,再用連通元件找出缺陷區域。
  • 輸出缺陷位置、面積、深度或高度,並產生報告。

可重現性

每個實驗都要能重跑,這是整個研究最重要的習慣。

  • 套件版本鎖定,環境用檔案描述。
  • 所有參數放設定檔,不寫死在程式裡。
  • 原始資料唯讀保存,處理結果另存並附參數。

備註:本頁描述的是我的研究規劃與學習方向,隨實驗進度會修正。涉及設備規格與通訊方式的部分,一律以 Keyence 官方文件為準。