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
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。