Bước 2: Căn Chỉnh (Alignment)

Aligner là phần mạnh mẽ nhất (và cũng dễ bị hiểu lầm nhất) của camera. Một khi bạn hiểu được nó, mọi thứ sẽ trở nên rõ ràng. Hãy giải thích một cách đơn giản.

Xem hoạt động thực tế

Hãy thử nghiệm với trình mô phỏng trước khi đọc tiếp. Tắt aligner, sau đó di chuyển các thanh trượt để dịch chuyển và xoay bộ phận. ROI màu cam hiển thị vùng quan tâm (ROI) đang theo dõi bộ phận, và các hộp màu xanh lá sẽ chuyển sang màu đỏ khi aligner không còn theo dõi được nữa.

Camera Settings

Aligner Enabled (Track Part)

Status: Tracking Locked / Pass

---

Simulate Real World

Move the part coming down the line.

X Offset 0px

Y Offset 0px

Rotation 0°

Legend

Inspection Region

Alignment locked

Alignment lost

ROI

Căn chỉnh làm gì (và tại sao bạn cần nó)

Hãy tưởng tượng bạn đang kiểm tra các con vít trên một bảng mạch. Bạn đã vẽ một hộp nhỏ xung quanh vị trí mỗi con vít. Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi bảng mạch tiếp theo đến và bị lệch sang trái một chút? Hoặc bị xoay một độ? Các hộp của bạn giờ đây đang nhìn vào những vị trí sai.

Aligner giải quyết vấn đề này. Nó xem xét mỗi hình ảnh mới, xác định bộ phận đã di chuyển đến đâu, và dịch chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn cho khớp. Giống như có một người trợ lý nói rằng "bảng mạch đã di chuyển 3 pixel sang trái và xoay 0.5 độ, vậy hãy để tôi di chuyển tất cả các hộp của bạn cho khớp."

Tại sao điều này mạnh mẽ: Khi các hộp kiểm tra của bạn có thể di chuyển theo bộ phận, bạn có thể làm cho chúng nhỏ hơn. Và các hộp nhỏ hơn cần ít dữ liệu hơn để huấn luyện AI. Đây là một lợi ích dây chuyền bắt đầu từ việc căn chỉnh tốt.

Tại sao căn chỉnh là nền tảng của mọi thứ

Aligner không chỉ là một tính năng "có thì tốt". Nó là quân domino đầu tiên trong chuỗi quyết định độ chính xác của toàn bộ quá trình kiểm tra. Đây là pipeline:

Căn chỉnh (Alignment) → ROI nhỏ hơn → Cần ít dữ liệu huấn luyện hơn → AI chính xác hơn

Mỗi bước phụ thuộc vào bước trước nó:

1. Căn chỉnh tốt có nghĩa là các hộp kiểm tra của bạn theo dõi bộ phận một cách chính xác, ngay cả khi nó dịch chuyển hoặc xoay trên băng tải.
2. Theo dõi chính xác có nghĩa là bạn có thể vẽ các hộp kiểm tra nhỏ hơn (ROI). Bạn không cần thêm phần đệm để tính đến chuyển động của bộ phận.
3. ROI nhỏ hơn có nghĩa là AI thấy một góc nhìn được cắt sát chỉ vào tính năng mà bạn quan tâm (một con vít, một đầu nối, một mối hàn), thay vì một biển nền không liên quan.
4. Ít nhiễu nền hơn có nghĩa là AI cần ít hình ảnh huấn luyện hơn để học, và nó mắc ít lỗi hơn trong sản xuất.

Đây là khái niệm mà hầu hết mọi người bỏ qua

Aligner không kiểm tra bất cứ thứ gì. Nó không đánh giá đạt hay không đạt. Công việc duy nhất của nó là di chuyển các hộp kiểm tra của bạn một cách động để chúng luôn nằm đúng vị trí mỗi lần. Các hộp kiểm tra mới thực hiện việc kiểm tra thực tế. AI bên trong các hộp đó mới thực sự đưa ra phán đoán. Nhưng không có gì hoạt động được nếu các hộp ở sai vị trí.

Hãy nghĩ về nó như một chuỗi: Aligner → ROI → Classifier/Segmenter. Nếu mắt xích đầu tiên yếu, mọi thứ phía sau đều sụp đổ.

Cách hoạt động: hãy nghĩ về nó như một trò chơi ghép hình

Aligner hoạt động bằng cách khớp các cạnh. Đây là một cách đơn giản để hiểu:

1. Bạn chụp một "ảnh tham chiếu" (template image) của một bộ phận hoàn hảo
2. Bạn chỉ ra các đặc điểm cụ thể trên ảnh đó (góc, cạnh, lỗ) trông giống nhau trên mọi bộ phận
3. Mỗi khi một bộ phận mới đến, camera tìm các đặc điểm giống vậy trong ảnh mới
4. Nó tính toán sự khác biệt: "bộ phận này lệch 5 pixel sang trái, 2 pixel lên trên, và nghiêng 1.2 độ"
5. Nó di chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn đúng theo lượng đó

Giống như chơi một trò chơi ghép hình. Camera tìm các đặc điểm bạn đã chỉ cho nó và sử dụng chúng làm điểm neo.

Quy tắc vàng của căn chỉnh

Đặt 2-3 vùng template nhỏ cách xa nhau nhất có thể trên bộ phận

Quy tắc duy nhất này sẽ quyết định liệu việc căn chỉnh của bạn hoạt động hoàn hảo hay bị rung lắc gây khó chịu. Đây là lý do:

Hãy nghĩ về nó như thế này: Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng xác định xem một khung tranh trên tường có bị lệch hay không.

• Nếu bạn chỉ nhìn vào một góc, bạn có thể nghĩ rằng nó thẳng trong khi thực tế nó đang nghiêng
• Nếu bạn nhìn vào hai góc đối diện (trên-trái và dưới-phải), bạn có thể ngay lập tức biết được nó có bị lệch hay không, và lệch chính xác bao nhiêu

Nguyên lý tương tự cũng áp dụng cho aligner. Với một vùng ở một bên của bộ phận, một sai số đo lường nhỏ 0,5 độ sẽ vẫn là 0,5 độ. Nhưng với hai vùng ở hai bên đối diện, cùng sai số đó được trung bình hóa xuống còn khoảng 0,05 độ, chính xác hơn mười lần.

Quan trọng: KHÔNG nên căn chỉnh vào cái gì

Đây là nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố căn chỉnh. Trước khi bạn chạm vào giao diện aligner, hãy ghi nhớ kỹ hai quy tắc này.

1. Không bao giờ căn chỉnh vào các lỗi (defects)

Các lỗi là không thể đoán trước được. Một vết xước, một vết lõm, hoặc một con vít bị thiếu có thể trông hoàn toàn khác nhau trên mỗi bộ phận, hoặc thậm chí có thể không tồn tại.

Nếu bạn yêu cầu camera sử dụng một vết xước làm điểm neo, việc căn chỉnh sẽ hoàn toàn thất bại khi một bộ phận hoàn hảo, không có vết xước đi qua dây chuyền. Camera sẽ không biết đặt các hộp kiểm tra của bạn ở đâu, và hệ thống sẽ bị hỏng.

Quy tắc

Sử dụng aligner để tìm bộ phận bằng các đặc điểm luôn có mặt (cạnh cứng, góc gia công, lỗ khoan). Sau đó sử dụng các hộp kiểm tra để tìm các lỗi không thể đoán trước. Aligner tìm bộ phận. Các hộp kiểm tra tìm các vấn đề.

2. Không bao giờ căn chỉnh vào các bộ phận chuyển động hoặc nhãn

Nếu bạn căn chỉnh vào một thứ có thể chuyển động độc lập với vật thể chính, chẳng hạn như một sợi dây lỏng, một mảnh bìa carton, hoặc một sticker mã vạch, bạn sẽ vô tình lừa camera dịch chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn đến vị trí sai.

Ví dụ: Hãy tưởng tượng bạn neo aligner của mình vào một sticker mã vạch. Trên bộ phận tiếp theo, một công nhân vô tình dán sticker đó lệch sang trái nửa inch. Camera nhìn thấy sticker dịch chuyển và giả định rằng toàn bộ bộ phận đã dịch chuyển sang trái nửa inch. Nó dịch chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn để bù lại. Nhưng bộ phận kim loại thực tế không di chuyển, chỉ có sticker di chuyển. Bây giờ tất cả các hộp kiểm tra của bạn đang nhìn vào những vị trí sai, gây ra các lỗi giả trên toàn bộ hệ thống.

Quy tắc

Chỉ neo vào các đặc điểm được gắn cố định vĩnh viễn vào thân cứng của bộ phận: cạnh gia công, góc đúc, lỗ khoan, đường viền PCB. Không bao giờ neo vào nhãn, sticker, dây, mảnh bìa, hoặc bất cứ thứ gì mà con người có thể vô tình đặt lại vị trí.

Tóm tắt nhanh: nên căn chỉnh vào cái gì và nên tránh cái gì

Căn chỉnh vào (đặc điểm cố định, cứng)	Không bao giờ căn chỉnh vào (có thể thay đổi hoặc di chuyển)
Cạnh gia công	Vết xước, vết lõm, hoặc các lỗi
Lỗ khoan	Sticker mã vạch hoặc nhãn
Đường viền PCB	Dây hoặc cáp lỏng
Góc hoặc đặc điểm đúc	Mảnh bìa carton hoặc bao bì
Cạnh kim loại dập	Băng keo, chất kết dính, hoặc bút đánh dấu
Hình học đúc hoặc rèn	Bất kỳ đặc điểm nào con người có thể đặt lại vị trí

Giao diện aligner

Đây là giao diện thiết lập aligner. Bạn sẽ thấy hình ảnh template với các đường viền màu làm nổi bật những đặc điểm cạnh mà aligner đang sử dụng làm tham chiếu:

Thiết lập từng bước

1. Chụp hình ảnh template

Đặt một bộ phận tốt, không có lỗi vào trong tầm nhìn của camera. Bộ phận này sẽ trở thành tham chiếu để so sánh với mọi bộ phận trong tương lai.

• Bộ phận phải được chiếu sáng tốt với các cạnh rõ ràng
• Đảm bảo nó sạch sẽ, không có mảnh vụn hoặc dấu hiệu bất thường
• Đặt nó theo cách nó thường xuất hiện trong quá trình sản xuất

Nhấp vào Capture Template Image.

2. Thêm các vùng template

Nhấp vào + Rectangle (hoặc + Circle) để tạo một vùng template. Bạn sẽ đặt 2-3 vùng như vậy.

Nên căn chỉnh theo (các đặc điểm không bao giờ thay đổi):

• Cạnh đã gia công
• Lỗ khoan
• Đường viền PCB
• Đặc điểm đúc khuôn
• Góc dập

KHÔNG nên căn chỉnh theo:

• Bề mặt có kết cấu hoặc biến đổi
• Khu vực có thể xuất hiện lỗi
• Điểm phản chiếu gây chói
• Chi tiết quá nhỏ có thể không xuất hiện trong mọi hình ảnh
• Nhãn hoặc dấu hiệu có thể di chuyển

3. Hiểu về các đường viền nổi bật

Khi bạn đặt một vùng template, bạn sẽ thấy các điểm nổi bật có màu:

• Đường viền xanh lá = Phát hiện cạnh mạnh, có thể sử dụng. Đây là điều bạn mong muốn.
• Đường viền đỏ = Không đủ cạnh. Di chuyển vùng đến một đặc điểm có cạnh rõ ràng hơn.
• Chấm đỏ = Điểm tham chiếu căn chỉnh (trung tâm của tất cả các vùng quan tâm (ROIs)).

4. Loại bỏ các cạnh nhiễu bằng công cụ Ignore

Bước này thường bị bỏ qua bởi hầu hết mọi người, và nó tạo ra sự khác biệt rất lớn.

Nhấp vào Ignore Template Region và tô lên bất kỳ cạnh nào bạn không muốn aligner sử dụng. Loại bỏ:

• Kết cấu nền ngẫu nhiên
• Chói hoặc phản chiếu
• Nhiễu bề mặt
• Cạnh từ mảnh vụn hoặc nhãn
• Bất kỳ cạnh nào có thể thay đổi giữa các bộ phận

5. Điều chỉnh độ nhạy

Thanh trượt độ nhạy điều khiển mức độ tích cực mà aligner phát hiện cạnh bên trong các vùng template của bạn. Độ nhạy cao hơn sẽ bắt được nhiều cạnh hơn, bao gồm cả những cạnh mờ nhạt; độ nhạy thấp hơn chỉ giữ lại những cạnh mạnh nhất.

Quy tắc thực tế: đặt độ nhạy ở giá trị thấp nhất mà vẫn cho ra các điểm nổi bật xanh lá vững chắc trên toàn bộ các vùng template của bạn. Bắt đầu thấp và chỉ tăng lên khi các đặc điểm vẫn hiển thị màu đỏ (không phát hiện đủ cạnh).

• Quá thấp → các vùng template vẫn đỏ; aligner không có đủ đặc điểm để khớp một cách đáng tin cậy
• Quá cao → màu xanh lá lan ra kết cấu nền và nhiễu bề mặt; aligner có thể bám vào các đặc điểm không liên quan và bị rung

Độ nhạy cao + dọn dẹp kỹ lưỡng = kết quả tốt nhất

Nếu bạn cần thêm cạnh, hãy tăng thanh trượt độ nhạy. Nhưng càng tăng độ nhạy, bạn càng cần quay lại bước 4 và tô bỏ các nhiễu mới bằng công cụ Ignore. Hãy coi nó như việc thả một tấm lưới rộng, sau đó cẩn thận chọn ra chỉ những con cá tốt.

6. Đặt phạm vi xoay

Điều này kiểm soát mức độ xoay mà aligner sẽ tìm kiếm:

• ±180°: Tìm bộ phận ở bất kỳ góc xoay nào (toàn bộ 360°). Phù hợp nhất cho hầu hết các ứng dụng.
• ±5-20°: Chỉ khớp nếu bộ phận có hướng gần đúng với hướng dự kiến
• ±0°: Chỉ khớp chính xác góc

Sử dụng góc xoay như một cổng kiểm tra chất lượng

Nếu bạn đặt phạm vi hẹp như ±5° và một bộ phận đi vào với góc xoay 10°, aligner sẽ không khớp được, và bạn có thể sử dụng lỗi này như một tín hiệu loại bỏ. Hữu ích để phát hiện các bộ phận không được định hướng đúng cách.

7. Đặt ngưỡng độ tin cậy

Mức độ tin cậy mà aligner cần đạt được khi tìm thấy kết quả khớp đúng:

• Phạm vi: 0.0 đến 1.0 (phần trăm thấp hơn = khớp nghiêm ngặt hơn)
• Khuyến nghị: 0.6 đến 0.9
• Quá cao → có thể bỏ sót các bộ phận hợp lệ. Quá thấp → có thể khớp sai đặc điểm.

8. Bật Scale Invariant (nếu cần)

Nếu bộ phận của bạn có thể gần hoặc xa camera ±10% (ví dụ: thay đổi chiều cao trên băng tải), hãy bật tùy chọn này. Nếu không, hãy tắt nó để có tốc độ tối đa.

9. Lưu và kiểm tra

Đây là bước quan trọng nhất. Đừng bỏ qua việc kiểm tra.

1. Nhấp Save. Thao tác này huấn luyện và triển khai aligner.
2. Nhấp Live Preview Mode
3. Di chuyển bộ phận xung quanh: trái, phải, lên, xuống
4. Xoay nó trong phạm vi dự kiến của bạn
5. Đặt nó ở các góc của khung hình
6. Thử các bộ phận hợp lệ khác nhau
7. Cố gắng phá vỡ nó. Tìm các vị trí mà nó bị lỗi.

Nếu việc căn chỉnh không theo dõi đáng tin cậy, hãy sửa ngay bây giờ. Nếu bạn tiếp tục và dành thời gian thiết lập các vùng quan tâm (ROI) và huấn luyện AI, rồi sau đó phát hiện ra việc căn chỉnh không đáng tin cậy, bạn sẽ phải quay lại và làm lại tất cả mọi thứ. Đó là mô hình thác nước.

Hạn chế 2D (quan trọng cần biết)

Aligner chỉ hoạt động trong 2D: mặt phẳng phẳng mà camera nhìn thấy. Nó xử lý:

• Chuyển động trái/phải
• Chuyển động lên/xuống
• Xoay (xoay trên mặt phẳng)
• Thay đổi kích thước nhẹ (nếu Scale Invariant được bật)

Nó KHÔNG xử lý:

• Các bộ phận bị cong hoặc uốn
• Các bộ phận nghiêng về phía hoặc ra xa camera
• Bất kỳ biến thể 3D nào

Nếu các bộ phận của bạn có biến thể 3D (một bên gần camera hơn bên kia), hãy bỏ qua aligner hoàn toàn và sử dụng segmenter với huấn luyện location-invariant thay thế. (Segmenter yêu cầu OV20i hoặc OV80i; OV10i chỉ hỗ trợ classifier.)

Khi nào nên bỏ qua aligner

Bạn vẫn cần chụp một hình ảnh template (hệ thống yêu cầu điều đó), nhưng bạn có thể bật Skip Aligner nếu:

• Các bộ phận của bạn nằm trong đồ gá chính xác với chuyển động dưới 1-2 pixel
• Bạn đang sử dụng định vị cơ học đảm bảo vị trí chính xác
• Bạn đang sử dụng segmenter không cần theo dõi vị trí (chỉ OV20i/OV80i)

Tham khảo nhanh

Cài đặt	Khuyến nghị	Điều chỉnh khi...
Vùng template	2-3, càng xa nhau càng tốt	Căn chỉnh bị rung → thêm vùng, trải rộng chúng ra
Độ nhạy	Thấp nhất mà vẫn cho màu xanh lá đậm trên các đặc điểm của bạn	Không đủ cạnh (đỏ) → tăng lên, sau đó loại bỏ nhiễu
Phạm vi xoay	±180° cho hầu hết các ứng dụng	Các bộ phận đi vào với hướng đã biết → thu hẹp phạm vi
Độ tin cậy	0.6-0.9	Khớp sai → tăng. Bỏ sót bộ phận hợp lệ → giảm
Scale invariant	Tắt trừ khi cần	Các bộ phận ở khoảng cách thay đổi so với camera → bật

Khắc Phục Sự Cố Căn Chỉnh

Các vấn đề căn chỉnh phổ biến và cách khắc phục

Vấn đề	Nguyên nhân có thể	Cách khắc phục
ROI không di chuyển theo bộ phận	Skip Aligner đang được bật, hoặc không có vùng template	Tắt skip; thêm vùng template
Căn chỉnh bị giật qua lại	Chỉ có một vùng, hoặc các vùng quá gần nhau	Thêm 2-3 vùng cách xa nhau ở các phía đối diện
Confidence luôn gần 0%	Không có cạnh khả dụng trong các vùng	Di chuyển các vùng đến các đặc điểm có cạnh rõ ràng, mạnh
Khớp sai đối tượng	Các đặc điểm không đủ độc nhất, ngưỡng quá thấp	Chọn các đặc điểm đặc trưng hơn; tăng ngưỡng confidence
Hoạt động trên một số bộ phận, thất bại trên các bộ phận khác	Các vùng được đặt trên đặc điểm thay đổi giữa các bộ phận	Di chuyển các vùng đến các đặc điểm phổ quát (cạnh gia công, lỗ)

Danh Sách Kiểm Tra Căn Chỉnh

Trước khi tiếp tục, hãy xác nhận:

• Hình ảnh template được chụp từ một bộ phận tốt, không có lỗi
• 2-3 vùng template được đặt trên các đặc điểm mạnh, ổn định
• Các vùng được trải rộng nhất có thể trên bộ phận
• Các cạnh nhiễu đã được dọn sạch bằng công cụ Ignore
• Sensitivity được điều chỉnh đủ thấp để tránh nhiễu, đủ cao để có màu xanh lá đậm trên các đặc điểm
• Đã thiết lập phạm vi xoay và ngưỡng confidence
• Đã kiểm tra Live Preview; căn chỉnh theo dõi bộ phận ở mọi vị trí

Căn chỉnh đang hoạt động tốt? Chuyển sang Bước 3: Regions of Interest (ROIs).