Bước 2: Căn Chỉnh (Alignment)

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

Xem hoạt động thực tế

Hãy thử nghiệm với trình mô phỏng trước khi bạn 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 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 quanh vị trí mỗi con vít. Nhưng điều gì xảy ra khi bảng mạch tiếp theo đến hơi lệch sang trái? Hoặc xoay đi một độ? Các hộp của bạn giờ đang nhìn vào sai vị trí.

Aligner giải quyết vấn đề này. Nó xem xét mỗi hình ảnh mới, xác định vị trí mà bộ phận đã di chuyển đến, và dịch chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn để khớp với vị trí mới. Nó giống như có một trợ lý nói rằng "bảng mạch đã dịch sang trái 3 pixel 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 chúng nhỏ hơn. Và các hộp nhỏ hơn cần ít dữ liệu hơn để huấn luyện AI. Đó là một lợi ích nối tiếp 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 của bạn. Đây là quy trình:

Căn chỉnh → 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 khoảng đệm để bù trừ cho sự di chuyển của bộ phận.
3. ROI nhỏ hơn có nghĩa là AI nhìn thấy một khung hình được cắt sát chỉ vào đặc điểm 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 lỡ

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 động các hộp kiểm tra của bạn để chúng đáp xuống 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 hiện việc đánh giá thực tế. 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 nó hoạt động: hãy nghĩ về nó như một câu đố ghép hình

Aligner hoạt động bằng cách khớp các cạnh. Đây là cách đơn giản để hình dung:

1. Bạn chụp một "ảnh tham chiếu" (hình ảnh template) của một bộ phận hoàn hảo
2. Bạn chỉ vào 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 những đặc điểm tương tự đó trong hình ảnh mới
4. Nó tính toán sự khác biệt: "bộ phận này lệch trái 5 pixel, lên 2 pixel, và nghiêng 1.2 độ"
5. Nó di chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn đúng theo lượng đó

Nó giống như chơi 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 việc 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 có hoạt động hoàn hảo hay bị giật một cách khó chịu. Đây là lý do:

Hãy nghĩ theo cách này: Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng xác định xem một khung ảnh 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 bị nghiêng
• Nếu bạn nhìn vào hai góc đối diện (trên-trái và dưới-phải), bạn có thể ngay lập tức biết được liệu nó có bị lệch hay không, và lệch bao nhiêu

Nguyên tắc tương tự áp dụng cho aligner. Với một vùng ở một bên của bộ phận, một sai số đo lường nhỏ 0.5 độ vẫn giữ ở mức 0.5 độ. Nhưng với hai vùng ở hai bên đối diện, sai số đó được trung bình hóa xuống còn khoảng 0.05 độ, chính xác gấp mười lần.

Quan trọng: KHÔNG nên căn chỉnh vào cái gì

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

1. Không bao giờ căn chỉnh vào lỗi

Lỗi là không thể dự đoán 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 xuất hiện.

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 ở đâu, và hệ thống sẽ bị lỗi.

Quy Tắc

Sử dụng aligner để tìm bộ phận bằng cách sử dụng các đặc điểm luôn tồn tại (cạnh cứng, góc gia công, lỗ khoan). Sau đó sử dụng hộp kiểm tra để tìm các lỗi không thể dự đoán được. Aligner tìm bộ phận. 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 thứ gì đó có thể di chuyển độc lập với đối tượng chính, như dây điện lỏng, nắp bìa cứng, hoặc nhãn dán mã vạch, bạn sẽ vô tình đánh lừa camera dịch chuyển tất cả các hộp kiểm tra đến vị trí sai.

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

Quy Tắc

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

Tóm tắt nhanh: căn chỉnh vào cái gì vs. cần tránh cái gì

Căn chỉnh vào (đặc điểm cố định, cứng)	Không bao giờ căn chỉnh vào (biến đổi hoặc di động)
Cạnh gia công	Vết xước, vết lõm hoặc lỗi
Lỗ khoan	Nhãn dán mã vạch hoặc nhãn
Đường viền PCB	Dây điện hoặc cáp lỏng
Góc hoặc đặc điểm đúc	Nắp bìa cứng hoặc bao bì
Cạnh kim loại dập	Băng dính, keo dán, hoặc bút đánh dấu
Hình học đúc hoặc rèn	Bất kỳ đặc điểm nào con người có thể di chuyển

Giao diện aligner

Đây là giao diện màn hình thiết lập aligner. Bạn sẽ thấy hình ảnh template của mình với các đường viền cạnh được tô màu cho biết aligner đang sử dụng các đặc điểm nào làm tham chiếu:

Thiết lập từng bước

1. Chụp hình ảnh template

Đặt một bộ phận tốt, không có lỗi 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 cần được chiếu sáng tốt với các cạnh rõ ràng
• Đảm bảo nó sạch sẽ, không có mảnh vụn hoặc dấu vết bất thường
• Đặt nó theo cách thường xuất hiện trong 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.

Những đặc điểm nên căn chỉnh theo (đặc điểm không bao giờ thay đổi):

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

Những đặc điểm KHÔNG nên căn chỉnh theo:

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

3. Hiểu về các đường viền cạnh được tô màu

Khi bạn đặt một vùng template, bạn sẽ thấy các đường viền được tô màu:

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

4. Loại bỏ các cạnh nhiễu bằng công cụ Ignore

Bước này thường bị hầu hết mọi người bỏ qua, 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
• Ánh chói hoặc phản xạ
• 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 (sensitivity slider) điều khiển mức độ aggressive khi aligner phát hiện các cạnh bên trong vùng template của bạn. Độ nhạy cao hơn sẽ bắt được nhiều cạnh hơn, bao gồm cả những cạnh mờ hoặc không rõ; 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 đường viền màu xanh lá vững chắc trên các vùng template của bạn. Bắt đầu ở mức thấp và chỉ tăng lên khi các đặc điểm vẫn hiển thị màu đỏ (không đủ cạnh được phát hiện).

• Quá thấp → 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 rung lắc

Độ nhạy cao + dọn dẹp triệt để = kết quả tốt nhất

Nếu bạn cần nhiều cạnh hơn, hãy tăng thanh trượt độ nhạy. Nhưng càng tăng độ nhạy, càng quan trọng phải quay lại bước 4 và tô bỏ các nhiễu mới bằng công cụ Ignore. Hãy nghĩ về nó như việc thả một tấm lưới rộng, sau đó cẩn thận chỉ chọn ra 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 về 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 bị xoay 10°, aligner sẽ không khớp được, và bạn có thể sử dụng sự thất bại 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 có để xác nhận đã 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 hơn hoặc xa hơn camera ±10% (ví dụ như sự thay đổi chiều cao trên băng tải), hãy bật tùy chọn này. Nếu không, hãy để tắt 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 sẽ 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 làm cho nó thất bại. Tìm các vị trí mà nó không hoạt động.

Nếu việc căn chỉnh không theo dõi được một cách đáng tin cậy, hãy sửa ngay bây giờ. Nếu bạn tiếp tục và dành thời gian để 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 mọi thứ. Đó là kiểu thác nước.

Hạn chế 2D (cần biết)

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

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

Nó KHÔNG xử lý:

• Các bộ phận bị cong vênh hoặc uốn cong
• Các bộ phận nghiêng về phía hoặc ra xa camera
• Bất kỳ sự thay đổi 3D nào

Nếu các bộ phận của bạn có sự thay đổi 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.

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 một 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

Tham khảo nhanh

Cài đặt	Khuyến nghị	Điều chỉnh khi...
Template regions	2-3, càng xa nhau càng tốt	Việc căn chỉnh bị rung → thêm vùng, dàn trải chúng ra
Sensitivity	Mức 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
Rotation range	±180° cho hầu hết các ứng dụng	Các bộ phận có hướng đã biết → thu hẹp phạm vi
Confidence	0.6-0.9	Khớp sai → tăng. Bỏ sót các bộ phận hợp lệ → giảm
Scale invariant	Tắt trừ khi cần	Các bộ phận ở khoảng cách khác nhau so với camera → bật

Khắc phục sự cố căn chỉnh

Các vấn đề căn chỉnh thường gặp và cách khắc phục

Vấn đề	Nguyên nhân có thể	Cách khắc phục
ROI không di chuyển theo bộ phận	Skip Aligner đang 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
Độ tin cậy luôn gần 0%	Không có cạnh khả dụng trong các vùng	Di chuyển các vùng đến các đặc điểm có cạnh mạnh, rõ ràng
Khớp nhầm đối tượng	Các đặc điểm không đủ độc đáo, ngưỡng quá thấp	Chọn các đặc điểm đặc trưng hơn; tăng ngưỡng độ tin cậy
Hoạt động trên một số bộ phận, thất bại trên các bộ phận khác	Các vùng được đặt trên các 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 càng xa nhau càng tốt trên bộ phận
• Các cạnh nhiễu đã được dọn dẹp bằng công cụ Ignore
• Độ nhạy được điều chỉnh đủ thấp để tránh nhiễu, đủ cao để có màu xanh đậm trên các đặc điểm
• Đã thiết lập phạm vi xoay và ngưỡng độ tin cậy
• Đã kiểm tra Live Preview; căn chỉnh theo dõi bộ phận ở mọi vị trí

Căn chỉnh hoạt động tốt? Chuyển sang Bước 3: Vùng Quan Tâm (ROIs).