AI-POWERED DOCS
What do you want to know?
Bước 2: Alignment
Aligner là phần mạnh mẽ nhất (và thường bị hiểu nhầm nhất) của camera. Một khi bạn hiểu rõ nó, mọi thứ sẽ trở nên rõ ràng. Hãy cùng giải thích một cách đơn giản.
Xem hoạt động thực tế
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 kiểm tra 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
Simulate Real World
Move the part coming down the line.
Legend
Alignment 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 của mỗi con vít. Nhưng điều gì xảy ra khi bảng mạch tiếp theo đi vào bị lệch nhẹ sang trái? Hoặc xoay một độ? Các hộp của bạn giờ đây đang nhìn vào sai vị trí.
Aligner giải quyết vấn đề này. Nó nhìn vào từng 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 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 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 alignment tốt.
Tại sao alignment là nền tảng của mọi thứ
Aligner không chỉ là một tính năng hữu ích. Nó là quân domino đầu tiên trong chuỗi quyết định độ chính xác của toàn bộ quy trình kiểm tra của bạn. Đây là pipeline:
Alignment → ROI Nhỏ Hơn → Cần Ít Dữ Liệu Huấn Luyện Hơn → AI Chính Xác Hơn
Mỗi bước phụ thuộc vào bước trước đó:
- Alignment 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.
- 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 cho chuyển động của bộ phận.
- ROI nhỏ hơn có nghĩa là AI nhìn thấy một khung nhìn được cắt chặt chỉ vào đặc điểm bạn quan tâm (một con vít, một đầu nối, một mối hàn), không phải là một biển nền không liên quan.
- 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.
Aligner không kiểm tra bất cứ thứ gì. Nó không đánh giá pass hay fail. Nhiệm vụ duy nhất của nó là di chuyển động các hộp kiểm tra của bạn để chúng đáp đúng vị trí mỗi lần. Các hộp kiểm tra thực hiện việc kiểm tra thực sự. AI bên trong các hộp đó thực hiện việc đánh giá thực sự. 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 liên kết đầu tiên yếu, mọi thứ ở phía sau đều bị hỏng.
Cách thức hoạt động: hãy nghĩ nó như một trò chơi ghép hình
Aligner hoạt động bằng cách khớp các cạnh. Đây là một cách đơn giản để hình dung:
- Bạn chụp một "ảnh tham chiếu" (hình ảnh template) của một bộ phận hoàn hảo
- Bạn chỉ ra các đặc điểm cụ thể trên bức ảnh đó (góc, cạnh, lỗ) mà trông giống nhau trên mọi bộ phận
- Mỗi khi một bộ phận mới đến, camera tìm những đặc điểm tương tự đó trong hình ảnh mới
- Nó tính toán sự khác biệt: "bộ phận này lệch 5 pixel sang trái, 2 pixel lên trên, và nghiêng 1.2 độ"
- Nó di chuyển tất cả các hộp kiểm tra của bạn chính xác 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 việc căn chỉnh
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 như thế 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 nó có bị lệch hay không, và lệch chính xác 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 ở mức 0,5 độ. Nhưng với hai vùng ở hai bên đối diện, cùng sai số đó trung bình chỉ còn khoảng 0,05 độ, chính xác gấp mười lần.
Quan trọng: những gì KHÔNG nên căn chỉnh theo
Đây là nguyên nhân số một 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 theo các lỗi (defects)
Defects không thể đoán trước được. Một vết xước, vết lõm hoặc một con ốc bị thiếu có thể trông hoàn toàn khác nhau trên mỗi bộ phận, hoặc có thể không tồn tại.
Nếu bạn bảo camera sử dụng một vết xước làm điểm neo, việc căn chỉnh sẽ hoàn toàn thất bại khi một bộ phận tốt, không có vết xước đi qua dây chuyền. Camera sẽ không biết đặt các inspection boxes ở đâu, và hệ thống sẽ bị hỏng.
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 inspection boxes để tìm các lỗi không thể đoán trước. Aligner tìm bộ phận. Inspection boxes tìm các vấn đề.
2. Không bao giờ căn chỉnh theo các bộ phận di chuyển hoặc nhãn mác
Nếu bạn căn chỉnh theo thứ gì đó có thể di chuyển độc lập với vật thể chính, như dây điện lỏng, nắp bìa cứng, hoặc nhãn mã vạch, bạn sẽ vô tình đánh lừa camera dịch chuyển tất cả các inspection boxes đến vị trí sai.
Ví dụ: Hãy tưởng tượng bạn neo aligner vào một nhãn mã vạch. Trên bộ phận tiếp theo, một công nhân vô tình đặt nhãn đó lệch sang trái nửa inch. Camera thấy nhãn di chuyển và giả định toàn bộ bộ phận đã dịch chuyển nửa inch sang trái. Nó dịch chuyển tất cả inspection boxes của bạn để bù đắp. Nhưng bộ phận kim loại thực tế không di chuyển, chỉ có nhãn di chuyển. Bây giờ tất cả các inspection boxes của bạn đang nhìn vào các vị trí sai, gây ra các lỗi sai (false failures) trên toàn bộ hệ thống.
Chỉ neo vào các đặc điểm được cố định vĩnh viễn vào phần thân cứng của bộ phận: cạnh gia công, góc đúc khuôn, lỗ khoan, đường viền PCB. Không bao giờ neo vào nhãn, sticker, dây điện, nắp, hoặc bất cứ thứ gì con người có thể vô tình đặt lại vị trí.
Tóm tắt nhanh: nên căn chỉnh theo gì so với nên tránh gì
| Căn chỉnh theo (đặc điểm cố định, cứng) | Không bao giờ căn chỉnh theo (thay đổi hoặc di chuyển được) |
|---|---|
| Cạnh gia công | Vết xước, vết lõm hoặc defects |
| Lỗ khoan | Nhãn mã vạch hoặc nhãn mác |
| Đường viền PCB | Dây điện hoặc cáp lỏng |
| Góc hoặc đặc điểm đúc khuôn | 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 đặt lại vị trí |
Giao diện aligner
Đây là giao diện thiết lập aligner. Bạn sẽ thấy hình ảnh template của mình với các đường viền màu làm nổi bật những đặc điểm tham chiếu mà aligner đang sử dụng:
Thiết lập từng bước
1. Chụp hình ảnh template
Đặt một bộ phận tốt, không có lỗi trong trường 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 vết bất thường
- Đặt nó theo cách nó 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 gì nên căn chỉnh theo (các đặc điểm không bao giờ thay đổi):
- Các cạnh đã gia công
- Các lỗ đã khoan
- Đường viền PCB
- Các đặc điểm đúc khuôn
- Các góc dập
Những gì KHÔNG nên căn chỉnh theo:
- Các bề mặt có kết cấu hoặc biến đổi
- Các khu vực có thể xuất hiện lỗi
- Các điểm phản chiếu tạo ra ánh chói
- Các chi tiết nhỏ có thể không nhìn thấy trong mọi hình ảnh
- Nhãn hoặc dấu hiệu có thể di chuyển
3. Hiểu về các đường viền được làm nổi bật
Khi bạn đặt một vùng template, bạn sẽ thấy các đường viền được tô màu:
- Đường viền màu xanh lá = Các cạnh mạnh, có thể sử dụng đã được phát hiện. Đây là điều bạn muốn.
- Đường viền màu 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 kiểm tra của bạn).
4. Dọn dẹp các cạnh nhiễu bằng công cụ Ignore
Bước này thường bị hầu hết mọi người bỏ qua, nhưng 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 chiếu
- Nhiễu bề mặt
- Các 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 quyết liệt mà aligner phát hiện các cạnh bên trong vùng template của bạn. Độ nhạy cao hơn sẽ phát hiện nhiều cạnh hơn, bao gồm cả các cạnh mờ nhạt; độ nhạy thấp hơn chỉ giữ lại các cạnh mạnh nhất.
Quy tắc thực tế: đặt độ nhạy ở giá trị thấp nhất mà vẫn cho bạn các đường viền xanh lá rõ ràng trên các vùng template. 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 → các vùng template vẫn đỏ; aligner không có đủ đặc điểm để khớp một cách đáng tin cậy
- Quá cao → màu xanh lá lan sang kết cấu nền và nhiễu bề mặt; aligner có thể khóa vào các đặc điểm không liên quan và dao động
Nếu bạn cần nhiều cạnh hơn, hãy tăng thanh trượt độ nhạy. Nhưng càng tăng độ nhạy, việc quay lại bước 4 và tô bỏ nhiễu mới bằng công cụ Ignore càng quan trọng. Hãy coi đó như việc thả một tấm lưới rộng, sau đó cẩn thận chỉ chọn ra những con cá tốt.
6. Thiết lập 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). Tốt nhất cho hầu hết các ứng dụng.
- ±5-20°: Chỉ khớp nếu bộ phận ở gần đúng hướng mong đợi
- ±0°: Chỉ khớp chính xác góc
Nếu bạn thiết lập 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 lỗi này như một tín hiệu loại bỏ. Tiện lợi để phát hiện các bộ phận không được định hướng đúng.
7. Thiết lập 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 ở gần hoặc xa camera ±10% (ví dụ, thay đổi chiều cao trên băng tải), hãy bật tính năng này. Nếu không, hãy tắt nó để đạt tốc độ tối đa.
9. Lưu và kiểm tra
Đây là bước quan trọng nhất. Không được bỏ qua việc kiểm tra.
- Nhấp vào Save. Thao tác này sẽ huấn luyện và triển khai aligner.
- Nhấp vào Live Preview Mode
- Di chuyển bộ phận xung quanh: trái, phải, lên, xuống
- Xoay nó trong phạm vi mong đợi của bạn
- Đặt nó vào các góc của khung hình
- Thử các bộ phận hợp lệ khác nhau
- Cố gắng làm nó thất bại. Tìm các vị trí mà nó không hoạt động.
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 kiểm tra và huấn luyện AI, rồi mới phát hiện ra việc căn chỉnh không đáng tin cậy, bạn sẽ phải quay lại và làm lại mọi thứ. Đó là kiểu waterfall.
Giới hạn 2D (quan trọng cần biết)
Aligner chỉ hoạt động trong 2D: mặt phẳng phẳng mà camera nhìn thấy. Nó xử lý:
- Di chuyển trái/phải
- Di chuyển 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 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 thay vào đó sử dụng segmenter với huấn luyện location-invariant.
Khi nào nên bỏ qua aligner
Bạn vẫn cần chụp một hình ảnh template (hệ thống yêu cầu điều này), nhưng bạn có thể bật Skip Aligner nếu:
- Các bộ phận của bạn ở trong đồ gá chính xác với chuyển động dưới 1-2 pixel
- Bạn đang sử dụng cơ cấu định vị cơ khí đảm bảo vị trí chính xác
- Bạn đang sử dụng segmenter không cần theo dõi vị trí
Tham chiếu nhanh
| Cài đặt | Khuyến nghị | Điều chỉnh khi... |
|---|---|---|
| Template regions | 2-3, càng xa nhau càng tốt | Căn chỉnh bị rung → thêm vùng, dàn trải chúng ra |
| Sensitivity | Thấp nhất mà vẫn cho màu xanh lá rõ trên các đặc điểm của bạn | Không đủ cạnh (đỏ) → tăng lên, sau đó dọn dẹp nhiễu |
| Rotation range | ±180° cho hầu hết các ứng dụng | Các bộ phận đến với hướng đã biết → thu hẹp phạm vi |
| Confidence | 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 bật, hoặc không có vùng template | Tắt skip; thêm vùng template |
| Căn chỉnh bị rung 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 (confidence) luôn gần 0% | Không có cạnh sử dụng được trong các vùng | Di chuyển các vùng đến các đặc điểm có cạnh rõ ràng và mạnh |
| Khớp sai đối tượng | Các đặc điểm không đủ độc đáo, 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 các đặc điểm thay đổi giữa các bộ phận | Di chuyển các vùng đến các đặc điểm phổ quát (cạnh gia công, lỗ khoan) |
Danh sách kiểm tra căn chỉnh
Trước khi tiếp tục, hãy xác nhận:
- Hình ảnh template đã được chụp từ một bộ phận tốt, không có lỗi
- Đã đặt 2-3 vùng template trên các đặc điểm mạnh và ổn định
- Các vùng được phân bố cách xa nhau nhất có thể trên bộ phận
- Các cạnh nhiễu đã được làm sạch bằng công cụ Ignore
- Độ nhạy (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 hoạt động tốt? Chuyển sang Bước 3: Inspection Regions.