เทคโนโลยีการวัดสายตาอัตโนมัติและแนวโน้มการพัฒนา

ในฐานะเทคโนโลยีการตรวจสอบด้วยภาพ เทคโนโลยีการวัดภาพจำเป็นต้องวัดผลเชิงปริมาณ ความแม่นยำในการวัดเป็นดัชนีสำคัญที่เทคโนโลยีนี้มุ่งเน้นมาโดยตลอด ระบบการวัดภาพมักใช้อุปกรณ์เซ็นเซอร์รับภาพ เช่น CCD เพื่อรับข้อมูลภาพ แปลงเป็นสัญญาณดิจิทัล และรวบรวมเข้าคอมพิวเตอร์ จากนั้นจึงใช้เทคโนโลยีการประมวลผลภาพเพื่อประมวลผลสัญญาณภาพดิจิทัลเพื่อให้ได้ภาพต่างๆ ที่ต้องการ การคำนวณความคลาดเคลื่อนของขนาด รูปร่าง และตำแหน่งทำได้โดยใช้เทคนิคการปรับเทียบเพื่อแปลงข้อมูลขนาดภาพในระบบพิกัดภาพให้เป็นข้อมูลขนาดจริง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของกำลังการผลิตภาคอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีการประมวลผลที่พัฒนาขึ้น ผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่มีขนาดสุดขั้วสองขนาด ได้แก่ ขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ได้ปรากฏขึ้น ตัวอย่างเช่น การวัดขนาดภายนอกของเครื่องบิน การวัดส่วนประกอบสำคัญของเครื่องจักรขนาดใหญ่ การวัด EMU การวัดขนาดวิกฤตของส่วนประกอบขนาดเล็ก แนวโน้มของการย่อขนาดอุปกรณ์ต่างๆ การวัดขนาดวิกฤตของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีชีวภาพ ฯลฯ ล้วนนำมาซึ่งภารกิจใหม่ๆ ในการทดสอบเทคโนโลยี เทคโนโลยีการวัดภาพมีช่วงการวัดที่กว้างขึ้น การใช้การวัดเชิงกลแบบดั้งเดิมทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็กนั้นค่อนข้างยาก เทคโนโลยีการวัดภาพสามารถผลิตวัตถุที่วัดได้ในสัดส่วนที่กำหนดตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำ การซูมออกหรือซูมเข้าเพื่อทำงานวัดที่ไม่สามารถทำได้ด้วยการวัดเชิงกล ดังนั้น ไม่ว่าจะเป็นการวัดขนาดใหญ่หรือขนาดเล็ก บทบาทสำคัญของเทคโนโลยีการวัดภาพจึงชัดเจน

โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วนที่มีขนาดตั้งแต่ 0.1 มม. ถึง 10 มม. เรียกว่าชิ้นส่วนขนาดเล็ก (micro parts) และชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกนิยามในระดับสากลว่าเป็นชิ้นส่วนระดับเมโซสเกล (mesoscale parts) ความแม่นยำของชิ้นส่วนเหล่านี้ค่อนข้างสูง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับไมครอน โครงสร้างมีความซับซ้อน และวิธีการตรวจจับแบบดั้งเดิมจึงตอบสนองความต้องการในการวัดได้ยาก ระบบการวัดภาพได้กลายเป็นวิธีการทั่วไปในการวัดชิ้นส่วนขนาดเล็ก ขั้นแรก เราต้องสร้างภาพชิ้นส่วนที่กำลังทดสอบ (หรือคุณลักษณะสำคัญของชิ้นส่วนที่กำลังทดสอบ) ผ่านเลนส์ออปติคัลที่มีกำลังขยายเพียงพอบนเซ็นเซอร์รับภาพที่มีขนาดตรงกัน จากนั้นจึงสร้างภาพที่มีข้อมูลของเป้าหมายการวัดที่ตรงตามข้อกำหนด และรวบรวมภาพเข้าสู่คอมพิวเตอร์ผ่านการ์ดรับภาพ จากนั้นจึงประมวลผลภาพและคำนวณผ่านคอมพิวเตอร์เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การวัด

เทคโนโลยีการวัดภาพในสาขาชิ้นส่วนขนาดเล็กมีแนวโน้มการพัฒนาหลักๆ ดังนี้ 1. พัฒนาความแม่นยำในการวัดให้ดียิ่งขึ้น ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม ความต้องการความแม่นยำสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กจะได้รับการพัฒนาให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัดของเทคโนโลยีการวัดภาพ ขณะเดียวกัน ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์เซ็นเซอร์ภาพ อุปกรณ์ความละเอียดสูงก็สร้างเงื่อนไขในการปรับปรุงความแม่นยำของระบบ นอกจากนี้ การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีซับพิกเซลและเทคโนโลยีซูเปอร์เรโซลูชั่นจะให้การสนับสนุนทางเทคนิคเพื่อพัฒนาความแม่นยำของระบบอีกด้วย
2. ปรับปรุงประสิทธิภาพการวัด การใช้ชิ้นส่วนขนาดเล็กในอุตสาหกรรมกำลังเติบโตในระดับเรขาคณิต งานวัดหนักอย่างการวัดแบบอินไลน์ 100% และแบบจำลองการผลิตจำเป็นต้องวัดอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการพัฒนาความสามารถของฮาร์ดแวร์ เช่น คอมพิวเตอร์ และการปรับปรุงอัลกอริทึมการประมวลผลภาพอย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพของระบบเครื่องมือวัดภาพก็จะดีขึ้น
3. การแปลงส่วนประกอบขนาดเล็กจากโหมดการวัดแบบจุดเป็นโหมดการวัดโดยรวม เทคโนโลยีเครื่องมือวัดภาพที่มีอยู่ในปัจจุบันมีข้อจำกัดด้านความแม่นยำในการวัด โดยพื้นฐานแล้วจะสร้างภาพพื้นที่สำคัญในส่วนประกอบขนาดเล็ก เพื่อให้สามารถวัดจุดสำคัญได้ การวัดทั้งเส้นชั้นความสูงและจุดสำคัญทั้งหมดเป็นเรื่องยาก

ด้วยการปรับปรุงความแม่นยำในการวัด การได้รับภาพที่สมบูรณ์ของชิ้นส่วน และการวัดค่าความคลาดเคลื่อนของรูปร่างโดยรวมอย่างแม่นยำสูง จะถูกนำไปใช้ในสาขาต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ
กล่าวโดยสรุป ในด้านการวัดองค์ประกอบระดับไมโคร เทคโนโลยีการวัดภาพความแม่นยำสูงประสิทธิภาพสูงจะกลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญของเทคโนโลยีการวัดความแม่นยำอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น ระบบฮาร์ดแวร์รับภาพจึงมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นในด้านคุณภาพของภาพ การจัดวางตำแหน่งขอบภาพ การสอบเทียบระบบ และอื่นๆ อีกทั้งยังมีโอกาสนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางและมีความสำคัญทางการวิจัยอย่างมาก เทคโนโลยีนี้จึงกลายเป็นศูนย์กลางการวิจัยที่สำคัญทั้งในและต่างประเทศ และกลายเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้ที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีการตรวจสอบด้วยภาพ