用于对制成的幅材进行检测的虚拟相机阵列制造技术

本发明专利技术公开了用于检测移动幅材(112)的系统和方法，该系统和方法包括在成像区域处对幅材的一部分进行成像的多个图像捕获装置(113)。由该图像捕获装置中的每个图像捕获装置在相应成像区域处捕获的图像数据被组合以形成虚拟相机数据阵列(105)，该虚拟相机数据阵列表示与成像区域中的每个成像区域相关联的图像数据与成像区域相对于幅材的对应物理定位的对齐。由多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置生成的图像输出信号可由单个图像处理器或多个图像处理器(114)处理，图像处理器的数量小于图像捕获装置的数量。一个或多个处理器被布置用于生成形成虚拟相机阵列的图像数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对制成的幅材进行检测的虚拟相机阵列相关申请的交叉引用本申请要求2018年1月31日提交的美国临时专利申请62/624272的权益，该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术介绍
用于制备各种类型的卷材产品(诸如聚酯膜、纸材和金属)的制造过程通常涉及在长的连续片材(称为幅材)中制造产品。幅材本身通常为在一个方向(“横维方向”或“宽度尺寸”)上具有固定尺寸、或者在正交方向(“顺维方向”或“长度尺寸”或“纵向方向”)上具有预先确定的或未确定的长度、以及在幅材的顶部和底部外部平坦表面之间具有标称厚度尺寸的材料。在用于制备和处理幅材的各种制造过程中，幅材可沿平行于幅材的长度尺寸(顺维方向)并且垂直于幅材的宽度尺寸(横维方向)延伸的纵向轴线被传送。在制造过程中使用各种装置来传送幅材，诸如辊或其他类型的支撑机构。在制造使用幅材的最终产品的过程中的某个时间点，可将幅材划分成幅材材料的单个部分以形成幅材的“部件”。这些部件可包括具有形状诸如矩形周边的幅材材料片，并且可包括或可不包括在该形状内形成的幅材材料的空隙的切口部分。一旦从幅材材料转换，就可将部件施加到装置，诸如计算机监视器屏幕或移动装置(诸如智能电话)的显示屏，例如作为可覆盖装置的外表面的一些部分的膜层。根据具体应用，每单片幅材材料，或者在一些实施方案中，整个幅材，可能需要符合关于与幅材产品相关联的某些物理特性和/或功能特性的一个或多个标准。例如，与表面缺陷有关的质量(诸如机器缺陷)、幅材中诸如气泡或其他不规则的异常，以及与印刷到幅材上或并入幅材中的图案有关的质量，可为幅材的质量和/或性能特性的示例，这些质量和/或性能特性可由客户和/或由其他监管要求诸如政府安全法规来规定和/或要求。这些质量和/或性能特性可适用于最终成为用于使用幅材产品的特定应用的最终产品(例如，部件)的每片幅材材料，或者可应用于整个幅材材料。可能需要对幅材材料本身或将在最终产品中使用的幅材材料的单个部分进行各种类型和/或水平的检测，以对幅材材料和/或将被转换成或已经被转换成部件的各个幅材材料片进行检测，从而确保和/或证明符合这些客户和/或监管要求。在传统的幅材检测系统中，可使用多相机检测系统来对跨被检测幅材的横维尺寸延伸的幅材的部分进行成像。多相机检测系统的每个相机都耦接到计算装置的单个图像处理器，其中实际上仅利用总可用处理器能力的一部分来处理捕获的图像数据。这些传统的布置可能导致图像处理器的容量浪费、额外的花费以及缺乏配置检测系统以检测不同类型的幅材和/或针对正经历成像过程的幅材进行测量或测试的不同特性的灵活性。
技术实现思路
本文所述的系统、装置和方法包括使用多个图像捕获装置(例如，相机)对制成的幅材进行成像的布置，其中由该多个图像捕获装置捕获的图像数据被组合以形成“虚拟相机数据阵列”，该虚拟相机数据阵列包括来自该多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置的图像数据，该多个图像捕获装置在空间上同步到该幅材的特定物理位置，在该特定物理位置处每个图像捕获装置对该幅材进行成像。在一些实施方案中，虚拟相机数据阵列可由单个图像处理器或多个图像处理器生成，图像处理器的数量小于提供用于形成虚拟相机数据阵列的图像数据的图像捕获装置的数量。该技术可提供对用于处理图像数据的处理器的可用处理能力的更有效利用，从而使处理器效率最大化并降低成本。由图像捕获装置提供的图像数据可包括幅材的与之重叠的成像部分，并且处理图像数据以生成虚拟相机数据阵列可包括处理以移除冗余(重复)数据、以及用于准备虚拟相机数据阵列以供进一步分析的其他处理程序。将由多个图像捕获装置捕获的图像数据组合成单个虚拟相机数据阵列可简化对数据(例如用于检测幅材中的缺陷以及用于确定与成像幅材相关联的一个或多个状态的数据)的分析。此外，在一些实施方案中，当幅材连续前进经过图像捕获装置时，使用针对由对幅材成像的多个图像捕获装置捕获的图像数据而形成的单个虚拟相机数据阵列，允许对该幅材的各个方面(诸如与幅材相关联的图案)进行分析，否则可能很难基于每个图像捕获装置提供的单个图像数据进行分析。作为一个示例，本专利技术涉及一种用于检测幅材的方法，该方法包括：当幅材沿该幅材的顺维尺寸前进时，由多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置对跨该幅材的横维尺寸延伸的多个成像区域进行成像；以及由该多个图像捕获装置生成图像输出信号，该图像输出信号包括由该多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置捕获并分别对应于该幅材的该多个成像区域中的每个成像区域的图像数据。该方法还包括：由处理电路将针对横维尺寸上的多个成像区域捕获的图像数据对齐，以生成与在幅材的相同顺维尺寸位置处跨该幅材的该横维尺寸延伸的该幅材的虚拟图像区域相对应的图像数据；以及由处理电路组合来自多个成像区域的图像数据，以从这些虚拟图像区域移除冗余数据并且生成与从该幅材的该多个成像区域捕获的图像数据相对应的虚拟相机阵列。该方法还包括由至少一个检测系统分析虚拟相机阵列以确定幅材的至少一个检测状态。又如，本专利技术涉及一种用于检测幅材的系统，该系统包括成像工位，该成像工位被配置为将该幅材在该幅材的顺维尺寸上推进通过生产线，经过成像工位；以及多个图像捕获装置，该多个图像捕获装置被定位在成像工位处，并且被配置为在该幅材沿顺维尺寸前进通过该成像工位时，对在该幅材的横维尺寸上延伸的多个成像区域进行成像并生成图像输出信号，这些图像输出信号包括由该多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置捕获并且分别对应于该幅材的该多个成像区域中的每个成像区域的图像数据。该系统还包括处理电路，该处理电路被配置为将针对横维尺寸上的多个成像区域捕获的图像数据对齐，以生成与在幅材的相同顺维尺寸位置处跨该幅材的该横维尺寸延伸的该幅材的虚拟图像区域相对应的图像数据，以及组合来自多个成像区域的图像数据，以从这些虚拟图像区域移除冗余数据并且生成与从该幅材的该多个成像区域捕获的图像数据相对应的虚拟相机阵列。该系统还包括至少一个检测系统，该至少一个检测系统被配置为分析虚拟相机阵列以确定幅材的至少一个检测状态。又如，本公开涉及一种用于检测包括幅材上的印刷图案的幅材的方法，该方法包括：在该幅材在生产线中沿该幅材的顺维尺寸被推进时，由多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置对跨该幅材的横维尺寸延伸并且在顺维尺寸上沿成像行延伸的多个成像区域进行成像；以及由该多个图像捕获装置生成图像输出信号，该图像输出信号包括由该多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置捕获并分别对应于该幅材的该多个成像区域中的每个成像区域的图像数据。该方法还包括由处理电路将针对在横维尺寸上彼此对齐的多个成像区域捕获的图像数据对齐，以生成与该幅材的虚拟图像区域相对应的图像数据，该幅材的虚拟图像区域在该幅材的相同顺维尺寸位置处跨该幅材的该横维尺寸延伸并且将对应于该幅材的印刷图案的图像数据在与该印刷图案在该幅材上的相同相对位置对齐；以及由处理电路组合来自多个成像区域的图像数据，以从这些虚拟图像区域移除冗余数据并且生成与从该幅材的该多个成像区域捕获的图像数据相对应的虚拟相机阵列。该方法还包括由至少一个检测系统分析虚拟相机阵列，以确定包括在幅材内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测幅材的方法，所述方法包括：/n在所述幅材沿所述幅材的顺维尺寸前进时，由多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置对跨所述幅材的横维尺寸延伸的多个成像区域进行成像；/n由所述多个图像捕获装置生成图像输出信号，所述图像输出信号包括由所述多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置捕获并且分别对应于所述幅材的所述多个成像区域中的每个成像区域的图像数据；/n由处理电路将针对所述横维尺寸上的所述多个成像区域捕获的所述图像数据对齐，以生成与在所述幅材的相同顺维尺寸位置处跨所述幅材的所述横维尺寸延伸的所述幅材的虚拟图像区域相对应的图像数据；/n由所述处理电路组合来自所述多个成像区域的所述图像数据，以从所述虚拟图像区域移除冗余数据并且生成与从所述幅材的所述多个成像区域捕获的图像数据相对应的虚拟相机阵列；以及/n由至少一个检测系统分析所述虚拟相机阵列以确定所述幅材的至少一个检测状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 US 62/624,2721.一种用于检测幅材的方法，所述方法包括：
在所述幅材沿所述幅材的顺维尺寸前进时，由多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置对跨所述幅材的横维尺寸延伸的多个成像区域进行成像；
由所述多个图像捕获装置生成图像输出信号，所述图像输出信号包括由所述多个图像捕获装置中的每个图像捕获装置捕获并且分别对应于所述幅材的所述多个成像区域中的每个成像区域的图像数据；
由处理电路将针对所述横维尺寸上的所述多个成像区域捕获的所述图像数据对齐，以生成与在所述幅材的相同顺维尺寸位置处跨所述幅材的所述横维尺寸延伸的所述幅材的虚拟图像区域相对应的图像数据；
由所述处理电路组合来自所述多个成像区域的所述图像数据，以从所述虚拟图像区域移除冗余数据并且生成与从所述幅材的所述多个成像区域捕获的图像数据相对应的虚拟相机阵列；以及
由至少一个检测系统分析所述虚拟相机阵列以确定所述幅材的至少一个检测状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像区域的至少一个子集沿所述幅材的横维尺寸对齐，并且其中所述成像区域的每个子集沿所述幅材的所述横维尺寸与所述成像区域的所述子集的至少一个其他成像区域重叠。


3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述成像区域的至少一个子集形成在所述幅材的所述顺维尺寸上延伸的交错图案，并且其中所述成像区域的每个子集沿所述幅材的所述横维尺寸不与所述成像区域的所述子集的所述其他成像区域中的任何成像区域重叠，
所述方法还包括将针对所述顺维尺寸上的所述成像区域的所述子集捕获的所述图像数据对齐，以生成与在所述幅材的相同顺维尺寸位置处跨所述幅材的所述横维尺寸延伸的所述幅材的所述虚拟图像区域相对应的所述图像数据。


4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中由所述多个图像捕获装置生成的所述图像输出信号包括原始视频数据。


5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括在用所述至少一个检测系统分析所述虚拟相机阵列之前对所述虚拟相机阵列进行预处理。


6.根据权利要求5所述的方法，其中对所述虚拟相机阵列进行预处理包括将一维或二维滤波、分级滤波、对比度增强和静态平场校正中的至少一者应用于所述虚拟相机阵列。


7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用所述至少一个检测系统分析所述虚拟相机阵列包括检测和验证印刷在所述幅材上的图案，所述图案在所述横维方向上跨越所述图像区域中的至少两个图像区域。


8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用所述至少一个检测系统分析所述虚拟相机阵列还包括：
确定将用于处理所述图像输出信号的检测系统的数量；以及
使用所述确定数量的检测系统分析所述虚拟相机阵列，以确定所述幅材的所述至少一个检测状态。


9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述至少一个检测系统为单个检测系统。


10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用于分析所述虚拟相机阵列的所述至少一个检测系统的数量为小于所述图像捕获装置的数量的检测系统的数量。


11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用于分析所述虚拟相机阵列的所述至少一个检测系统的数量至少部分地基于用于对所述多个成像区域进行成像的分辨率和当所述幅材前进时所述幅材在所述顺维尺寸上的移动速率。


12.一种用于检测幅材的系统，所述系统包括：
幅材检测工位，所述幅材检测工位被配置为将所述幅材在所述幅材的顺维尺寸上推进通过生产线，经过成像工位；
多个图像捕获装置，所述多个图像捕获装置被定位在所述幅材检测工位处，并且被配置为在所述幅材沿所述顺维尺寸前进通过所述成像工位时对在所述幅材的横维尺寸上延伸的多个成像区域进行成像，以及生成图像输出信号，所述图像输出信号包括由所述多个图像捕获装置中的每个图像捕获...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思·G·布里顿，史蒂文·P·弗洛德，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US