雷射三角測量中的Multipart ：單次掃描捕捉多個區域

在單區模式下運作的雷射輪廓感測器，會針對整個感測器陣列進行單一連續測量視窗的評估。具有兩個或更多幾何上截然不同表面層級的複雜工件——例如階梯狀軸、帶溝槽的輪廓以及多層連接器外殼——會在單一視窗內的表面不連續處產生未定義的數據點。凸起平台與凹陷溝槽之間的過渡區域，會同時在兩個不同的 Z 軸高度產生反射雷射光。 單視窗評估會為每個感測器欄位分配一個峰值，導致在過渡邊界產生模糊或損壞的高度值。Multipart 透過將每個表面層級分配至專屬的評估視窗，並配備各自獨立的峰值偵測邏輯，來解決此問題。

單區掃描模式每次掃描會捕捉一個連續的表面區域；Multipart 模式每次掃描則會捕捉兩個或更多個幾何上相互獨立的表面區域。這兩種模式之間主要有三大差異：測量一致性、週期時間以及配置複雜度。

在Multipart ，所謂的「區段」是指感測器陣列上一個定義好的像素範圍，該範圍對應於工件表面上的特定深度間隔與橫向位置。操作人員可透過指定3 個參數來定義每個區段：像素起始位置、像素結束位置，以及預期該區段表面所處的工作距離範圍。

感測器的內部處理機制會將峰值檢測演算法——即識別反射雷射峰值的質心——獨立地分配至每個區域的像素範圍。區域邊界互不重疊：感測器像素的每一列僅屬於一個區域。這種排他性確保來自某個表面層級的反射雷射光，不會干擾相鄰區域的峰值檢測。

Multipart ，雷射輪廓感測器所能支援的區域總數取決於感測器的處理架構及 FPGA 吞吐量。工業用雷射輪廓感測器可同時支援 2 個或更多Multipart ，且隨著每個新增區域導致處理負載增加，區域數量會與感測器的輸出幀率成反比。

每個Multipart 都會產生一個獨立的高度剖面——即沿著雷射光線的 X 軸分布的一系列 Z 值（高度測量值），涵蓋分配給該區域的像素列。每個區域的輸出格式為一維剖面陣列，每列包含 Z 座標值，其結構與完整單區段掃描的輸出相同，但空間上僅限於該區域的列範圍。

下游軟體會根據感測器的介面設定，以獨立資料流或合併複合型態的方式接收這些區域輪廓。獨立的區域輸出功能可針對各區域進行品質判定：對於具有3 個測量區域的工件，可針對每個區域分別判定合格或不合格，而不會使整個測量結果失效。

在Multipart 運作的工業用雷射輪廓感測器，每掃描一次可支援2 至 8 個區段，具體的最大數量取決於感測器型號的訊號處理架構。區段的排列遵循兩項空間規則：在感測器的列域中，各區段不得重疊；且各區段在感測器陣列上，須依序從最左側的列位置排列至最右側的列位置。

區數會直接影響感測器的輸出幀率。每增加一個區，感測器每幀的處理時間就會因額外一次峰值檢測運算而增加。若將以4,000 Hz運作的單區模式雷射輪廓感測器設定為 4Multipart 其幀率將會降低，而降低的程度取決於感測器內部處理管線的效能。

區塊寬度（即分配給每個區塊的欄位數）可自行設定，且各區塊之間無需保持一致。在同一個Multipart ，一個寬度為 50 欄的窄區塊與一個寬度為 300 欄的寬區塊可同時運作。

當分配給不同區域的表面不在同一平面上，或與感測器的作業距離不同時，每個Multipart 都需要進行個別校正。若工件在80 公釐作業距離處有凸起的平台，而在95 公釐作業距離處有凹陷的溝槽，則每個區域的目標表面在感測器的景深曲線上所處的位置便會不同。

透過將參考平面置於各區塊的預期工作距離處，對每個區塊進行獨立校正，可確保各區塊產生的 Z 值具有正確的尺寸比例。在相同工作距離下於共面表面運作的區塊，共用單一校正參數。各區塊校正與整體測量精確度之間的關係，與測量系統分析的更廣泛計量學框架息息相關。

階梯狀工件是工業檢測中「Multipart 」的主要應用對象。階梯狀工件包含兩個或更多具有明確垂直偏移量的表面層，例如：帶有凸起密封面的精密加工法蘭、具有多個接觸表面層的注塑成型連接器外殼，以及接合墊高於基板的層狀半導體引線框架。

階梯狀工件的每個表面層級在感測器的視野中佔據不同的深度範圍。Multipart 會為每個表面層級分配一個區域，使感測器能在單次掃描過程中同時對所有層級進行高度輪廓測量。這使得感測器能夠透過結合兩個相鄰區域的 Z 軸輸出值，將階梯高度（即兩個表面層級之間的垂直距離）作為衍生測量值進行驗證，而無需在不同的感測器高度下進行第二次掃描。

間隙測量是一種Multipart ，用於描述兩片相鄰表面之間因物理間隙而產生的空間關係，例如汽車組裝中panel 車身框架之間的間隙、印刷電路板與外殼壁之間的間隙，以及精密機械接頭中兩片已組裝的配合表面之間的間距。

在間隙區域以單區模式運作的雷射輪廓感測器，會在間隙區間內產生未定義或經插值的數據點，因為該位置沒有任何表面會反射雷射光線。Multipart 會將每個區段分配給間隙兩側的表面，並將間隙區間排除在任何區段的評估範圍之外。此配置能清晰地捕捉兩側表面的高度輪廓，而間隙寬度則透過已知的區段邊界位置，結合其間缺乏有效的 Z 值來推算得出。

多組件組裝驗證利用「Multipart 」技術，同時分析兩個或更多個組裝部件在特定空間配置下所形成的空間關係。此應用的實例包括：驗證印刷電路板（PCB）上三個焊點相對於參考焊盤的共面性；檢查電氣連接器中兩排壓入式接腳的相對高度與傾斜度；以及確認沖壓金屬支架上四個定位銷相對於參考表面的 Z 軸位置。

每個元件或特徵群組皆被指派至一個Multipart 。感測器能在單次掃描中擷取所有指派特徵的高度剖面，使後續軟體能夠同時計算所有區域的相對高度偏差、傾斜角度及組裝偏移量。

Multipart 與「多峰值偵測」運作於感測器評估層級的不同層面：Multipart 感測器Multipart 列段，而「多峰值偵測」則用於解析特定區域內各列中的模糊峰值資料。若在一個或多個區域中啟用「多峰值偵測」Multipart 配置便能同時擷取各區域的表面輪廓，以及該區域內各測量點的次表面或層次資訊。

在Multipart ，HDR 參數可針對各區塊進行設定，使感測器能在同一幀影像中，對低反射率區塊採用高曝光設定，同時對高反射率區塊採用低曝光設定。這種按區塊分配的 HDR 設定，避免了必須在整體曝光上做出妥協的情況——這種妥協往往會導致某個表面曝光不足，或另一個表面過度飽和。 典型的應用情境是：拚接在拋光不鏽鋼法蘭旁的啞光黑色橡膠密封圈——這兩個表面需要不同的曝光程度，因此各自被分配至獨立的「Multipart ，並擁有專屬的 HDR 設定。

在Multipart 可針對各區啟用「多斜率」功能，使覆蓋邊緣特徵或陡峭傾斜表面的區域採用調整後的斜率評估，而覆蓋平坦表面的相鄰區域則使用標準峰值檢測。此功能適用於同時具備平坦基準面與陡峭傾斜側壁或底切幾何結構的工件，例如燕尾槽輪廓、V 型槽及帶倒角的組裝邊緣。