基于机器视觉的玻璃在线检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于机器视觉的玻璃在线检测装置，主要包括机柜和载物台，其中机柜中设有气缸模块、相机组、LED模板、计算机、显示器和报警模块；相机组嵌在LED模板中，相机组、显示器和报警模块与计算机电连接；载物台放置在机柜中，位于相机组的正下方。其特征在于，安置在机柜顶端的LED模块工作时一直进行照明，待被检玻璃固定后，相机组进行图像采集，分析比较被检玻璃与标准玻璃的尺寸偏差，并显示在显示器上，对不合格品实时报警。本发明专利技术可高效在线检测玻璃尺寸，检测精度高，数据重复性好，适用于多尺寸、多种类的玻璃尺寸检测，实现了智能自动化的玻璃检测，且检测装置容易推广到其他目标的尺寸检测，具有一定的通用性。

On-line Glass Detection Device Based on Machine Vision

The invention discloses an on-line glass detection device based on machine vision, which mainly comprises a cabinet and a loading platform, in which a cylinder module, a camera, an LED template, a computer, a display and an alarm module are arranged; a camera is embedded in an LED template, and a camera, a display and an alarm module are electrically connected with a computer; Place it in the cabinet directly below the camera. The characteristics of the system are that the LED module installed at the top of the cabinet is illuminated all the time. After the glass is fixed, the camera collects images, analyses and compares the size deviation between the tested glass and the standard glass, and displays them on the display to alarm the unqualified products in real time. The invention can effectively detect glass size online, has high detection accuracy and good data repeatability, is suitable for multi-size and multi-type glass size detection, realizes intelligent and automatic glass detection, and the detection device is easy to be extended to other target size detection, and has certain versatility.

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的玻璃在线检测装置
本专利技术涉及玻璃自动化检测领域，具体涉及一种基于机器视觉的玻璃尺寸在线检测装置。
技术介绍
针对被测产品为透明且表面平滑的玻璃，人工下线测量是传统的玻璃尺寸检测方法，这种方法因其测量速度慢、耗费人力、效率低下、反应时间滞后等缺点已不能满足现在的测量要求，使玻璃生产的规模化受到一定的限制，从而影响其市场要求，目前利用图像处理技术相结合，将图像传感器、摄像机代替人工视觉的测量方法得到广泛应用。然而当前对于汽车、高铁、军用玻璃等的规格要求非常严格，简单的图像处理已不足以适用于高规格需求，因此急需一种具有通用性的高效、高精度的玻璃在线检测系统。本专利技术针对这些特点，通过一种在线式的图像检测技术检测出当前玻璃的大小、形状，及时排除不合格玻璃。已公布的中国专利技术专利CN201210129419通过接触式传感器来检测玻璃的尺寸偏差大小，但这种传感器必须随玻璃品种的不同而调整位置来测量，采样速度较慢，可能存在划伤目标物的风险。
技术实现思路
本专利技术利用相机进行图像采集，以标准玻璃的图像信息为模板，通过图像处理找到标记点与模板中的对应的标记点，以消除外界环境抖动的影响，达到高精度快速地检测玻璃尺寸，本专利技术通过以下技术方案实现：基于机器视觉的玻璃在线检测装置，主要包括机柜和载物台，其中机柜中设有气缸模块、相机组、无频闪平行白光LED模块、计算机、显示器和报警模块；相机组嵌在无频闪平行白光LED模板，相机组、显示器和报警模块与计算机电连接；载物台放置在机柜中，位于相机组的正下方。其特征在于，安置在机柜顶端的无频闪平行白光LED模板工作时一直进行照明，待被检玻璃固定后，相机组进行图像采集，分析比较被检玻璃与标准玻璃的尺寸偏差，并显示在显示器上。所述的机柜内壁由漫反射材料组成。所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的载物台由固定孔、高精度标记圆和定位桩组成，台面漫反射，固定孔根据多种玻璃设置孔的位置，通过三个定位桩定位玻璃，定位桩不会发生形变，载物台足够重，可防止抖动，且不受温度影响。所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的气缸模块包括双杆气缸和气缸控制模块，双杆气缸的的两个活塞杆由气缸控制模板控制相对运动。所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的计算机包括图像采集单元、图像处理单元和数据分析单元。所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的相机组包含2个并形排列的相机，并内嵌于无频闪平行白光LED模块中，由计算机中的图像采集卡通过相应程序自动控制同时拍照，并将图像数据输入到计算机进行处理，相机组平行于载物台，采集范围覆盖载物台。所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的LED模块由无频闪的白色平行面光源组成，安置在机柜顶端，平行于载物台。本专利技术的工作原理：本专利技术基于机器视觉的玻璃在线检测装置采用双杆气缸进行定位，玻璃固定后，采集固定后的玻璃图像，通过玻璃图像的矫正、预处理、亚像素边缘检测方法检测玻璃边缘和标记圆，获取标记圆的像素坐标，计算像素坐标对应的空间坐标，将被检玻璃图像同模板进行对应，选取N个采样点，与标准玻璃边缘对应的点进行比较，计算被测玻璃同标准玻璃对应点的物理距离。气缸模块采用双杆气缸将玻璃推至检测区域，玻璃两边通过定位桩固定，推到位后，双杆气缸中的一个活塞杆仍然抵住玻璃，另外一个活塞杆撤离，此时不至于撤离时带动玻璃，造成误差。相机组通过图像采集单元控制图像采集卡发送命令给相机组进行拍照，获取被测目标的图像信息，经过相关双采样，A/D模块转换成数字信号后，由相应程序判断信号是否有效，当应用程序发出接收数据的请求，并由设备发出相应的响应时开始传输数据，最后通过通信接口实现与计算机通信，并将相机获取的图像信息实时显示到显示器上。载物台上标记点通过高精度加工而成，大小位置可确定，以拍摄的标准玻璃图像为模板，三维重建重投影选取模板图像中的一个高精度标记圆的圆心为空间坐标系中的原点，以此点为标准在模板图像中选取几个标记点的像素坐标和采样点坐标，通过相对于原点的标记圆位置参数获取相对的空间位置，然后利用计算其变换矩阵P1，可通过此变换矩阵将图像转换到空间坐标系中，同时可获取采样点的空间坐标；再将模板上选取的标记圆以相同方法对应到被检图像中的标记圆位置，即(A1=B1)，对应点b1在被检图像中的像素坐标已知，可计算获取到P2；然后通过模板的空间坐标C，被检图像的采样点利用与模板图像的采样点坐标进行对应。将模板图像进行三维重建再重投影到被检图像的像素坐标系中，获取被检图像的采样点坐标。玻璃由三个定位桩固定，以三角玻璃采样点的选取为例，工业上一般检测须检验长边3个点，短边各2个，圆角部分各1个点。由于被检玻璃同标准玻璃尺寸规格不一定相同可知，模板中标准玻璃边缘的采样点不一定也在被检玻璃的边缘上，但各个图像中标记点的位置是始终不变的，因此以模板图像中标准玻璃为标准，选取玻璃边缘周围空间上的2个点（此空间上的2点不会因为玻璃此村规格不同而发生变化，2点区域尽量小，且此区域足以进行亚像素边缘检测），以2点连线同玻璃边缘的交点为采样点，然后转换到被检玻璃的坐标系中，同样方法获取被检玻璃的采样点，计算标准玻璃和被检玻璃采样点间的物理距离，作为判断被检玻璃是否合格的标准，经过验证，符合工业级标准。本专利技术的优点，1、使用无频闪的白色平行面光源LED可克服玻璃反光和成像阴影的特性，获取成像效果好的玻璃图像，提高了边缘检测的精度。2、采用标记点进行识别定位，使模板图像与被检图像各个点进行对应，减少了外界环境抖动带来的坐标偏移影响，提高了检测系统的稳定性，降低了相机要求，可减少成本。3、三维重建重投影避免成像区域相互重叠部分造成的检测盲区，能通过三维重建重投影达到还原实际图像的目的，保证了检测的精度。4、采用亚像素边缘检测技术，对玻璃边缘进行检测，避免了单像素边缘检测的误差。5、检测方法执行简单，且重复性、精度高。附图说明图1系统设备整体结构示意图；图2系统设备结构正视图；图3双杆气缸结构示意图；图4载物台台面结构示意图；图5图像采集与计算机通信框图；图6检测系统流程图图7三维重建重投影结果图；图8标准玻璃模板文件示意图图9数据结果文件示意图具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明：如图1和图2所示，基于机器视觉的玻璃在线检测装置主要包括机柜1和载物台2，其中机柜1中设有气缸模块3、相机组4、无频闪平行白光LED模块5、计算机6、显示器7和报警模块8；相机组4嵌在无频闪平行白光LED模板5中，相机组4、显示器7和报警模块8与计算机6电连接；载物台2放置在机柜1中，位于相机组4的正下方。安置在机柜1顶端的无频闪平行白光LED模板5工作时一直进行照明，待被检玻璃9固定后，相机组4进行图像采集，计算机6分析比较被检玻璃9与标准玻璃的尺寸偏差，并显示在显示器7上。机柜1内壁由漫反射材料组成，防止机柜反光而造成成像阴影，相机组4包含2个并形排列的相机，并内嵌于无频闪平行白光LED模块5中，由计算机6自带的图像采集卡通过图像采集单元自动控制同时拍照，并将图像数据输入到计算机6进行处理，相机组4平行于载物台2，采集范围覆盖载物台2。图3为双杆气缸结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于机器视觉的玻璃在线检测装置，主要包括机柜和载物台，其中机柜中设有气缸模块、相机组、LED模块、计算机、显示器和报警模块；相机组嵌在LED模块中，相机组、显示器和报警模块与计算机电连接；载物台放置在机柜中，位于相机组的正下方。其特征在于，安置在机柜顶端的LED模块工作时一直进行照明，待被检玻璃固定后，相机组拍照，进行三维重建重投影，图像预处理后，通过亚像素边缘检测获取的数据信息，分析比较被检玻璃与标准玻璃的尺寸偏差，并显示在显示器上。

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的玻璃在线检测装置，主要包括机柜和载物台，其中机柜中设有气缸模块、相机组、LED模块、计算机、显示器和报警模块；相机组嵌在LED模块中，相机组、显示器和报警模块与计算机电连接；载物台放置在机柜中，位于相机组的正下方。其特征在于，安置在机柜顶端的LED模块工作时一直进行照明，待被检玻璃固定后，相机组拍照，进行三维重建重投影，图像预处理后，通过亚像素边缘检测获取的数据信息，分析比较被检玻璃与标准玻璃的尺寸偏差，并显示在显示器上。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的机柜内壁由漫反射材料组成。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的玻璃在线检测装置，其特征在于所述的载物台由固定孔、高精度标记圆和定位桩组成，台面漫反射。4.根据权利要求1所述的基于机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，王双健，杨仲琦，
申请(专利权)人：杭州蓝蜓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33