玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法制造方法及图纸

本申请公开了玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法。其中，玻璃缺陷图像采集装置采集条纹光源以不同的明暗变化方向发射的光透过待测玻璃后形成的图像。玻璃缺陷检测设备则通过检测收到的图像中待测区域内明暗变化方向上像素灰度值的剧烈变化以检测玻璃缺陷。而检测方法则至少分析条纹光源位于两个位置时采集的图像来判定是否存在缺陷，以降低玻璃缺陷的漏检率。

Glass defect image acquisition device, glass defect detection equipment and detection method

【技术实现步骤摘要】
玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法
本申请涉及玻璃检测领域，具体涉及玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法。
技术介绍
现有技术中，一般利用机器视觉分析技术分析玻璃反射光形成的图像来检测玻璃缺陷，然而，以此原理检测缺陷，反射形成的高光可能会干扰玻璃缺陷的显像，因此可能造成漏检。2013年10月9日公开的中国专利申请CN103344651A公开了一种采集条形光源透过玻璃形成的图像，再将采集到的图像与无缺陷玻璃的图像进行比对，根据相位差获取玻璃缺陷的方法。这种方法目前缺陷显像的内在规律尚不明了，但已经被实验所证实确实可行。然而，实践中，这种方法被发现仍存在很大的漏检率，而且这种方法无法应用于曲面玻璃的缺陷检测，这是因为受曲面玻璃加工精度限制，两片没有缺陷的曲面玻璃，其被条纹光调制后的图像相位也是不一样的。因此，实践中，由于无法获得被检测曲面玻璃的无缺陷图像，也就无法通过与无缺陷图像对比而得的相位差检测图像缺陷。
技术实现思路
本申请的目的在于克服
技术介绍
中存在的上述缺陷或问题，提供一种玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法，其能够降低漏检率，且进一步地能够应用于曲面玻璃的缺陷检测。为达成上述目的，采用如下技术方案：第一技术方案，涉及玻璃缺陷图像采集装置，其包括：条纹光源，其发射明暗相间的光；载台，其承载待测玻璃；和图像采集器，其采集条纹光源发射的光透过待测玻璃后形成的图像；其中，所述的条纹光源相对所述的载台转动，以使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃。基于第一技术方案，还公开了第二技术方案，其中，所述的图像采集器包括用于成像的镜头和用于采集图像的相机。基于第一技术方案，还公开了第三技术方案，其中，还包括旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构驱动所述的条纹光源相对所述的载台转动。基于第一至第三技术方案中的任一个，还公开了第四技术方案，其中，所述的条纹光源相对所述的载台转动并至少停靠于第一位置和第二位置；在所述的第一位置，条纹光源发射的光沿第一方向明暗相间；在所述的第二位置，条纹光源发身的光沿第二方向明暗相间；其中，所述的第一方向与所述的第二方向相交。基于第四技术方案，还公开了第五技术方案，其中，所述的第一方向与所述的第二方向垂直。基于第五技术方案，还公开了第六技术方案，其中，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第三位置，在所述的第三位置，条纹光源发射的光沿第三方向明暗相间；所述的第三方向与所述的第二方向或第一方向夹角为45°。基于第六技术方案，还公开了第七技术方案，其中，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第四位置，在所述的第四位置，条纹光源发射的光沿第四方向明暗相间；所述的第四方向与所述的第三方向垂直。第八技术方案，涉及玻璃缺陷检测设备，其中包括第一至第七技术方案中任一个所限定的玻璃缺陷图像采集装置和图像分析装置，所述的图像采集器将采集的图像发送至图像分析装置，所述的图像分析装置通过检测收到的图像中待测区域内明暗变化方向上像素灰度值的剧烈变化以检测玻璃缺陷。第九技术方案，涉及玻璃缺陷检测方法，其用于收集和分析通过如权利要求4至7中任一项所述的玻璃缺陷图像采集装置采集的图像；所述的玻璃缺陷检测方法包括：相对待测玻璃转动条纹光源并至少停靠于两个位置：在各位置采集并分析图像，如检测到任一图像在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化则判定待测玻璃存在缺陷。基于第九技术方案，还公开了第十技术方案，其中，通过如下方法确定待测区域中明暗变化方向上像素灰度值是否存在剧烈变化：将图像中的待测区域分解成若干条形像素区域；所述条形像素区域中，像素列平行于明暗变化方向，像素行垂直于明暗变化方向，每个像素行包含人为设定的一个或多个像素；对每个像素行的各像素灰度值求平均数得到行像素灰度值；沿像素列方向对行像素灰度值求导，得到行像素导数值；沿像素列方向，对行像素导数值按阈值分割法将行像素灰度值曲线分为彼此相接的正导数值段、近零段、负导数值段、近零段中的一段或多段；如在正导数值段中出现负导数值或在负导数值段中出现正导数值或在近零段中出现导数值的绝对值大于图像噪声值的特定倍数，则确定该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化；任一条形像素区域存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化，所有条形像素区域均不存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值不存在剧烈变化。相对于现有技术，上述方案具有的如下有益效果：针对现有技术存在的缺陷漏检情况，申请人发现了条纹光透过待测玻璃形成图像中缺陷显像的一个规律，即，沿着明暗变化方向，玻璃缺陷更易于显像，也就是说，过玻璃缺陷沿明暗变化方向取一像素条，要比过玻璃缺陷垂直于明暗变化方向取一像素条，玻璃缺陷所在位置与周围的像素相比，灰度值变化更剧烈。这个规律首先要基于以较窄的像素条作为主要分析对象，其次，要基于对像素条中缺陷所在位置灰度值的变化进行分析才能发现。第一技术方案正是基于申请人所发现的上述未被现有技术批露的自然规律。在第一技术方案中，将条纹光源相对载台转动的关键技术手段，使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃，从而使一些具有方向性的玻璃缺陷(如划痕)即使在一个明暗变化方向上不易被显像，也会在明暗变化方向发生变化后被显像，从而降低了缺陷漏检率。需要注意的是，只要条纹光源与载台之间发生相对转动，即可达到降低漏检率的效果，也就是说，这可以通过使载台保持不动，转动条纹光源实现，也可以通过条纹光源不动，转动载台实现，这两者，都可以被概括为条纹光源相对载台转动。第三技术方案中，其选择了转动条纹光源的方案，而条纹光源被旋转驱动机构驱动转动，可以更好地实现转动角度的精确控制。第四技术方案是对第一技术方案更为具体的描述。第五技术方案中，第一方向与第二方向垂直，有利于将在其中一个方向上最不能显影的缺陷在另一个方向上显影出来。第六和第七技术方案，均是通过增加条纹光源明暗变化方向，从而提升缺陷检出率，降低漏检率。第八技术方案中，通过上述技术案所限定的玻璃缺陷图像采集装置所采集的图像，再经由第八技术方案所限定的图像分析装置分析，即可利用机器视觉实现对玻璃缺陷的检测，并能够获得更低的漏检率。需要说明的是，技术方案一至七中任一所限定玻璃缺陷图像采集装置并不一定需要与图像分析装置配合，才能发挥作用。这是因为，玻璃缺陷图像采集装置解决的缺陷显影问题，即一般的玻璃缺陷在正常的光照条件下是无法被观察的，当然也无法被拍摄到，而一旦玻璃缺陷被显影，即使使用人工手工对图像进行分析，也能够发现是否存在缺陷。当然，采用机器视觉分析能够更快速、更有效率地完成上述工作。这里，所谓的显影在本申请中即是图像中出现了一个区域，这个区域在明暗变化方向上像素灰度值发生剧烈变化。事实上，发现像素灰度值剧烈变化的方法非常多，几乎所有的机器视觉都具有分析像素灰度值剧烈变化的能力，但是，关键在于，在本申请中，规定了分析的对象是待测区域内明暗变化方向上的像素灰度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，包括：/n条纹光源，其发射明暗相间的光；/n载台，其承载待测玻璃；和/n图像采集器，其采集条纹光源发射的光透过待测玻璃后形成的图像；/n其中，/n所述的条纹光源相对所述的载台转动，以使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃。/n

【技术特征摘要】
1.玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，包括：
条纹光源，其发射明暗相间的光；
载台，其承载待测玻璃；和
图像采集器，其采集条纹光源发射的光透过待测玻璃后形成的图像；
其中，
所述的条纹光源相对所述的载台转动，以使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃。


2.如权利要求1所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的图像采集器包括用于成像的镜头和用于采集图像的相机。


3.如权利要求1所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，还包括旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构驱动所述的条纹光源相对所述的载台转动。


4.如权利要求1、2或3所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的条纹光源相对所述的载台转动并至少停靠于第一位置和第二位置；在所述的第一位置，条纹光源发射的光沿第一方向明暗相间；在所述的第二位置，条纹光源发身的光沿第二方向明暗相间；其中，所述的第一方向与所述的第二方向相交。


5.如权利要求4所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的第一方向与所述的第二方向垂直。


6.如权利要求5所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第三位置，在所述的第三位置，条纹光源发射的光沿第三方向明暗相间；所述的第三方向与所述的第二方向或第一方向夹角为45°。


7.如权利要求6所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第四位置，在所述的第四位置，条纹光源发射的光沿第四方向明暗相间；所述的第四方向与所述的第三方向垂直。


8.玻璃缺陷检测设备，其特征是，包括如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，郑鹏，贺珊，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35