一种表面缺陷检测装置和判断表面缺陷所在表面的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种表面缺陷检测装置和判断表面缺陷所在表面的方法，所述装置用于检测相对其沿第一方向运动的透明待测物体上的表面缺陷，其包括两个光源和两个相机；两个光源关于待测物体表面的法平面对称且均斜射待测物体表面以在待测物体表面形成重合的照射区；两个相机均为线扫相机且均位于两个光源的暗场，其光轴分别与待测物体表面具有垂直相交和倾斜相交关系且在照射区内相交于同一交点并共同界定出垂直于所述法平面的平面；所述方法基于所述装置并根据同一表面缺陷在两个相机的合成图像中显现出的缺陷像的对应关系判断该表面缺陷所在表面，尤其适用于沿所述第一方向具有一定尺度的表面缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种表面缺陷检测装置和判断表面缺陷所在表面的方法
本专利技术涉及表面缺陷检测领域，具体涉及一种表面缺陷检测装置和判断表面缺陷所在表面的方法。
技术介绍
现有技术中，在使用机器视觉技术对待测物体进行表面缺陷检测时，检测装置通常无法判断待测物体的表面缺陷所在表面，只能将所有检到的缺陷均视为位于待测物体靠近检测装置的表面(下称为上表面)。然而，当待测物体具有透明特性(如待测物体为玻璃)时，即便是位于其远离检测装置的表面(下称为下表面)上的缺陷，也会由于待测物体的透明特性能被成像设备拍摄到从而被检测装置检到，此时若将该实际位于下表面的缺陷也视为位于上表面，则可能对待测物体的检测通过率造成较大影响。例如，当待测物体是手机玻璃盖板时，其贴合面所具有的表面缺陷并不影响用户使用体验，因而仅当其贴合面具有表面缺陷时，该产品仍应当被视为是合格的。为解决上述问题，中国专利申请的公开文本CN107764834A提出了一种自动检测透明零件表面缺陷的装置和方法，其装置在待测零件的上方设置有顶视相机和侧视相机，并将两相机置于一光源的暗场环境下对沿第一方向行进的待测零件进行拍摄；基于该装置，其提出了两种区分表面缺陷所在表面的具体方法：一种方法是利用表面缺陷在分别位于待测零件的上表面和下表面时，侧视相机的成像结果中会产生一模一样但不同数量的缺陷像，并根据该缺陷像数量的不同来对表面缺陷所在表面进行区分；另一种方法是将侧视相机的成像结果依照余弦投影规律反演后，比对经反演后的成像结果与顶视相机的成像结果中缺陷像至参考点的距离来对表面缺陷所在表面进行区分。然而，在实际检测时，上述技术方案虽然对斑点缺陷具有较好的区分效果，但无法对沿第一方向具有一定尺度的表面缺陷(例如沿第一方向延伸的裂缝和划痕)所在表面进行有效区分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中存在的至少一种缺陷或问题，提供一种表面缺陷检测装置和判断表面缺陷所在表面的方法，适于检测并判断沿某一特定方向运动的透明待测物体的表面缺陷及其所在表面，且尤其适用于沿该特定方向具有一定尺度的表面缺陷。为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了技术方案一，其涉及一种表面缺陷检测装置，用于检测透明待测物体的彼此平行的第一表面和第二表面上的表面缺陷，所述第二表面较所述第一表面远离所述表面缺陷检测装置，所述待测物体相对所述表面缺陷检测装置沿平行于所述第一表面的第一方向运动；包括：第一光源，其斜射所述第一表面并在该第一表面上形成照射区；第二光源，其与所述第一光源关于一垂直于所述第一方向的法平面对称设置，且斜射所述第一表面并与第一光源在所述第一表面上形成重合的照射区；第一相机，其为线扫方向垂直于所述第一方向的线扫相机，且被配置为视场位于所述第一光源和第二光源的暗场内并连续拍摄待测物体；其光轴垂直于所述第一表面并与该第一表面相交于一位于所述照射区内的第一交点；第二相机，其为线扫方向垂直于所述第一方向的线扫相机，且被配置为视场位于所述第一光源和第二光源的暗场内并连续拍摄待测物体；其光轴倾斜于所述第一表面并与该第一表面、所述第一相机的光轴均相交于所述第一交点；所述第二相机的光轴与所述第一相机的光轴共同界定出的平面垂直于所述法平面；其中，所述第一光源和第二光源均出射准直光或汇聚光，且当所述第一光源和第二光源出射汇聚光时，所述汇聚光的汇聚焦点形成所述照射区。基于技术方案一，本专利技术还具有技术方案二：所述第一交点位于所述法平面。基于技术方案一，本专利技术还具有技术方案三：所述第一光源和第二光源均为平行光源或汇聚光源。基于技术方案一或二或三，本专利技术还具有技术方案四，所述表面缺陷检测装置还包括：图像分析装置，其将所述第一相机和第二相机连续拍摄的图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像；其还识别所述第一合成图像中每一灰度值超过第一阈值的封闭区域并将识别到的各封闭区域均记为对应的第一缺陷像；其还根据透视成像原理将所述第二合成图像反演为第三合成图像，并识别所述第三合成图像中每一灰度值超过第一阈值的封闭区域并将识别到的各封闭区域均记为对应的第二缺陷像；其还以所述第一合成图像中的每一第一缺陷像为基准，在所述第三合成图像中查找与该第一缺陷像对应的所有第二缺陷像；若根据第一对应关系查找到两个与该第一缺陷像对应的第二缺陷像，则判断与所述第一缺陷像对应的表面缺陷位于所述第一表面；若根据第一对应关系仅查找到一个与该第一缺陷像对应的第二缺陷像，则判断与所述第一缺陷像对应的表面缺陷位于所述第二表面；若根据第二对应关系查找到一个与该第一缺陷像对应的第二缺陷像，则判断与所述第一缺陷像对应的表面缺陷位于所述第一表面；其中，所述第一对应关系为两缺陷像的整体形状相似且二者的面积差的绝对值小于第二阈值；所述第二对应关系为两缺陷像沿第一方向的头部和尾部形状均相似、二者的中部形状不相似且二者的面积差的绝对值大于第二阈值。为实现上述目的，本专利技术的第二方面提供了技术方案五，其涉及一种判断表面缺陷所在表面的方法，并基于技术方案一或二或三所述的表面缺陷检测装置；所述方法包括：将所述第一相机和第二相机连续拍摄的图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像；识别所述第一合成图像中每一灰度值超过第一阈值的封闭区域并将识别到的各封闭区域均记为对应的第一缺陷像；根据透视成像原理将所述第二合成图像反演为第三合成图像，并识别所述第三合成图像中每一灰度值超过第一阈值的封闭区域且将识别到的各封闭区域均记为对应的第二缺陷像；以所述第一合成图像中的每一第一缺陷像为基准，在所述第三合成图像中查找与该第一缺陷像对应的所有第二缺陷像；若根据第一对应关系查找到两个与该第一缺陷像对应的第二缺陷像，则判断与所述第一缺陷像对应的表面缺陷位于所述第一表面；若根据第一对应关系仅查找到一个与该第一缺陷像对应的第二缺陷像，则判断与所述第一缺陷像对应的表面缺陷位于所述第二表面；若根据第二对应关系查找到一个与该第一缺陷像对应的第二缺陷像，则判断与所述第一缺陷像对应的表面缺陷位于所述第一表面；其中，所述第一对应关系为两缺陷像的整体形状相似且二者的面积差的绝对值小于第二阈值；所述第二对应关系为两缺陷像沿第一方向的头部和尾部形状均相似、二者的中部形状不相似且二者的面积差的绝对值大于第二阈值。相较于现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：(1)申请人发现，在前文所引用的现有技术方案中，当待测物体的上表面具有所述沿行进的第一方向具有一定尺度的表面缺陷时，对于第一种判断方法，该表面缺陷的实像和虚像在侧视相机的成像结果中会部分重合，因而对于该表面缺陷，会由于无法在侧视相机的成像结果中找到成对出现且一模一样的两个缺陷像而将其视为位于下表面从而发生判断错误，换言之，不可能仅通过侧视相机的成像结果就判断出上述类型的表面缺陷所在表面。而对于第二种判断方法，由于上述类型的表面缺陷在两相机的成像结果中显现出的缺陷像均不是圆点，也就无法在两缺陷像中界定出一个标志性的比较点并通过比较两缺陷像的比较点与参考点的距离来进行相应判断。基于上述发现，申请人考虑通过形状相似的对应方式来对比顶视相机和侧视相机的成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面缺陷检测装置，用于检测透明待测物体的彼此平行的第一表面和第二表面上的表面缺陷，所述第二表面较所述第一表面远离所述表面缺陷检测装置，所述待测物体相对所述表面缺陷检测装置沿平行于所述第一表面的第一方向运动；/n其特征在于，包括：/n第一光源，其斜射所述第一表面并在该第一表面上形成照射区；/n第二光源，其与所述第一光源关于一垂直于所述第一方向的法平面对称设置，且斜射所述第一表面并与第一光源在所述第一表面上形成重合的照射区；/n第一相机，其为线扫方向垂直于所述第一方向的线扫相机，且被配置为视场位于所述第一光源和第二光源的暗场内并连续拍摄待测物体；其光轴垂直于所述第一表面并与该第一表面相交于一位于所述照射区内的第一交点；/n第二相机，其为线扫方向垂直于所述第一方向的线扫相机，且被配置为视场位于所述第一光源和第二光源的暗场内并连续拍摄待测物体；其光轴倾斜于所述第一表面并与该第一表面、所述第一相机的光轴均相交于所述第一交点；所述第二相机的光轴与所述第一相机的光轴共同界定出的平面垂直于所述法平面；/n其中，所述第一光源和第二光源均出射准直光或汇聚光，且当所述第一光源和第二光源出射汇聚光时，所述汇聚光的汇聚焦点形成所述照射区。/n...

【技术特征摘要】
1.一种表面缺陷检测装置，用于检测透明待测物体的彼此平行的第一表面和第二表面上的表面缺陷，所述第二表面较所述第一表面远离所述表面缺陷检测装置，所述待测物体相对所述表面缺陷检测装置沿平行于所述第一表面的第一方向运动；
其特征在于，包括：
第一光源，其斜射所述第一表面并在该第一表面上形成照射区；
第二光源，其与所述第一光源关于一垂直于所述第一方向的法平面对称设置，且斜射所述第一表面并与第一光源在所述第一表面上形成重合的照射区；
第一相机，其为线扫方向垂直于所述第一方向的线扫相机，且被配置为视场位于所述第一光源和第二光源的暗场内并连续拍摄待测物体；其光轴垂直于所述第一表面并与该第一表面相交于一位于所述照射区内的第一交点；
第二相机，其为线扫方向垂直于所述第一方向的线扫相机，且被配置为视场位于所述第一光源和第二光源的暗场内并连续拍摄待测物体；其光轴倾斜于所述第一表面并与该第一表面、所述第一相机的光轴均相交于所述第一交点；所述第二相机的光轴与所述第一相机的光轴共同界定出的平面垂直于所述法平面；
其中，所述第一光源和第二光源均出射准直光或汇聚光，且当所述第一光源和第二光源出射汇聚光时，所述汇聚光的汇聚焦点形成所述照射区。


2.如权利要求1所述的一种表面缺陷检测装置，其特征在于：所述第一交点位于所述法平面。


3.如权利要求1所述的一种表面缺陷检测装置，其特征在于：所述第一光源和第二光源均为平行光源或汇聚光源。


4.如权利要求1-3中任一项所述的一种表面缺陷检测装置，其特征在于，还包括：
图像分析装置，其将所述第一相机和第二相机连续拍摄的图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像；其还识别所述第一合成图像中每一灰度值超过第一阈值的封闭区域并将识别到的各封闭区域均记为对应的第一缺陷像；其还根据透视成像原理将所述第二合成图像反演为第三合成图像，并识别所述第三合成图像中每一灰度值超过第一阈值的封闭区域并将识别到的各封闭区域均记为对应的第二缺陷像；其还以所述第一合成图...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：厦门威芯泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35