一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置及方法，该装置包括工作台、线阵相机、四个同轴线性光源和图像处理主机，从四个不同的方向对玻璃进行补光照射，对于材质光滑均匀的玻璃，如果玻璃不存在缺陷，则光会被反射，而不会进入相机；如果玻璃存在缺陷，如划痕、凹凸、异色、亮点等，则光会发生散射，会从不同方向进入线阵相机，由此可以获得缺陷对比度较强的图像。并采用图像区域生长法进行玻璃缺陷图像的分割进行检测，能够快速高效地对材质光滑均匀玻璃表面缺陷进行检测，有效解决了材质光滑均匀玻璃的缺陷检测难题。质光滑均匀玻璃的缺陷检测难题。

【技术实现步骤摘要】
一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置及方法


[0001]本专利技术属于工业自动化机器视觉检测领域，具体涉及一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来自动化制造领域对于高精尖技术需求逐步提升，我国制造业将由传统低附加值制造业向高端装备制造业的转型升级，用户对产品的质量检测要求越来越高。基于机器视觉的智能检测技术在工业自动化制造中的定位检测、元件表面质量检测中具有重要且广泛的应用。而在物体表面缺陷检测中，由于传统的人工检测方法存在效率低下，主观性强，无法长时间连续工作等问题，结合光学成像及图像处理技术的机器视觉检测技术具有准确、高效、非接触无损伤、连续工作时间长等优点，是最为理想的元件表面检测方法。所以，机器视觉检测能够在高端装备制造业中得到广泛的应用。
[0003]我国是全球最大的玻璃生产制造国，约占全球70％以上的玻璃产能。但是，由于缺乏有效的检测技术，玻璃表面的缺陷检测一直以来还主要依赖人工用眼睛进行检测，导致检测效率低下、次品率高，给企业带来了很大的经济损失。另一方面，由于玻璃表面光滑和透明，在成像过程中会发生反射、透射和折射，使得玻璃缺陷很难形成清晰的图像，对下一步图像的处理分析造成很大的困难，也就很难有效地检测出玻璃的缺陷。

技术实现思路

[0004]为解决现有材质光滑均匀玻璃的缺陷检测难题，本专利技术提供了一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置及方法，有效解决了材质光滑均匀玻璃的缺陷检测难题，能够快速高效地对材质光滑均匀玻璃表面缺陷进行检测，检测平台结构简单、灵活，使用方便，自动化程度高。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术具体采用以下技术方案：
[0006]一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置，包括：
[0007]工作台，所述工作台匀速运动，用于放置待检测玻璃；
[0008]线阵相机，用于采集被检测玻璃的图像，距工作台70cm；
[0009]同轴线性光源，四个同轴线性光源平行于工作台设置，分别位于以线阵相机为中心的虚拟正方形的四个边上，每个同轴线性光源距工作台的高度是50cm，距中心点的距离是50cm，并保持同轴线性光源与工作台严格平行，光源入射角度为45度；
[0010]图像处理主机，与线阵相机连接，用于缺陷图像的预处理和缺陷提取；
[0011]所述同轴线性光源位于线阵相机和工作台之间，线阵相机距工作台70cm经测试，这种安装方式能很好的满足工作要求。
[0012]在本专利技术的另一方面，提供一种材质光滑均匀的玻璃缺陷机器视觉检测方法，包括以下步骤：
[0013]1)图像非均匀校正
[0014]选取没有缺陷的光滑均匀玻璃成像，设成像的图像大小为M
×
N，在像素(x,y)处，该像素的灰度值为I(x,y)，该图像所有像素的平均灰度值为：
[0015][0016]则在像素(x,y)处的成像增益系数为：
[0017][0018]将待测玻璃进行成像，设成像的图像大小为M
×
N，像素(x,y)处的灰度值为H(x,y)，则非均匀性校正后的图像像素值为
[0019]K(x,y)＝λ(x,y)H(x,y)；
[0020]2)采用引导滤波算法对图像进行降噪；
[0021]3)图像增强
[0022]设I(x,y)为图像中像素(x,y)的灰度值，局部区域定义为：以(x,y)为中心，窗口的大小为(2n+1)
×
(2n+1)的区域，其中n为整数；
[0023]局部区域的平均值，即低频部分，用下式计算：
[0024][0025]局部方差为：
[0026][0027]设f(x,y)为I(x,y)对应像素增强后的像素值，则f(x,y)可表示为：
[0028]f(x,y)＝M(x,y)+γ[I(x,y)
‑
M(x,y)][0029]式中γ为增强系数；
[0030]4)图像分割
[0031]采用区域生长法进行玻璃缺陷图像的分割，对分割图像每一个子区域指定一个种子点作为生长的起始点，将种子点周围领域的像素点和种子点进行对比，将具有灰度值相近的点合并起来继续向外生长，直到没有满足条件的像素被包括进来为止。
[0032]本专利技术的有益效果为：
[0033]本专利技术检测装置对于材质光滑均匀的玻璃，入射光源从四个不同方向，以一个较低角度打在玻璃表面，对于无缺陷的光滑坡璃表面，大部分光线根据反射定律形成反射光；玻璃存在缺陷位置，由于坡璃破损或者粗糙度的不同，将产生不同方向的的散射光进入相机，而无缺陷的玻璃则表面光滑，一般散射光极为微弱。这种成像方式可以认为是散射成像方式。镜头和相机组成的成像系统接收缺陷处产生的散射光，而反射光则不会进入成像系统，由此可以获得缺陷对比度较强的图像。因此，本专利技术提供的机器视觉检测装置可以很好地对玻璃缺陷进行清晰成像。
[0034]本专利技术方法通过非线性均匀校正，确保了线阵相机成像的一致均匀性；通过引导滤波器降噪算法，既能有效地去除成像噪声，又能有效地保持图像边缘；通过图像增强，能将玻璃缺陷的微弱图像凸显出来，便于缺陷图像的分割及提取。总之，采用本专利技术方法，确
保了玻璃微小隐匿缺陷也能清晰成像。
[0035]说明书附图
[0036]图1是本专利技术玻璃缺陷检测装置示意图；
[0037]图2是本专利技术玻璃缺陷检测方法流程图；
[0038]图3是本专利技术采集的玻璃原始图像；
[0039]图4是本专利技术玻璃缺陷的分割图像；
[0040]图5是本专利技术玻璃缺陷的检测结果图像。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术具体的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]如图1所示，本专利技术提供了一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置，包括：
[0043]运动工作台，用于放置被检测玻璃，该工作台根据测试要求按一定的速度匀速运动，将被检测玻璃运送到机器视觉检测位置；
[0044]距工作台70cm的线阵相机，用于采集被检测玻璃的图像，与面阵相机相比，线阵相机具有分辨率高、采集速度快、幅面宽等特点，可以对微小的玻璃缺陷进行成像，便于后续图像处理分析，可以将微小玻璃缺陷检测出来；
[0045]同轴线性光源，采用四个同轴线性光源，从四个不同的方向对玻璃进行补光照射，对于材质光滑均匀的玻璃，如果玻璃不存在缺陷，则光会被反射，而不会进入相机；如果玻璃存在缺陷，如划痕、凹凸、异色、亮点等，则光会发生散射，会从不同方向进入线阵相机，由此可以获得缺陷对比度较强的图像；四个同轴线性光源平行于工作台设置，分别位于以线阵相机为中心的虚拟正方形的四个边上，每个同轴线性光源距工作台的高度是50cm，距中心点的距离是50c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置，其特征在于，包括：工作台，所述工作台匀速运动，用于放置待检测玻璃；线阵相机，用于采集被检测玻璃的图像；同轴线性光源，四个同轴线性光源平行于工作台设置，分别位于以线阵相机为中心的虚拟正方形的四个边上；图像处理主机，与线阵相机连接，用于缺陷图像的预处理和缺陷提取；所述同轴线性光源位于线阵相机和工作台之间。2.根据权利要求1所述的一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述四个同轴线性光源平行于工作台设置，分别位于以线阵相机为中心的虚拟正方形的四个边上，每个同轴线性光源距工作台的高度是50cm，距中心点的距离是50cm，并保持同轴线性光源与工作台严格平行，光源入射角度为45度。3.根据权利要求1所述的一种材质光滑均匀的玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述同轴线性光源位于线阵相机和工作台之间，线阵相机距工作台70cm。4.一种材质光滑均匀的玻璃缺陷机器视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)图像非均匀校正选取没有缺陷的光滑均匀玻璃成像，设成像的图像大小为M
×
N，在像素(x,y)处，该像素的灰度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，任义烽，姚国年，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：