基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置及方法，涉及光学检测领域，其中光学检测装置包括显示屏、超窄带滤光片、供超窄带滤光片放置并带动其转动的旋转镜架、用于放置手机后盖板的第一三维平移台、中性密度衰减片、用于放置中性密度衰减片的第二三维平移台、图像探测器和计算机。本发明专利技术可实现手机后盖板的彩色表面形貌再现，解决机器视觉缺陷检测中异色较难检出的问题，并且能够有效解决手机后盖板局部区域可能出现过曝的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及光学检测领域，特别涉及基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置及方法。

技术介绍

[0002]相位测量偏折术是一种基于结构光照明利用解调条纹的变形量来计算待测物体的表面三维形貌的技术，该技术在现代工业检测、文物保护和天文观测等领域的潜在应用而备受关注。在现代工业检测中，相位测量偏折术的三维体积成像可实现手机玻璃面板、汽车车身、超精密加工零件表面等镜面反射物体的三维测量；在文物保护中，相位测量偏折术能够对珍贵物品进行无接触高精度检测，能够实现对文物及建筑物等的数字化留存，能够快速简洁轻松地实现文物的精确复原和屏幕展示；在天文学领域，基于智能相位测量偏折术的斜率检测系统，能够检测任意面型，能够实现纳米级别的高精度动态检测。相位测量偏折术在各个领域中的应用日益增加，而对基于相位测量偏折术的检测装置和检测方法的研究也日趋重要。
[0003]近几十年迅速发展的条纹投影法是应用最广、最有应用前景的主动非接触式光学检测技术之一，但其检测精度低，不适合具有高镜面反射率的待测物体。为了克服这一问题，在条纹投影法的基础上提出了一种镜面物体测量方法——相位测量偏折术，其将检测系统中的投影仪换成了显示屏，用相机记录显示屏上结构光条纹在待测镜面中的像，并通过条纹信息解算得到待测镜面的表面形貌。2004年，Knauer M C [Knauer M C, Kaminski J, Hausler G. Phase measuring deflectometry: a new approach to measure specular free
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form surfaces[J]. Proceedings of SPIE
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Optical Metrology in Production Engineering, Strasbourg, 2004: 366
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376]首次提出了相位测量偏折术，该技术动态范围大，测量速度快，不仅能够检测标准平面和球面，还能在无辅助设施情况下实现自由曲面和非球面的高精度检测。
[0004]在视觉缺陷检测领域中有一个难题是关于异色的问题，如果使用黑白相机是无法识别的，目前也没有好的办法解决。虽然使用彩色相机，能够很容易检测出异色问题。但是由于彩色的相机通常会比黑白相机贵，所以工业应用中出于成本的考量，通常都会使用黑白相机。还有一个难题就是在同一个被检测的手机后盖板上，不同位置的反光率是不一样的，比如logo位置的反光率通常会比其他位置的反光率高，所以在相同光照条件下，logo位置的反射图像更容易过曝，造成无法检测。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种利用基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置进行的检测方法，该方法基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置的优化设计，并通过优化算法，能够更好地实现手机后盖板的彩色面形重建，并且通过曲率分析来更好地识别缺陷。
[0006]实现本专利技术第一个目的技术方案是：本专利技术利用基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置进行的检测方法，包括以下步骤：S1、搭建基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置；所述基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置包括显示屏、超窄带滤光片、供超窄带滤光片放置并带动其转动的旋转镜架、用于放置手机后盖板的第一三维平移台、中性密度滤光片、供中性密度滤光片放置并带动移动的第二三维平移台、图像探测器和计算机；所述计算机分别与旋转镜架、第一三维平移台和第二三维平移台通信连接，并用于控制旋转镜架转动，用于控制第一三维平移台和第二三维平移台的移动；所述显示屏与所述的计算机通信连接；所述显示屏用于显示计算机编码生成的条纹结构光，并作为光源透过超窄带滤光片形成入射条纹光束；所述超窄带滤光片通过旋转镜架的转动，用于分别形成红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；所述图像探测器与计算机通信连接；所述图像探测器通过第一三维平移台和第二三维平移台的移动，用于接收经手机后盖板的反射后的不同波长的入射条纹光束，并生成手机后盖板的反射强度图；所述图像探测器还用于将反射强度图传输给计算机；S2、开启所述的显示屏，该显示屏发出的条纹结构光入射到所述的超窄带滤光片；S3、通过计算机预设的旋转角度，控制旋转镜架转动，分别形成红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；同时控制第一三维平移台进行移动，使得图像探测器接收经手机后盖板的反射后的红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；并且控制第二三维平移台进行移动，使得中性密度滤光片对经手机后盖板上高反区反射后的入射条纹光束进行光强衰减；并且图像探测器记录所述手机后盖板反射后的反射强度图；S4、按照多步相移公式计算出所述的手机后盖板的待检测面的相位分布；S5、在红色波长的入射条纹光束下，相位生成第一伪彩色的三维图；在绿色波长的入射条纹光束下，相位生成第二伪彩色的三维图；在蓝色波长的入射条纹光束下，相位生成第三伪彩色的三维图；将第一伪彩色的三维图、第二伪彩色的三维图和第三伪彩色的三维图进行叠加获得伪彩相位图，然后通过基于Retinex 理论的图像融合算法对伪彩相位图进行调整形成手机后盖板的待检测面的连续彩色相位分布；其中图像融合算法为：首先在HSV空间对亮度分量V通道进行增强处理, 同时在拉伸得到的对数域反射分量至一定的动态范围时，引入增强调整因子，调整不同亮度值的增强程度来避免噪声放大及色彩失真现象；然后在 RGB 空间，采用高斯滤波器来消除光晕现象，并在计算反射分量时，通过参数调整伪彩相位图颜色的保真度，最后对处理结果进行加权平均形成连续彩色相位分布；S6、利用相位梯度的关系可以得到手机后盖板的待检测面的梯度分布数据，对梯度分布微分可以得到手机后盖板的待检测面的曲率分布，根据曲率信息获得缺陷检测结果。
[0007]其中步骤S3：通过计算机预设的旋转角度，旋转所述的旋转镜架，经
过所述的超窄带滤光片后出射得到中心波长分别为的红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束、蓝色波长的入射条纹光束，并由所述的图像探测器（8）分别记录所述的手机后盖板的反射强度图，其中，n=1,2,3，分别代表红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；k=1,2,...m，代表在一个中心波长的入射条纹光束下的相移次数；为手机后盖板的待检测面的空间坐标分布；所述的显示屏引入m次相移的入射条纹光束，其中，m=3或4或5，中心波长分别为的红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束、蓝色波长的入射条纹光束入射至所述的手机后盖板的待检测面形成不同的反射强度图、，所述的图像探测器记录所述手机后盖板在不同中心波长的入射条纹光束下的多幅反射强度图；同时，控制第一三维平移台进行移动，使得图像探测器接收经手机后盖板的反射后的不同中心波长的入射条纹光束；控制第二三维平移台进行移动，使得中性密度滤光片对经手机后盖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置进行的检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1、搭建基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置；所述基于彩色相位测量偏折术的手机后盖板检测装置包括显示屏（1）、超窄带滤光片（2）、供超窄带滤光片（2）放置并带动其转动的旋转镜架（3）、用于放置手机后盖板（4）的第一三维平移台（5）、中性密度滤光片（6）、供中性密度滤光片（6）放置并带动移动的第二三维平移台（7）、图像探测器（8）和计算机（9）；所述计算机（9）分别与旋转镜架（3）、第一三维平移台（5）和第二三维平移台（7）通信连接，并用于控制旋转镜架（3）转动，用于控制第一三维平移台（5）和第二三维平移台（7）的移动；所述显示屏（1）与所述的计算机（9）通信连接；所述显示屏（1）用于显示计算机（9）编码生成的条纹结构光，并作为光源透过超窄带滤光片（2）形成入射条纹光束；所述超窄带滤光片（2）通过旋转镜架（3）的转动，用于分别形成红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；所述图像探测器（8）与计算机（9）通信连接；所述图像探测器（8）通过第一三维平移台（5）和第二三维平移台（7）的移动，用于接收经手机后盖板（4）的反射后的不同波长的入射条纹光束，并生成手机后盖板（4）的反射强度图；所述图像探测器（8）还用于将反射强度图传输给计算机（9）；S2、开启所述的显示屏（1），该显示屏（1）发出的条纹结构光入射到所述的超窄带滤光片（2）；S3、通过计算机（9）预设的旋转角度，控制旋转镜架（3）转动，分别形成红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；同时控制第一三维平移台（5）进行移动，使得图像探测器（8）接收经手机后盖板（4）的反射后的红色波长的入射条纹光束、绿色波长的入射条纹光束和蓝色波长的入射条纹光束；并且控制第二三维平移台（7）进行移动，使得中性密度滤光片（6）对经手机后盖板（4）上高反区反射后的入射条纹光束进行光强衰减；并且图像探测器（8）记录所述手机后盖板（4）反射后的反射强度图；S4、按照多步相移公式计算出所述的手机后盖板（4）的待检测面的相位分布；S5、在红色波长的入射条纹光束下，相位生成第一伪彩色的三维图；在绿色波长的入射条纹光束下，相位生成第二伪彩色的三维图；在蓝色波长的入射条纹光束下，相位生成第三伪彩色的三维图；将第一伪彩色的三维图、第二伪彩色的三维图和第三伪彩色的三维图进行叠加获得伪彩相位图，然后通过基于Retinex 理论的图像融合算法对伪彩相位图进行调整形成手机后盖板（4）的待检测面的连续彩色相位分布；其中图像融合算法为：首先在HSV空间对亮度分量V通道进行增强处理, 同时在拉伸得到的对数域反射分量至一定的动态范围时，引入增强调整因子，调整不同亮度值的增强程度来避免噪声放大及色彩失真现象；然后在 RGB 空间，采用高斯滤波器来消除光晕现...

【专利技术属性】
技术研发人员：原续鹏，李惠芬，潘正颐，侯大为，童竹勍，
申请(专利权)人：常州微亿智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：