玻璃板材的通孔孔径检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种玻璃板材的通孔孔径检测方法及装置，该方法先对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定，然后利用相机拍摄玻璃板材上通孔的图像，在确定通孔图像中的通孔区域后即可计算得到通孔的下表面像素直径，再基于焦点高度标定得到玻璃板材的下表面像素当量，最后，基于玻璃板材的下表面像素当量将通孔的下表面像素直径换算为实际物理直径。在通孔孔径检测过程中，无需保证镜头光轴和通孔圆心在同一直线上，仅需在通孔图像中确定通孔区域，即可基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素圆，在基于事先标定得到的焦点高度计算得到玻璃板材的下表面像素当量后，即可换算得到通孔的实际物理直径，从而可以准确地测量得到通孔直径。地测量得到通孔直径。地测量得到通孔直径。

【技术实现步骤摘要】
玻璃板材的通孔孔径检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及通孔孔径测量
，特别地，涉及一种玻璃板材的通孔孔径检测方法，另外，还特别涉及一种玻璃板材的通孔孔径检测装置。

技术介绍

[0002]生产线上对玻璃板材(如平板玻璃、无机玻璃、有机玻璃、亚克力等)打孔后，如何对通孔直径进行在线检测是不可缺少的一个环节。目前，很多产线没有自动化检测设备，仅靠人工进行检测并控制质量，但人工检测的方式存在效率低下、检测精度不高等问题，尤其主观因素导致对玻璃产出质量控制标准不一致，不能实时得到所需质量数据，不便于质量数据的统计、查询，自动化程度低，人力成本高。另外，目前还可以通过机器视觉技术实现玻璃板材通孔孔径的自动检测，可以实现通孔孔径的在线检测，且检测结果的精度较高，可以满足不同宽度和厚度的板材通孔检测要求。但是，目前的机器视觉检测设备要求将镜头光轴和通孔圆心保持在同一直线上，当通孔圆心偏离镜头光轴时，难以准确地测量出通孔孔径。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种玻璃板材的通孔孔径检测方法及装置，以解决现有的机器视觉检测设备在通孔圆心偏离镜头光轴时难以准确测量出通孔孔径的技术问题。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种玻璃板材的通孔孔径检测方法，包括以下内容：
[0005]对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定；
[0006]获取玻璃板材上通孔的图像，确定通孔图像中的通孔区域，并基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素直径；
[0007]基于焦点高度标定得到玻璃板材的下表面像素当量；
[0008]基于玻璃板材的下表面像素当量将通孔的下表面像素直径换算为实际物理直径。
[0009]进一步地，所述对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定的过程包括以下内容：
[0010]选择某一厚度的第一玻璃板材，将标定物放置在该第一玻璃板材上，测量出标定物上表面到第一玻璃板材下表面的第一高度，并记录标定物在相机图像中的第一像素长度；
[0011]选择另一厚度的第二玻璃板材，将同一标定物放置在该第二玻璃板材上，测量出标定物上表面到第二玻璃板材下表面的第二高度，并记录标定物此时在相机图像中的第二像素长度；
[0012]以镜头焦点为三角形的一个顶点、分别以第一次标定时标定物上表面所在平面在相机视角中的两个端点和第二次时标定物上表面所在平面在相机视角中的两个端点作为另外两个顶点，构建相似三角形；
[0013]基于相似三角形的几何关系计算得到焦点高度。
[0014]进一步地，具体基于以下公式计算得到焦点高度：
[0015][0016]其中，H表示焦点高度，L1和L2分别表示第一像素长度和第二像素长度，d1和d2分别表示第一高度和第二高度。
[0017]进一步地，所述基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素直径的过程包括以下内容：
[0018]获取镜头焦点在通孔图像平面中的投影点坐标；
[0019]获取通孔区域的轮廓线上所有点的像素坐标，并通过均值计算得到通孔区域的质心坐标；
[0020]作投影点和质心的连线，并以投影点为中心分别顺时针和逆时针转动投影点和质心的连线，直至连线脱离通孔区域，分别获得连线与通孔区域的两个切点；
[0021]基于轮廓线上以两个切点为端点且远离投影点的一段圆弧进行圆周拟合，得到通孔的下表面像素直径。
[0022]进一步地，所述基于焦点高度标定得到玻璃板材的下表面像素当量的过程包括以下内容：
[0023]选择某一厚度的第三玻璃板材，将标定物放置在该第三玻璃板材上，测量出标定物上表面到第三玻璃板材下表面的第三高度，并记录标定物在相机图像中的第三像素长度和实际物理长度；
[0024]以镜头焦点为三角形的一个顶点、分别以第三次标定时标定物上表面所在平面在相机视角中的两个端点和第三玻璃板材的下表面所在平面在相机视角中的两个端点作为另外两个顶点，构建相似三角形；
[0025]基于相似三角形的几何关系计算得到玻璃板材的下表面像素当量。
[0026]进一步地，具体基于以下公式计算得到玻璃板材的下表面像素当量：
[0027][0028]其中，ρ表示玻璃板材的下表面像素当量，H表示焦点高度，d表示第三高度，L
mm
和L
pixel
分别表示标定物的实际物理长度和第三像素长度。
[0029]进一步地，在进行焦点高度标定之前还包括以下内容：
[0030]将相机成像平面调整至与玻璃板材下表面平行。
[0031]进一步地，在进行焦点高度标定之前还包括以下内容：
[0032]确定相机成像平面由镜头导致的畸变范围，选择无畸变区域进行成像。
[0033]进一步地，在进行焦点高度标定之前还包括以下内容：
[0034]确定镜头光轴和感光器中心在一条直线上。
[0035]另外，本专利技术还提供一种玻璃板材的通孔孔径检测装置，包括：
[0036]第一标定模块，用于对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定；
[0037]图像处理模块，用于获取玻璃板材上通孔的图像，确定通孔图像中的通孔区域，并
基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素直径；
[0038]第二标定模块，用于基于焦点高度标定得到玻璃板材的下表面像素当量；
[0039]尺寸换算模块，用于基于玻璃板材的下表面像素当量将通孔的下表面像素直径换算为实际物理直径。
[0040]本专利技术具有以下效果：
[0041]本专利技术的玻璃板材的通孔孔径检测方法，先对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定，然后利用相机拍摄玻璃板材上通孔的图像，在确定通孔图像中的通孔区域后即可计算得到通孔的下表面像素直径，再基于焦点高度标定得到玻璃板材的下表面像素当量，最后，基于玻璃板材的下表面像素当量将通孔的下表面像素直径换算为实际物理直径。在通孔孔径检测过程中，无需保证镜头光轴和通孔圆心在同一直线上，仅需在通孔图像中确定通孔区域，即可基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素圆，在基于事先标定得到的焦点高度计算得到玻璃板材的下表面像素当量后，即可换算得到通孔的实际物理直径，从而可以准确地测量得到通孔直径。
[0042]另外，本专利技术的玻璃板材的通孔孔径检测装置同样具有上述优点。
[0043]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0044]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0045]图1是本专利技术优选实施例的玻璃板材的通孔孔径检测方法的流程示意图。
[0046]图2是图1中步骤S1的子流程示意图。
[0047]图3是本专利技术优选实施例中对焦点高度进行标定的原理示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃板材的通孔孔径检测方法，其特征在于，包括以下内容：对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定；获取玻璃板材上通孔的图像，确定通孔图像中的通孔区域，并基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素直径；基于焦点高度标定得到玻璃板材的下表面像素当量；基于玻璃板材的下表面像素当量将通孔的下表面像素直径换算为实际物理直径。2.如权利要求1所述的玻璃板材的通孔孔径检测方法，其特征在于，所述对相机的镜头焦点至玻璃板材下表面的焦点高度进行标定的过程包括以下内容：选择某一厚度的第一玻璃板材，将标定物放置在该第一玻璃板材上，测量出标定物上表面到第一玻璃板材下表面的第一高度，并记录标定物在相机图像中的第一像素长度；选择另一厚度的第二玻璃板材，将同一标定物放置在该第二玻璃板材上，测量出标定物上表面到第二玻璃板材下表面的第二高度，并记录标定物此时在相机图像中的第二像素长度；以镜头焦点为三角形的一个顶点、分别以第一次标定时标定物上表面所在平面在相机视角中的两个端点和第二次时标定物上表面所在平面在相机视角中的两个端点作为另外两个顶点，构建相似三角形；基于相似三角形的几何关系计算得到焦点高度。3.如权利要求2所述的玻璃板材的通孔孔径检测方法，其特征在于，具体基于以下公式计算得到焦点高度：其中，H表示焦点高度，L1和L2分别表示第一像素长度和第二像素长度，d1和d2分别表示第一高度和第二高度。4.如权利要求1所述的玻璃板材的通孔孔径检测方法，其特征在于，所述基于通孔区域计算得到通孔的下表面像素直径的过程包括以下内容：获取镜头焦点在通孔图像平面中的投影点坐标；获取通孔区域的轮廓线上所有点的像素坐标，并通过均值计算得到通孔区域的质心坐标；作投影点和质心的连线，并以投影点为中心分别顺时针和逆时针转动投影点和质心的连线，直至连线脱离通孔区域，分别获得连线与通孔区域的两个切点；基于轮廓线上以两个切点为端点且远离投影点的一段圆弧进行圆周拟合，得到通孔的下表面像素直径。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹嘉，卢越，尹智，喻海清，文广，
申请(专利权)人：湖南科创信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：