本发明专利技术公开了一种透明体缺陷三维检测方法，该方法包括：光谱共焦传感器扫描透明体，获得透明体各分界面表面点的空间坐标数据，形成点云数据；排除点云数据中作为透明体第一表面的第一特征点和作为透明体第二表面的第二特征点，剩余的点作为第三特征点；在每个深度方向上标记第三特征点所属的层数，并利用第三特征点标记缺陷；提取标记后的缺陷的外轮廓，确定缺陷的坐标与大小。本发明专利技术还公开了一种透明体缺陷三维检测装置、相应的设备及存储介质。本发明专利技术采用光谱共焦传感器采集透明体多层三维点云数据，并基于三维点云数据，采用三维数据处理和检测方法，实现对透明体内每个缺陷的三维空间定位与几何测量。三维空间定位与几何测量。三维空间定位与几何测量。
【技术实现步骤摘要】
一种透明体缺陷三维检测方法、装置、设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及光学透明体检测
，更具体地，涉及一种透明体缺陷三维检测方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]光学透明体被广泛的应用于军事、科研、工业、医疗、防护等各个领域。该透明体包括但不限于光学玻璃与光学塑料，还包括如半导体工业中常用的涂胶，或其他类似的光学介质。光学透明体在加工、生产、使用过程中不可避免的出现缺陷，例如气泡，杂质等人眼不可见或不易观察的缺陷情况。这种微小的缺陷不仅影响各类光学透明体的外观，更严重危害了光学透明体的使用性能。
[0003]常见的透明体缺陷检测方式主要采用AOI（Automated OpticalInspection，自动光学检测）检测技术，同时也有一些利用X射线进行检测的设备。AOI方法采用的是高清照相机；X射线方法采用的是X射线照相机，其成像原理是不同密度物质对X射线吸收能力不同。
[0004]AOI与X射线两种方法共同的特点是他们都是基于二维图像数据进行处理，因此只能对其进行平面定位，而无法区分在成像平面上同一位置上不同深度或相邻位置但空间大小有重叠的不同缺陷，这种原理性限制导致无法准确检测到透明体内实际的缺陷个数和大小。
[0005]以气泡为例，如图1
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2所示，对同一位置不同深度大小不同的气泡，只能检测到大气泡的存在；而不同深度但位置相邻且有重叠部分的多个气泡，只能检测到一个整体合成的大气泡，而不能区分。另外，AOI方法对检测环境下的光源条件比较敏感，光源的变化对检测结果有较大的影响；而X射线方法，因为基于放射性射线，对应用场景有较大的限制。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种透明体缺陷三维检测方法、装置、设备及存储介质，采用光谱共焦传感器采集透明体多层三维点云数据，并基于三维点云数据，采用三维数据处理和检测方法，实现对透明体内每个缺陷的三维空间定位与几何测量。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种透明体缺陷三维检测方法，该方法包括：S1. 光谱共焦传感器扫描所述透明体，获得所述透明体各分界面表面点的空间坐标数据，形成点云数据；S2. 排除所述点云数据中作为所述透明体第一表面的第一特征点和作为所述透明体第二表面的第二特征点，剩余的点作为第三特征点；S3. 在每个深度方向上标记所述第三特征点所属的层数，并利用所述第三特征点标记缺陷；其中，所述深度方向是从第一表面指向第二表面的向量方向；S4. 提取标记后的所述缺陷的外轮廓，确定所述缺陷的坐标与大小；
其中，所述缺陷至少是部分透明的；所述透明体第一表面是所述透明体靠近所述光谱共焦传感器的面，所述透明体第二表面是所述透明体远离所述光谱共焦传感器的面。
[0008]进一步地，上述透明体缺陷三维检测方法，所述步骤S2还包括：S21.提取所述点云数据中第一数据，作为所述透明体第一表面的第一特征点，并排除所述第一特征点；S22.提取所述点云数据中第二数据，用于计算所述透明体第二表面的参考表面，并排除作为所述透明体第二表面的所述第二特征点；其中，所述第一数据是所述点云数据中，在每个深度方向上深度值最小的点的数据；所述第二数据是所述点云数据中，在每个深度方向上深度值第二小的点的数据。
[0009]进一步地，上述透明体缺陷三维检测方法，还包括：所述计算所述透明体第二表面，并排除作为所述透明体第二表面的所述第二特征点的方法为：采用最小二乘平面拟合方式，拟合所述透明体第二表面的参考表面，并排除参考表面附近的点。
[0010]进一步地，上述透明体缺陷三维检测方法，还包括：所述拟合所述透明体第二表面的参考表面，并排除参考表面附近的点具体包括：S221. 计算所述第二数据的第一深度均值μ1和第一方差σ1；S222. 排除所述第二数据中深度数据小于第一阈值的点，得到第三数据；其中，所述第一阈值表示为μ1+n*σ1；S223. 采用最小二乘平面拟合方法，拟合所述第三数据，得到最小二乘拟合面，以该最小二乘拟合面作为所述透明体第二表面的所述参考表面；计算所述第三数据的第二深度均值μ2和第二方差σ2；S224. 计算所述第三数据中每个点与所述参考表面的距离，所述距离小于第二阈值的点标记为所述参考表面附近的点；其中，所述第二阈值表示为n*σ2。
[0011]进一步地，上述透明体缺陷三维检测方法，所述步骤S3还包括：提取所述第三特征点的坐标，将坐标相邻的所述第三特征点合并，标记为同一所述缺陷表面的点。
[0012]进一步地，上述透明体缺陷三维检测方法，所述步骤S4还包括：对于每一个标记合并后的缺陷，提取其对应所述第三特征点中层数是奇数的点，构成所述缺陷的第一表面；将所述缺陷的所述第一表面投影到平面方向，作为所述缺陷的投影图像，并将所述投影图像二值化；所述平面方向垂直于所述深度方向；平滑所述二值化后投影图像的边缘，并提取所述二值化后投影图像的轮廓，作为所述缺陷外接立方体在所述平面方向上的轮廓；提取所述缺陷对应的所述第三特征点，计算深度方向上最大坐标差，作为所述缺陷的外接立方体在深度方向上的长度。
[0013]进一步地，上述透明体缺陷三维检测方法，还包括：所述光谱共焦传感器是线光谱共焦传感器和/或点光谱共焦传感器。
[0014]按照本专利技术的第二个方面，还提供了一种透明体缺陷三维检测装置，其包括：
光谱共焦传感器，用于扫描所述透明体；支持件，用于支持所述透明体；驱动控制器，用于驱动支持件移动，配合所述光谱共焦传感器完成扫描；计算机，用于接收所述光谱共焦传感器扫描的数据，实施上述任一项所述的方法计算所述透明体的缺陷。
[0015]按照本专利技术的第三个方面，还提供了一种透明体缺陷三维检测设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所述方法的步骤。
[0016]按照本专利技术的第四个方面，还提供了一种存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行上述任一项所述方法的步骤。
[0017]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：（1）本专利技术提供的一种透明体缺陷三维检测方法，采用光谱共焦传感器采集透明体多层三维点云数据，并基于三维点云数据，采用三维数据处理和检测方法，可以在空间上准确定位单个缺陷的位置，进而能准确测量其几何参数，并克服了现有技术中无法正确处理缺陷遮挡、重叠的情况，可以精确统计缺陷的个数及透明体内缺陷总体含量；（2）本专利技术提供的一种透明体缺陷三维检测方法，采用最小二乘拟合平面的方法，精准提取用于表征所述透明体第二表面的第二特征点，进而分离出点云数据中表征缺陷的第三特征点。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种透明体缺陷三维检测方法，其特征在于，包括：S1. 光谱共焦传感器扫描所述透明体，获得所述透明体各分界面表面点的空间坐标数据，形成点云数据；S2. 排除所述点云数据中作为所述透明体第一表面的第一特征点和作为所述透明体第二表面的第二特征点，剩余的点作为第三特征点；S3. 在每个深度方向上标记所述第三特征点所属的层数，并利用所述第三特征点标记缺陷；其中，所述深度方向是从第一表面指向第二表面的向量方向；S4. 提取标记后的所述缺陷的外轮廓，确定所述缺陷的坐标与大小；其中，所述缺陷至少是部分透明的；所述透明体第一表面是所述透明体靠近所述光谱共焦传感器的面，所述透明体第二表面是所述透明体远离所述光谱共焦传感器的面。2.如权利要求1所述的透明体缺陷三维检测方法，其特征在于：所述步骤S2还包括：S21.提取所述点云数据中第一数据，作为所述透明体第一表面的第一特征点，并排除所述第一特征点；S22.提取所述点云数据中第二数据，用于计算所述透明体第二表面的参考表面，并排除作为所述透明体第二表面的所述第二特征点；其中，所述第一数据是所述点云数据中，在每个深度方向上深度值最小的点的数据；所述第二数据是所述点云数据中，在每个深度方向上深度值第二小的点的数据。3.如权利要求2所述的透明体缺陷三维检测方法，其特征在于：所述计算所述透明体第二表面，并排除作为所述透明体第二表面的所述第二特征点的方法为：采用最小二乘平面拟合方式，拟合所述透明体第二表面的参考表面，并排除所述参考表面附近的点。4.如权利要求3所述的透明体缺陷三维检测方法，其特征在于：所述拟合所述透明体第二表面的参考表面，并排除参考表面附近的点具体包括：S221. 计算所述第二数据的第一深度均值μ1和第一方差σ1；S222. 排除所述第二数据中深度数据小于第一阈值的点，得到第三数据；其中，所述第一阈值表示为μ1+n*σ1；S223. 采用最小二乘平面拟合方法，拟合所述第三数据，得到最小二乘拟合面，以该最小二乘拟合面作为所述透明体第二表面的...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦明，罗小安，肖恩桥，高祎梦，
申请(专利权)人：武汉精一微仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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