检测透明物体中的光学缺陷制造技术

本发明专利技术涉及检测透明物质中光学缺陷的方法，其包括如下步骤：提供具有多个图像像素的透明物质的数字图像，检测至少一个候选缺陷。候选缺陷可通过如下操作检测，即确定每个图像像素的灰度强度并跨邻近图像像素对计算强度梯度。为每个图像像素分配梯度值，包括与图像像素关联的强度梯度绝对值的最大值。可构建梯度图像，其包括分配给相应图像像素的梯度值。如果图像像素的梯度值超过梯度阈值，则该图像像素可识别为候选像素。候选像素可包括光学缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及检测系统，且更特别地，涉及检测透明物体中光学缺陷的方法。
技术介绍
透明物体用于多种不同应用，包括交通工具应用，如海洋、陆地、空中和/或空间交通工具，还包括非交通工具应用，如建筑物或其他静止结构。在交通工具应用，如在商用飞机，透明物质可沿机舱和绕飞机飞行甲板设置，并可包括挡风玻璃和其他前窗、侧窗和天窗。透明物质可有玻璃和聚合物材料形成，或形成为玻璃与聚合物材料的层压组合。用于透明物质的聚合物材料可包括但不限于丙烯酸和聚碳酸酯组合物。当制造聚碳酸酯材料的透明物质时，在形成エ艺中可发生某些光学缺陷。例如，在形成聚碳酸酷透明物质过程中可出现碳颗粒，并可呈现为嵌在透明物质内的相对小的黑 斑。当从透过透明物质察看时，嵌入的碳颗粒可被误解为长距离物体。现有技术包括几种检查透明物质光学缺陷的方法。例如，某些飞机透明物质，如飞机座舱盖可通过以天空为背景背光照明透明物质，透过座舱盖向上看检查缺陷。该检查技术一般要求澄清(如无云)大气条件，以便提供匀质光背景，检查人员可以该光背景查看整个透明物质。如可预期的那样，该检查技术可导致显著的飞机停エ等待适当的大气条件。虽然汽车エ业已经开发了照相机驱动的方法用于自动检查透明物质，如自动的照相机方法可缺少航空透明物质要求的分辨率。例如，用于汽车エ业的检查方法通常针对生产线上高速检查，其中汽车透明物质中可允许的缺陷尺寸通常比航空透明物质中可允许的缺陷尺寸(如，O. 30英寸)大。这方面，为了大量生产，会牺牲检查汽车透明物质的分辨率。而且，用于汽车エ业的检查方法通常是针对透明物质的，其与飞机透明物质，如具有较小半径的更复杂曲线的飞机座舱盖和挡风玻璃相比具有轻微曲率。此外，飞机透明物质，如飞机挡风玻璃的横截面覆层(Iayup)通常比汽车透明物质更复杂，这是由于飞机挡风玻璃较高强度要求和増加的厚度(如，高达I英寸厚或更大)，这是耐受飞鸟撞击和操纵结构复杂所要求的。如可看到的那样，现有技术需要精确检测相对小尺寸(如，约O. 010英寸或更小)缺陷的方法。此外，现有技术还需要快速方式检测透明物质中光学缺陷的方法，以便减少检查时间。而且，现有技术还需要检测透明物质中光学缺陷的方法，其提供自动装置记载光学缺陷尺寸和位置，以便表征缺陷源。精确量化飞机透明物质中光学缺陷(如，測量缺陷尺寸和记载位置)的需求是必须的，这是由于相比取代汽车挡风玻璃的成本，取代飞机挡风玻璃相对高成本。
技术实现思路
与检查透明物质关联的上述需求是通过本公开解决和减轻的，其提供检测相对小尺寸(如，O. 10英寸)的光学缺陷尺寸和位置的光学缺陷检测方法。该缺陷检测系统的技术效果包括相对现有技术手动检查方法，改进检查透明物质光学缺陷的可靠性、速度和精度。此外，该缺陷检测系统提供可靠检测相对小尺寸的光学缺陷并记录和记载至少这类光学缺陷的尺寸和/或位置的装置。在实施例中，该检测透明物质中光学缺陷的方法可包括以下步骤提供透明物质的数字图像，其中数字图像包括多个图像像素，其每个都具有一定灰度。该方法可进ー步包括通过计算跨相邻图像像素对的强度梯度，检测透明物质中至少ー个候选缺陷。此外，每个图像像素可分配以梯度值，其可包括与图像像素关联的强度梯度绝对值的最大值。构建的梯度图像可包括分配给相应图像像素的梯度值。梯度值超过梯度阈值的图像像素可识别为候选像素。这样的候选像素可包括一个候选缺陷。在进ー步的实施例中，本专利技术公开了表征透明物质中光学缺陷的方法，其包括提供透明物质数字图像的步骤和从图像像素中识别候选像素的步骤。候选像素可包括至少ー个候选缺陷。每个候选像素的位置可识别。候选像素可基于相对位置分类为像素聚类。每个像素聚类中候选像素的数量可与像素数量阈值比较，从而识别候选缺陷为光学缺陷或图像缺陷。该方法额外的实施例可包括优化图像记录设备的设置以便记录透明物质的数字图像。设置可基于透明物质的參数，如透明物质的平均色调(hue)。设置的选择可包括选择F设置，ISO设置和色彩设置，如每种原色(红色、緑色、和蓝色-RGB)，其可由图像记录设备记录。F设置表示f光阑(f-stop)或相对光圈，并且是图像记录设备透镜的焦距长度除以透镜有效光圈直径的度量。ISO设置(S卩，胶片速度)是数字成像系统的光学灵敏度的度量，如这里公开的图像记录设备。该方法可进ー步包括记录透明物质的数字图像，如以彩色格式，和转换数字图像从ー种彩色格式到灰度格式。数字图像中每种图像像素的灰度都可确定。该方法可进ー步包括通过选择观察部分的预定周边检测或通过比较跨一系列预定量的图像像素的灰度变化(即强度梯度)，检测透明物质观察部分的周边。跨系列像素的灰度变化可与阈值强度变化速率比较，或灰度强度变化可与系列强度梯度的阈值均勻值(uniformity value)比较以便识别观察部分的周边。所讨论的特征、功能、和优点可在本公开的不同实施例中独立实现，或可在其他实施例中组合，其进ー步的细节可參考下面的描述和附图看出。附图说明本专利技术的这些和其他特征可在參考附图后更明显地看出，其中相似标识号表示相似部件图I是具有一个或更多透明物质飞机的透视图；图2是光学缺陷检测系统实施例的透视图，其可用于记录透明物质的数字图像；图3是图2中示出的缺陷检测系统的分解透视图，并示出可安装图像记录设备的透明物质夹具(fixture)；图4是缺陷检测系统的侧剖视图；图5是沿图4中线5-5截取的光学缺陷检测系统的俯视剖视图，其示出配置为全景照相机的图像记录设备；图6是流程图，其示出记录透明物质图像的方法；图7是光学缺陷检测系统的剖视图，其略去漫射器、光源、反射器和外壳，并示出透明物质和图像记录设备的相对位置；图8是透明物质的全景数字图像文件，其可由图7中图像记录设备记录；图9是沿图8中剖面9截取的透明物质观察部分周边附近区域的部分数字图像的放大示图，其示出多个具有相对灰度的图像像素；图10是提供256个强度水平的8位系统的灰度范围表；图11是沿图8中剖面11截取的部分数字图像的示图，其示出每个图像像素被分配以一定灰度，并进一歩示出ー对包括灰度值为O的图像像素的候选缺陷；图12是图11中示出的图像像素的表示，其中计算了跨邻近图像像素对中每个的强度梯度；图13是图11中示出的图像像素的梯度图像，其中梯度图像的每个图像像素都包 括含与图像像素关联的强度梯度的绝对值的最大值的梯度值；图14是图11中示出的图像像素的表示，其中梯度值超出梯度阈值的图像像素分入由候选像素组成的聚类中；图15是图11中示出的图像像素的表示，其进ー步示出叠加在每个像素聚类上的计算机生成的曲线；图16是图11中示出的图像像素的表示，其进ー步示出汇聚在候选像素定义的各光学缺陷边界上的计算机生成的曲线；图17是沿图8中剖面17截取的数字图像的部分，并示出灰度为O并被具有更高灰度的图像像素包围的单个图像像素；图18是图17中示出的图像像素的表示，其进ー步示出跨每个邻近图像像素的多个强度梯度；图19是图17中示出的图像像素的表示，其示出包括相应于与每个像素关联的强度梯度绝对值的最大值的梯度值的梯度图像；图20是图17中示出的图像像素的表示，其示出由灰度为O的单个图像像素组成的像素聚类；图21是透明物质的数字图像示图，其示出数字图像中多个光学缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·布考特，M·P·格里森，M·M·托马斯，M·S·狄克孙，R·普雷斯，W·D·斯玛特，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：
国别省市：