CN105486700A - 一种检测透明物体缺陷的系统及其使用方法 - Google Patents

一种检测透明物体缺陷的系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测透明物体缺陷的系统及其使用方法,包括向透明物体发射光线的光源,获取所述透明物体的图像的摄像头和提取所述图像的特征的图像处理模块,所述光源和摄像头设置在所述透明物体的一侧,所述透明物体的另一侧为预置颜色的背景,所述光源发射的光线照射在所述透明物体上,形成至少一个反射光斑,所述摄像头的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域;通过摄像头获取透明物体在光照和预置颜色的背景下的图像,使得透明物体的缺陷可以在该图像中凸显出来,通过对该图像进行特征分析找出透明物体的缺陷,方便检测人员进行检测,减少了漏检率和质检人员的工作量,提高了批量检测的效率。

Description

一种检测透明物体缺陷的系统及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及检测技术领域,尤其涉及一种检测透明物体缺陷的系统及其使用方法。
背景技术
[0002]目前,对透明物体,如手机、电脑,电视等显示屏的缺陷检测,一般是在一定的光照条件下通过人眼观察,找出其缺陷,这种方式下检测人员的工作量大,漏检率高,并且人工成本大。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提出一种检测透明物体缺陷的系统及其使用方法,通过摄像头获取透明物体在光照和预置颜色的背景下的图像,使得透明物体的缺陷可以在该图像中凸显出来,通过对该图像进行特征分析找出透明物体的缺陷,方便检测人员进行检测,减少了漏检率和质检人员的工作量,提高了批量检测的效率。
[0004]为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0005] —方面,本发明提出一种检测透明物体缺陷的系统,包括向透明物体发射光线的光源,获取所述透明物体的图像的摄像头和提取所述图像的特征的图像处理模块,所述光源和摄像头设置在所述透明物体的一侧,所述透明物体的另一侧为预置颜色的背景,所述光源发射的光线照射在所述透明物体上,形成至少一个反射光斑,所述摄像头的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域。
[0006]其中,所述摄像头的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑。
[0007]其中,还包括聚光装置,所述聚光装置设置在所述光源内,所述光源通过所述聚光装置发射的光线落在所述透明物体表面的一定范围内。
[0008]其中,所述预置颜色的背景为黑色背景。
[0009]其中,还包括比较所述图像的特征和所述透明物体对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征的特征比较模块。
[0010]其中,所述光源为普通光源或投影仪。
[0011]其中,所述系统至少包括一套检测设备,所述检测设备包括至少一个光源和一个摄像头。
[0012]另一方面,本发明还提出一种利用权利要求1所述的系统检测透明物体缺陷的方法,包括:
[0013]光源向透明物体发射光线,形成至少一个反射光斑;
[0014]摄像头捕捉所述透明物体在预置颜色的背景下的图像,所述图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域,根据所述图像的特征找出所述透明物体的缺陷。
[0015]其中,所述光源向透明物体发射光线具体为:光源通过聚光装置发射的光线落在所述透明物体表面的一定范围内。
[0016]其中,所述摄像头捕捉所述透明物体在预置颜色的背景下的图像,所述图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域,具体为:所述摄像头的中心轴线与所述反射光线形成的光束的中线的夹角在预设角度范围内,使得所述摄像头捕捉到的透明物体的图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域。
[0017]其中,所述摄像头捕捉到的透明物体的图像包括或部分包括所述反射光斑。
[0018]其中,根据所述图像的特征找出所述透明物体的缺陷,具体为:比较所述图像的特征和所述透明物体对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征,找出所述透明物体的缺陷。
[0019]本发明提供的技术方案带来的有益效果为:
[0020]本发明检测透明物体缺陷的系统及其使用方法,包括向透明物体发射光线的光源,获取所述透明物体的图像的摄像头和提取所述图像的特征的图像处理模块,所述投影仪和摄像头设置在所述透明物体的一侧,所述透明物体的另一侧为预置颜色的背景,所述光源发射的光线在所述透明物体上,形成至少一个反射光斑,所述摄像头的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域;通过摄像头获取透明物体在光照和预置颜色的背景下的图像,使得透明物体的缺陷可以在该图像中凸显出来,通过对该图像进行特征分析找出透明物体的缺陷,方便检测人员进行检测,减少了漏检率和质检人员的工作量,提高了批量检测的效率。
附图说明
[0021]图1是本发明实施例提供的当透明物体为透明平板时的缺陷检测系统的结构示意图。
[0022]图2是本发明实施例提供的当透明物体为不规则物体时的缺陷检测系统的结构示意图。
[0023]图3是本发明提供的利用该系统的缺陷检测方法的第一个实施例的方法流程图。
[0024]图4是本发明提供的利用该系统的缺陷检测方法的第二个实施例的方法流程图。
[0025]图5A是本发明实施例提供的利用该系统的缺陷检测方法得到的透明平板对应的标准样本的图像。
[0026]图5B是本发明实施例提供的利用该系统的缺陷检测方法得到的有缺陷的透明平板的图像。
具体实施方式
[0027]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0028] 实施例一
[0029]参见图1,图1是本发明实施例提供的当透明物体为透明平板时的缺陷检测系统的结构示意图。
[0030]在第一实施例中,该缺陷检测系统包括:向透明物体1发射光线的光源2,获取所述透明物体1的图像的摄像头4和提取所述图像的特征的图像处理模块401,所述光源2和摄像头4设置在所述透明物体1的一侧,所述透明物体1的另一侧为预置颜色的背景3,所述光源2发射的光线在所述透明物体1上,形成至少一个反射光斑,所述摄像头4的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源2照亮的区域。
[0031 ]透明物体1的缺陷包括透明物体表面的凹槽、划痕、灰尘和污点中的一种或多种,所述透明物体为透明平板1。
[0032]光源2向透明平板1发射光线,并在该透明平板1上产生反射形成反射光斑,该透明平板1的另一侧平行设置有预置颜色的背景3,优选的所述预置颜色的背景为黑色背景3,光源2在该透明平板1上产生的折射光被背景吸收,摄像头4捕捉全部或部分该反射光斑周围被所述光源2照亮的区域,得到透明平板1的图像,当该透明平板1的缺陷位于该区域时,由于该区域形成的光环光线较暗,在反射光斑高亮度的存托下,可以凸显出缺陷的形状和大小,上述反射光斑周围被所述光源2照亮的区域为:反射光斑周围该光源2在透明物体1上产生反射光线的区域,而非肉眼可以辨认的被该光源2照亮的区域。
[0033]优选的,所述光源2发出的光线的中心点在所述透明物体1上形成投影点,所述摄像头4的中心轴线与所述光源2的中心轴线关于通过所述投影点的该透明物体1的切面的法线对称。
[0034]进一步的,所述摄像头4的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑。摄像头4的捕捉范围不仅包括或部分包括反射光斑周围被照亮的区域,还包括或部分包括该反射光斑。该反射光斑根据光源的形状特征可以为圆形或矩形。
[0035] 还包括聚光装置201,所述聚光装置201设置在所述光源2内,所述光源2通过所述聚光装置201发射的光线落在所述透明物体1表面的一定范围内。
[0036]通过该聚光装置201,使得光源2在透明平板1上形成的反射光斑小于该透明平板1的表面积,透明平板1不会整体发生反射,若透明平板1整体发生反射,摄像头4获取到的透明平板1的图像将全部位于反射光斑的高亮区域内,其缺陷将无法识别。
[0037]还包括比较所述图像的特征和所述透明物体1对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征的特征比较模块402。
[0038]所述图像处理模块401连接所述特征比较模块402,所述图像处理模块401和所述特征比较模块402设置在所述摄像头内;此外,上述图像处理模块401和特征比较模块402也可以设置在计算机等终端。
[0039]摄像头4获取透明平板1的图像之后,对该图像进行特征分析,将分析的结果与该透明平板1对应的标准样本在相同条件下得到的图像特征进行比较,其区别点即为透明平板1的缺陷所在。
[0040]所述光源2为普通光源或投影仪。该光源可以为普通光源或者投影仪发出的结构光,优选的,当该光源为结构光时,在投影仪和摄像头4的分辨率足够高的情况下,缺陷的大小和尺寸可以更清晰的在摄像头4获取的图像中凸显出来。
[0041]所述系统至少包括一套检测设备,所述检测设备包括至少一个光源2和一个摄像头4。
[0042]在该系统中,光源2和摄像头4配套使用,所述系统至少包括一套检测设备,所述检测设备包括至少一个光源2和一个摄像头4,一套检测设备中,多个光源2在透明物体1上产生多个反射光斑,由与其配套的一个摄像头4来获取透明平板1在这些光源2照射下的图像,使得所述摄像头4的中心轴线与反射光线的光束的中线夹角在预设角度范围内,从而使得摄像头4捕捉到的透明物体1的图像包括或部分包括上述多个反射光斑周围被上述光源2照亮的区域。该光源2和摄像头4的角度均可调节,以实现透明平板的全面检测。
[0043]综上,本发明实施例的检测透明物体缺陷的系统,当所述透明物体为透明平板时,光源和摄像头设置在透明平板的一侧,透明平板的另一侧设置有黑色背景,光源发射的光线在透明平板上形成反射光斑,摄像头捕捉该反射光斑周围被上述光源照亮的区域,当缺陷位于该光圈内时,可以被高亮的反射光斑凸显出来;通过摄像头获取上述情况下透明物体的图像,对该图像进行特征分析,并与标准样本的图像特征进行对比,可以找出透明物体的缺陷;方便检测人员进行检测,减少了漏检率和质检人员的工作量,提高了批量检测的效率。
[0044] 实施例二
[0045]参见图2,图2是本发明实施例提供的当透明物体为不规则物体时的缺陷检测系统的结构示意图。
[0046]在第二实施例中,该透明物体1为任意的不规则形状,光源2和摄像头4设置在所述透明物体1的一侧,所述预置颜色的背景3设置在所述透明物体1的另一侧,所述预置颜色的背景3可以设置为多个。
[0047] 优选的,上述预置颜色的背景3为黑色,且包括水平设置的黑色背景31和垂直设置的黑色背景32,上述光源2和摄像头4配套设置。
[0048]所述系统至少设置有一套所述光源2和所述摄像头4,分布在该不规则透明物体的外围。
[0049]本实施例中,该系统包括第一套光源21和摄像头41,以及第二套光源22和摄像头42,光源2发出的光线的中心点在该透明物体1上形成投影点,每套设备中摄像头4的轴线与光源2的轴线关于通过所述投影点处该透明物体1的切平面的法线对称,可以更好的获取透明物体1的图像,实现透明物体1的全方位检测。
[0050] 优选的,也可以通过将上述配套的多套检测设备进行平移或旋转以实现透明物体1的全方位检测;
[0051]或,光源2为多个,摄像头4为一个,多个光源2与一个角度可调节的摄像头4配套使用以实现透明物体1的全方位检测;
[0052]或,配套的检测设备固定,控制待测的透明物体1进行平移或旋转,以实现透明物体1的全方位检测。
[0053]综上,本发明实施例的检测透明物体缺陷的系统,当该透明物体为任意的不规则形状时,系统可以设置多套光源和摄像头,光源和摄像头的角度均可以调节,光源发射的光线照射在所述透明物体上,形成至少一个反射光斑,光源和摄像头呈一定的角度设置,使得摄像头可以获取上述反射光斑周围被光源照亮的区域,多套光源和摄像头规则的分布在透明物体的外围,预置颜色的背景对应分布在配套设备的另一侧,使得摄像头可以全方位的获取透明物体的带有反射光斑的图像,从而检测出透明物体上的缺陷;方便检测人员进行检测,减少了漏检率和质检人员的工作量,提高了批量检测的效率。
[0054] 实施例三
[0055]参见图3,图3是本发明提供的利用该系统的缺陷检测方法的第一个实施例的方法流程图,在方法实施例中未详尽描述的部分请参照系统实施例。
[0056]在实施例三中,该缺陷检测方法包括:
[0057] S101,光源通过聚光装置发射的光线落在所述透明物体表面的一定范围内,形成至少一个反射光斑;
[0058] S102,摄像头捕捉所述透明物体在预置颜色的背景下的图像,所述图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域;
[0059] S103,比较所述图像的特征和所述透明物体对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征,找出所述透明物体的缺陷。
[0060]综上,本发明实施例的透明物体的缺陷检测方法,光源向透明物体的局部发射光线,形成反射光斑,摄像头捕捉包括或部分包括该反射光斑周围被所述光源照亮的区域,获得透明物体的图像,通过对该图像进行特征分析,并与标准样本在相同条件下得到的图像特征进行对比,找到透明物体的缺陷;当透明物体的缺陷位于反射光斑周围被所述光源照亮的区域时,缺陷部分被高亮的反射光斑凸显出来,其特征十分明显,可以通过图像特征分析的方式准确的找到缺陷的位置;该方法方便检测人员进行检测,减少了漏检率和质检人员的工作量,提高了批量检测的效率。
[0061 ]实施例四
[0062]参见图4至图5,图4是本发明提供的利用该系统的缺陷检测方法的第二个实施例的方法流程图,图5A是本发明实施例提供的利用该系统的缺陷检测方法得到的透明平板对应的标准样本的图像,图5B是本发明实施例提供的利用该系统的缺陷检测方法得到的有缺陷的透明平板的图像。
[0063] S201,光源通过聚光装置发射的光线落在所述透明物体表面的一定范围内,形成至少一个反射光斑;
[0064] S202,摄像头捕捉所述透明物体在预置颜色的背景下的图像,所述图像包括或部分包括所述反射光斑和所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域;
[0065]上述图像包括或部分包括所述反射光斑,同时包括或部分包括该反射光斑周围被所述光源照亮的区域。
[0066] S203,比较所述图像的特征和所述透明物体对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征,找出所述透明物体的缺陷。
[0067]比较图5A和图5B,当透明物体为透明平板,预置颜色的背景为黑色背景,光源为普通光源时,利用该缺陷检测方法,可以准确的检测到透明平板的缺陷,如图5B中白色圆圈区域中的白色线条所示,该白色线条为透明平板的缺陷,该缺陷位于光源在透明平板上产生的反射光斑周围被光源照亮的光环内。
[0068]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种检测透明物体缺陷的系统,其特征在于,包括向透明物体发射光线的光源,获取所述透明物体的图像的摄像头和提取所述图像的特征的图像处理模块,所述光源和摄像头设置在所述透明物体的一侧,所述透明物体的另一侧为预置颜色的背景,所述光源发射的光线照射在所述透明物体上,形成至少一个反射光斑,所述摄像头的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述摄像头的捕捉范围包括或部分包括所述反射光斑。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括聚光装置,所述聚光装置设置在所述光源内,所述光源通过所述聚光装置发射的光线落在所述透明物体表面的一定范围内。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述预置颜色的背景为黑色背景。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括比较所述图像的特征和所述透明物体对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征的特征比较模块。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光源为普通光源或投影仪。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统至少包括一套检测设备,所述检测设备包括至少一个光源和一个摄像头。
8.一种利用权利要求1所述的系统检测透明物体缺陷的方法,其特征在于,包括: 光源向透明物体发射光线,形成至少一个反射光斑; 摄像头捕捉所述透明物体在预置颜色的背景下的图像,所述图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域,根据所述图像的特征找出所述透明物体的缺陷。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述光源向透明物体发射光线具体为:光源通过聚光装置发射的光线落在所述透明物体表面的一定范围内。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述摄像头捕捉所述透明物体在预置颜色的背景下的图像,所述图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域,具体为:所述摄像头的中心轴线与所述反射光线形成的光束的中线的夹角在预设角度范围内,使得所述摄像头捕捉到的透明物体的图像包括或部分包括所述反射光斑周围被所述光源照亮的区域。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述摄像头捕捉到的透明物体的图像包括或部分包括所述反射光斑。
12.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,根据所述图像的特征找出所述透明物体的缺陷,具体为:比较所述图像的特征和所述透明物体对应的标准样本在相同条件下获得的图像特征,找出所述透明物体的缺陷。
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