CN108267460A - 用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统和方法，该视觉检测系统包括：支撑装置，用于安装固定检测单元；检测单元，包括至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵；传送装置，用于使得透明材料与检测单元间产生相对移动；控制器，连接至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵，用于控制至少一套照明矩阵分时切换实现照明模式的转换和至少一套成像矩阵在透明材料被照明时进行连续扫描以获取各通道成像数据；数字图像处理装置，与控制器和至少一套成像矩阵通信连接，用于生成控制指令给控制器并接收至少一套成像矩阵生成的多通道图像数据，实现了以成像矩阵的方式捕获透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下的多通道图像数据。

Description

用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统和方法

技术领域

本发明涉及透明材料缺陷检测领域，特别地，涉及一种用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统和方法。

背景技术

缺陷检测对于透明材料的质量控制相当重要。因为，透明材料的生产过程中，会产生各种类型的缺陷，如气泡、节石、划伤、凸点、凹眼等。不同缺陷的成因不同，控制标准各异，因此，检测过程中应对缺陷自动分类、分级，以及划分产品质量等级。

在各种透明材料缺陷检测系统中，一个或多个成像装置组成一行，采用固定的角度，大多采用垂直透射成像模式，无多角度的成像，更不能突破成像装置固有采集频率的限制，无法获得更为丰富的成像数据。有些可能部署多个成像装置，多个角度设置，没有采用矩阵设计，无法同时进行多角度成像，后台也未矩阵重组，成像元素独立，分析困难。

另外，透明材料生产环境灰尘较多，透明材料表面附着灰尘，落石等颗粒，成像模式单一很容易判断为真缺陷，从而影响检出结果，误导生产，使企业蒙受不必要的损失。然而，在生产线上安装清洗设备，一般比较昂贵且其运行成本非常高(例如，耗电量巨大)。此外，在某些应用中，例如用于液晶平板显示的玻璃基板，其厚度仅为约0.7mm，清洗过程很容易造成基板的破碎。还有，在某些特殊应用中，要求基板上不能有水渍，从而不适于对基板进行清洗。

因此，亟需提供一种新型的缺陷视觉检测系统和方法，避免现有的缺陷检测受限于固定采集角度、采集频率导致成像数据受限、检测精度低、且容易受透明材料表面附着灰尘干扰导致的检测繁琐、质量分级准确性及精度受限的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统和方法，以解决现有的缺陷检测受限于固定采集角度、采集频率导致成像数据受限、检测精度低、且容易受透明材料表面附着灰尘干扰导致的检测繁琐、质量分级准确性及精度受限的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，用于对透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下进行矩阵式图像检测，本发明视觉检测系统包括：

支撑装置，用于安装固定检测单元；

检测单元，包括至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵；其中，至少一套照明矩阵用于给待检测透明材料提供不同模式的照明；至少一套成像矩阵用于对透明材料进行成像扫描；

传送装置，用于使得透明材料与检测单元间产生相对移动；

控制器，连接至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵，用于控制至少一套照明矩阵分时切换实现照明模式的转换和至少一套成像矩阵在透明材料被照明时进行连续扫描以获取各通道成像数据；

数字图像处理装置，与控制器和至少一套成像矩阵通信连接，用于生成控制指令给控制器并接收至少一套成像矩阵生成的多通道图像数据。

进一步地，检测单元包括受控制器控制的一套照明矩阵和一套成像矩阵，照明矩阵和成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，角度转动机构连接控制器，并由控制器生成的指令驱动下控制照明矩阵和成像矩阵分别与透明材料呈所需要的角度。

进一步地，检测单元包括以下类型至少之一：

用于形成垂直透射明场检测模式的垂直透射明场照明矩阵和垂直透射明场成像矩阵；

用于形成斜角透射明场检测模式的斜角透射明场照明矩阵和斜角透射明场成像矩阵；

用于形成反射明场检测模式的反射明场照明矩阵和反射明场成像矩阵；

用于形成暗场检测模式的暗场照明矩阵和暗场成像矩阵；

用于形成自定义检测模式的照明矩阵和成像矩阵。

进一步地，各角度转动机构包括步进电机、旋转机构，步进电机安装在支撑装置上且与旋转机构相连，并受控制器控制，成像矩阵和/或照明矩阵的底座与旋转机构相连，步进电机在控制器的指令驱动下带动旋转机构控制照明矩阵或者成像矩阵与透明材料呈所需要的角度。

进一步地，支撑装置的形状为U形、V形、W形、井字形或者门形；照明矩阵和成像矩阵安装于支撑装置的横梁上，透明材料在传送装置的驱动下相对横梁位移。

进一步地，照明矩阵和成像矩阵均设有用于安装定位的横梁底座，横梁底座直接连接支撑装置上或者横梁底座经角度转动机构连接于支撑装置上。

进一步地，成像矩阵由m*n个成像装置排成m行n列矩阵；

照明矩阵由i*j个光源排成i行j列矩阵。

进一步地，视觉检测系统还包括用于给视觉检测系统进行散热的散热空调装置，散热空调装置包括风冷空调装置和/或冷却液空调装置；在风冷空调装置中，照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，形成空气正压，实现散热；在冷却液空调装置，照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，让冷凝水在重力作用下，向下流出，避免冷凝水积压。

进一步地，照明矩阵前置安装聚光凸透镜和/或在照明矩阵的光源的周围安装凹面镜，利用聚光凸透镜和/或凹面镜的聚光原理和光路可逆原理，当光源部署在聚光凸透镜或者凹面镜的焦平面上时，光源发出光经聚光凸透镜折射，或凹面镜反射后汇聚成平行光透射经过被测透明材料进入成像矩阵，或经过透明材料反射后进入成像矩阵。

进一步地，照明矩阵和成像矩阵均设有用于安装定位的横梁底座，横梁底座直接连接支撑装置上或者横梁底座经角度转动机构连接于支撑装置上；横梁底座为钢槽或者铝形槽底座，形状为U形或者工形，成像矩阵、照明矩阵安装在横梁底座上且位于透明材料的上方和/或下方。

根据本发明的另一方面，还提供一种用于透明材料缺陷检测的视觉检测方法，应用上述的矩阵式视觉检测系统获取待测透明材料的表面和/或内部缺陷在不同照明模式下对应的多通道图像数据。

进一步地，视觉检测系统为单矩阵视觉检测系统，检测单元包括受控制器控制的一套照明矩阵和一套成像矩阵，照明矩阵和成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，角度转动机构连接控制器，并由控制器生成的指令驱动下控制照明矩阵和成像矩阵分别与透明材料呈所需要的角度；控制器控制一套照明矩阵分时切换照明，控制照明矩阵的角度转动机构调整角度，为成像矩阵提供垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，相应地控制器同步控制成像矩阵的角度对应实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在控制器的控制下，成像矩阵切换多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

进一步地，视觉检测系统为多矩阵视觉检测系统，检测单元包括：用于形成垂直透射明场检测模式的垂直透射明场照明矩阵和垂直透射明场成像矩阵、用于形成斜角透射明场检测模式的斜角透射明场照明矩阵和斜角透射明场成像矩阵、用于形成反射明场检测模式的反射明场照明矩阵和反射明场成像矩阵、及用于形成暗场检测模式的暗场照明矩阵和暗场成像矩阵；控制器同时开启垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，同时实现多角度对透明材料进行成像扫描，同时多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

进一步地，视觉检测系统为自定义视觉检测系统，检测单元包括受控制器控制的一套或多套照明矩阵和一套或多套成像矩阵，照明矩阵和成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，角度转动机构连接控制器，通过控制器自定义检测模式动态变换程序，并由控制器按变换程序自动控制照明矩阵和成像矩阵分别与透明材料呈所需要的角度，控制照明矩阵分时切换照明，分时切换或同时实现垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，同步实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在自定义模式控制下，成像矩阵切换多种成像模式或同时实现多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

进一步地，视觉检测系统的检测单元同时部署多套。

进一步地，不同类型的照明矩阵在控制器控制下，控制整行光源分时切换照明提供N种不同的照明亮度选择，此点亮模式称作整行点亮模式，计算公式如下：

其中，N为照明亮度种类，x为照明矩阵行数，y为点亮的照明矩阵行数；

不同类型的照明矩阵在控制器控制下，控制单个光源分时切换照明提供N种不同的照明亮度选择，此点亮模式称作光源点亮模式，计算公式如下：

其中，N为照明亮度种类，x为照明矩阵行数，y为点亮的照明矩阵行数，n为单行照明矩阵的光源数量，m单行照明矩阵中点亮的光源数量；

不同类型的照明矩阵在控制器控制下，优选整行点亮模式，为成像矩阵提供不同亮度的照明选择。

进一步地，同时实现多种检测模式，获得关于被测透明材料的多通道检测数据；

在垂直透射明场检测模式下，正面获得缺陷正面实像信息，检测到透明材料中的气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤中的至少一种和/或确定缺陷内核大小、形状；

在斜角透射明场检测模式下，侧面获得缺陷斜角度实像信息，并检测气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤中的至少一种，作为垂直透射明场检测模式的最佳补充，对垂直透射明场检测模式获得的缺陷信息进行校准，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还能捕获其它检测模式检测不到的缺陷；

在反射明场检测模式下，获得缺陷实像信息和自身镜面反射所形成的虚像，对透明材料中的变异和折射敏感，能检测气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤中的至少一种，利用自身镜面反射的特性，检测缺陷的位置，依此判断是否为粘锡，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还能捕获其它检测模式检测不到的缺陷；

在暗场检测模式下，仅获得缺陷折射、散射光线形成的模糊影像，作为其它检测模式的有益补充。

本发明具有以下有益效果：

本发明用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统和方法，通过成像矩阵与照明矩阵的配合，实现以成像矩阵的方式捕获透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下的多通道图像数据，通过成像矩阵增加，获取多角度缺陷数据，可以成倍增加缺陷的扫描频率、成倍增加采集的缺陷数据量，使得缺陷的指征信息形态、大小、三维位置等更为精准，从而大幅提高透明材料中缺陷的检出率和识别率，利于提升缺陷的准确检出率及产品质量的准确分类分级。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例视觉检测系统的结构示意图；

图2是本发明优选实施例透明材料中缺陷成像的原理示意图。

附图标记说明：

1、垂直透射明场成像矩阵；2、斜透射明场成像矩阵；3、镜头；

4、近反射暗场照明矩阵；5、反射明场照明矩阵；6、斜透射明场照明矩阵；

7、近透射暗场照明矩阵；8、垂直透射明场照明矩阵；9、远透射暗场照明矩阵；

10、远反射暗场照明矩阵；11、控制器；12、第一同步控制器通信线缆；

13、数字图像处理装置；14、第二同步控制器通信线缆；15、相机数据通信线缆；

16、反射明场成像矩阵；17、暗场成像矩阵；18、被测透明材料；

19、缺陷实像；20、被测透明材料下表面；21、缺陷虚像；22、底座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，用于对透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下进行矩阵式图像检测，本实施例视觉检测系统通过成像矩阵捕获透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下的多通道图像，并且通过增加成像矩阵和照明矩阵，多角度对透明材料进行成像扫描，多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像，获取多角度缺陷数据信息，成倍增加对缺陷的扫描频率，成倍增加缺陷的信息量，使缺陷的指征信息形态、大小、三维位置等更为精准，从而大幅提高透明材料中缺陷的检出率和识别率，也从根本上克服了单行成像矩阵扫描频率的局限，获得更高频率扫描效果。

在一个实施例中，本发明视觉检测系统包括：

支撑装置，用于安装固定检测单元；

检测单元，包括至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵；其中，至少一套照明矩阵用于给待检测的透明材料提供不同模式的照明；至少一套成像矩阵用于对透明材料进行成像扫描；

传送装置，用于使得透明材料与检测单元间产生相对移动；

控制器，连接至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵，用于控制至少一套照明矩阵分时切换实现照明模式的转换和至少一套成像矩阵在透明材料被照明时进行连续扫描以获取各通道成像数据；

数字图像处理装置，与控制器和至少一套成像矩阵通信连接，用于生成控制指令给控制器并接收至少一套成像矩阵生成的多通道图像数据。

本实施例通过成像矩阵与照明矩阵的配合，实现以成像矩阵的方式捕获透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下的多通道图像数据，通过增加成像矩阵和照明矩阵，可以成倍增加缺陷的扫描频率、成倍增加采集的缺陷数据量，使得缺陷的指征信息形态、大小、三维位置等更为精准，从而大幅提高透明材料中缺陷的检出率和识别率，提升缺陷的准确检出率及产品质量的准确分类分级。

在单矩阵实施例中，检测单元包括受控制器控制的一套照明矩阵和一套成像矩阵，照明矩阵和成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，角度转动机构连接控制器，并由控制器生成的指令驱动下控制照明矩阵和成像矩阵分别与透明材料呈所需要的角度。具体地，利用控制器控制一套照明矩阵分时切换照明，控制照明矩阵的角度转动机构调整角度，为成像矩阵提供垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，相应地控制器同步控制成像矩阵的角度对应实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，这样在控制器的控制下，实现多角度成像扫描，多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像，获取多角度缺陷数据信息，使缺陷的指征信息形态、大小、三维位置等更为丰富，更为精准，有力提高透明材料的检出率和识别率。

在多矩阵实施例中，检测单元包括以下各类至少之一：用于形成垂直透射明场检测模式的垂直透射明场照明矩阵和垂直透射明场成像矩阵；用于形成斜角透射明场检测模式的斜角透射明场照明矩阵和斜角透射明场成像矩阵；用于形成反射明场检测模式的反射明场照明矩阵和反射明场成像矩阵；用于形成暗场检测模式的暗场照明矩阵和暗场成像矩阵。优选地，在支撑装置上部署垂直透射明场成像矩阵、斜角透射明场成像矩阵、反射明场成像矩阵和暗场成像矩阵，相应地，还部署垂直透射明场照明矩阵、斜角透射明场照明矩阵、反射明场照明矩阵和暗场矩阵，检测系统启动后，同时开启垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，同时实现多角度对透明材料进行成像扫描，同时多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像，成倍增加对缺陷的扫描频率，成倍增加缺陷的信息量，各角度成像数据互为补充，互相校正，最大程度去除玻璃表面的假缺陷，使缺陷的指征信息形态、大小、三维位置、数量等更为精准，从而大幅提高透明材料中缺陷的检出率和识别率。

在自定义实施例中，视觉检测系统的检测单元包括受控制器控制的一套或多套照明矩阵和一套或多套成像矩阵，所述照明矩阵和所述成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，所述角度转动机构连接所述控制器，通过所述控制器自定义检测模式动态变换程序，然后由所述控制器按动态变换程序自动控制所述照明矩阵和所述成像矩阵分别与所述透明材料呈所需要的角度，控制照明矩阵分时切换照明，分时切换或同时实现垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，同步实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在自定义模式控制下，成像矩阵切换多种成像模式或同时实现多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍所述透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

优选地，各角度转动机构包括步进电机、旋转机构，步进电机安装在支撑装置上且与旋转机构相连，成像矩阵或者照明矩阵的底座与旋转机构相连，步进电机在控制器的指令驱动下带动旋转机构控制照明矩阵或成像矩阵与透明材料呈所需要的角度。

优选地，支撑装置的形状为U形、V形、W形、井字形或者门形等适于安装和检测需要的其他形状；照明矩阵和成像矩阵安装于支撑装置的横梁上，透明材料在传送装置的驱动下相对横梁位移。

优选地，照明矩阵和成像矩阵均设有用于安装定位的横梁底座，横梁底座直接连接支撑装置上或者横梁底座经角度转动机构连接于支撑装置上。成像矩阵的横梁底座优选为U形、工形，可为钢槽、铝形槽或其它形式的底座，优选铝形槽底座，适于安装、固定、保护成像装置等组件。成像矩阵用于对透明材料进行扫描，安装在横梁底座上，可安装在透明材料的上方，也可在下方，优选在透明材料的上方。

优选地，成像矩阵由m*n个成像装置排成m行n列矩阵，记作：

成像矩阵的列数n由被测透明材料宽度，成像装置安装高度、镜头、最小检测精度等因素综合确定。成像矩阵的行数m根据检测需要进行合理配置。本实施例中，成像矩阵行数增加，相对于单行成像矩阵，扫描频率将成倍增加，成倍增加缺陷的信息量，使缺陷的指征信息形态、大小、三维位置等更为精准，从而大幅提高透明材料中缺陷的检出率和识别率。采用增加成像矩阵或增加成像矩阵行数方法，可突破现有成像装置扫描频率的限制，成倍提高扫描频率，获得更高频率的扫描效果。成像模式根据其检测模式可分为垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，相应由专门的垂直透射明场成像矩阵、斜角透射明场成像矩阵、反射明场成像矩阵和暗场成像矩阵实现，当然，单行成像矩阵也可在角度转动机构的协同下，同时实现多种检测模式。所述垂直透射明场检测模式指成像矩阵位于垂直透射明场照明矩阵正对面，且镜头方向、入射方向与所述透明材料呈直角，在垂直透射明场照明模式下对透明材料进行连续扫描成像，相应地，此成像矩阵也称作垂直透射明场成像矩阵。所述斜角透射明场检测模式指照明矩阵和成像矩阵分别安装在所述透明材料的上下两侧，镜头方向、入射方向与所述透明材料平面的夹角相等，小于90°，且成像矩阵镜头正好处在斜透射光线的出射光路上，在斜透射明场照明模式下，对透明材料进行连续扫描成像，相应地，此成像矩阵也称作斜透射明场成像矩阵。所述反射明场检测模式指照明矩阵和成像矩阵分别安装在所述透明材料的同侧，镜头方向、入射方向与所述透明材料平面的夹角相等，且成像矩阵镜头正好处在反射光线的反射光路上，在反射明场照明模式下，对透明材料进行连续扫描成像，相应地，此成像矩阵也称作反射明场成像矩阵。所述暗场检测模式指照明矩阵和成像矩阵可安装在所述透明材料的同侧或不同侧，且成像矩阵镜头不在反射光路或透射光路上，在暗场照明模式下，对透明材料进行连续扫描成像，相应地，此成像矩阵也称作暗场成像矩阵。

优选地，照明矩阵包括光源、横梁底座。该横梁底座优选为U形、工形，可为钢槽、铝形槽或其它形式的底座，优选铝形槽底座，适于安装、固定、保护光源等组件，利用槽三周挡光，使光向透明材料偏折。照明矩阵由i*j个光源排成i行j列矩阵，记作：

其中，照明矩阵的列数j由被测透明材料宽度、被测透明材料厚度、被测透明材料透明度、被测透明材料是否镀膜、成像装置要求的光照亮度、成像模式、单光源亮度等因素综合确定。照明矩阵的行数i由被测透明材料厚度、被测透明材料透明度、被测透明材料是否镀膜、成像装置要求的光照亮度、成像装置在透明材料上的列向可视直径等因素综合确定。照明矩阵行列数的增加，均能均匀成倍增加光照亮度，为成像矩阵满足各类被测透明材料提供各种不同的亮度选择。优选地，照明矩阵前置安装聚光凸透镜，或者在光源周围安装凹面镜，利用凸透镜和凹面镜的聚光原理和光路可逆原理，当光源部署在聚光透镜或者凹面镜的焦平面上时，光源发出光经透镜折射，或凹面镜反射后汇聚成平行光透射经过被测透明材料进入成像矩阵，或经过透明材料反射后进入成像矩阵，这样为透明材料检测提供方向性好、光照度高、稳定节能的光照条件。照明模式根据其光线经过透明材料的方式可分为垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，共4类照明模式，相应由专门的垂直透射明场照明矩阵、斜角透射明场照明矩阵、反射明场照明矩阵和暗场照明矩阵实现，当然，单个照明矩阵也可在角度转动机构的协同下，同时实现多种照明模式。优选地，暗场照明模式还可细分为近透射暗场照明模式、远透射暗场照明模式、近反射暗场照明模式、远反射暗场照明模式、垂直透射暗场照明模式。所述垂直透射明场模式指照明矩阵发出的光线垂直入射所述透明材料，光线经透射后射向对面的成像矩阵，相应地，此类照明矩阵也称作垂直透射明场照明矩阵。所述斜角透射明场照明模式指照明矩阵发出的光线呈斜角(小于90°)入射所述透明材料，经透射后进入对面的成像矩阵，相应地，此类照明矩阵也称作斜透射明场照明矩阵。所述反射明场照明模式指照明矩阵发出的光线经透明材料反射后进入成像矩阵，此时镜头方向、入射方向与所述透明材料平面的夹角相等，成像矩阵镜头正好处在反射光线的光路上，相对成像矩阵，提供反射明场照明，相应地，此类照明矩阵也称作反射明场照明矩阵。所述暗场照明模式指照明矩阵的发出的光线经反射或透射后不能进入成像矩阵，只有少量的经透明材料折射、漫射等的光线才能进入成像矩阵，相应地，此类照明矩阵也称作暗场照明矩阵。

优选地，不同类型的照明矩阵在控制器控制下，控制整行光源分时切换照明提供N种不同的照明亮度选择，此点亮模式称作整行点亮模式，计算公式如下：

其中，N为照明亮度种类，x为照明矩阵行数，y为点亮的照明矩阵行数。

优选地，不同类型的照明矩阵在控制器控制下，控制单个光源分时切换照明提供N种不同的照明亮度选择，此点亮模式称作光源点亮模式，计算公式如下：

其中，N为照明亮度种类，x为照明矩阵行数，y为点亮的照明矩阵行数，n为单行照明矩阵的光源数量，m单行照明矩阵中点亮的光源数量。

不同类型的照明矩阵在控制器控制下，优选整行点亮模式，为成像矩阵提供不同亮度的照明选择。

优选地，本发明视觉检测系统还包括用于给视觉检测系统进行散热的散热空调装置，散热空调装置包括风冷空调装置和/或冷却液空调装置，用于对照明矩阵、成像矩阵、数字图像处理装置进行散热。

优选地，风冷空调装置包括散热片、送风系统、制冷系统、控制系统、空气净化系统，控制系统自动探测照明矩阵、成像矩阵和数字图像处理装置温度，将经过空气净化系统净化的空气制冷至合适温度，然后经送风系统以适当的风量送至相应散热片散热，同时在照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，形成空气正压，实现散热。冷却液空调装置包括散热片、循环系统、制冷系统、控制系统，控制系统自动探测照明矩阵、成像矩阵和数字图像处理装置温度，将经过制冷的冷却液制冷至合适温度，然后经循环系统以适当的流速送至相应散热片散热，并将冷却液回收至制冷系统，但应调整合适的温度，以免形成冷凝水，同时在照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，让冷凝水在重力作用下，向下流出，避免冷凝水积压。

本实施例中，检测系统的光源、成像装置安装在横梁底座上，形成相对独立的矩阵单元，充分模块化，其布局清晰，空间紧凑，还可自由拓展；组合光源可优选LED灯带，节能，寿命长，而且可以获得更高的亮度。此外，在本实施例中，多成像矩阵视觉检测系统的成像矩阵、照明矩阵成对部署，相互独立，多种检测模式同时工作，互不干扰。

根据本发明的另一方面，还提供一种用于透明材料缺陷检测的视觉检测方法，应用本发明的视觉检测系统获取待测透明材料的表面和/或内部缺陷在不同照明模式下对应的多通道图像数据。

在单矩阵实施例中，视觉检测系统的检测单元包括受控制器控制的一套照明矩阵和一套成像矩阵，照明矩阵和成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，角度转动机构连接控制器，并由控制器生成的指令驱动下控制照明矩阵和成像矩阵分别与透明材料呈所需要的角度；控制器控制一套照明矩阵分时切换照明，控制照明矩阵的角度转动机构调整角度，为成像矩阵提供垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，相应地控制器同步控制成像矩阵的角度对应实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在控制器的控制下，成像矩阵切换多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

在多矩阵实施例中，视觉检测系统的检测单元包括：用于形成垂直透射明场检测模式的垂直透射明场照明矩阵和垂直透射明场成像矩阵、用于形成斜角透射明场检测模式的斜角透射明场照明矩阵和斜角透射明场成像矩阵、用于形成反射明场检测模式的反射明场照明矩阵和反射明场成像矩阵、及用于形成暗场检测模式的暗场照明矩阵和暗场成像矩阵；控制器同时开启垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，同时实现多角度对透明材料进行成像扫描，同时多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

在自定义实施例中，视觉检测系统的检测单元包括受控制器控制的一套或多套照明矩阵和一套或多套成像矩阵，所述照明矩阵和所述成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，所述角度转动机构连接所述控制器，通过所述控制器自定义检测模式动态变换程序，并由所述控制器按动态变换程序自动控制所述照明矩阵和所述成像矩阵分别与所述透明材料呈所需要的角度，控制照明矩阵分时切换照明，分时切换或同时实现垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，同步实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在自定义模式动态控制下，成像矩阵切换多种成像模式或同时实现多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍所述透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

本实施例透明材料缺陷的多矩阵式视觉检测系统及检测方法，能同时实现多种检测模式，获得关于被测透明材料的多通道检测数据，在垂直透射明场检测模式下，获得缺陷正面实像信息，可以检测到透明材料中的气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤等，另外，还可确定缺陷内核大小、形状。在斜角透射明场检测模式，获得缺陷斜角度实像信息，换个角度检测气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤，作为垂直透射明场检测模式的最佳补充，对垂直透射明场检测模式获得的缺陷信息进行校准，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还可能捕获其它检测模式检测不到的缺陷；在反射明场检测模式下，可获得缺陷实像信息和自身镜面反射所形成的虚像，对透明材料中的变异和折射特别敏感，可以检测气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤等，利用自身镜面反射的特性，可以检测缺陷的位于表面还是内部，依此还可推测是否为粘锡等，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还可能捕获其它检测模式检测不到的缺陷；在暗场检测模式，仅获得缺陷折射、散射光线形成的模糊影像，作为其它检测模式的有益补充。通过分析多种检测模式的数据信息，可以准确的判断缺陷位于透明材料的上表面、内部还是下表面，以及相应的深度信息，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还可能捕获其它检测模式检测不到的缺陷。

优选地，本实施例检测方法还包括根据本发明的检测结果进行大数据分析的步骤，准确地分类透明材料的缺陷类别，如表面缺陷划伤、粘锡、碎石等，内部缺陷如气泡、节石、疖瘤等，依次对产品进行质量分级，并与相应打码设备协同，发送质量等级信息，打码于玻璃表面，后续环节的在线机器人直接读码，进行智切割，智能分拣。优选地，还包括利用分析结果智能评测透明材料生产线的质量稳定性，并依此对相关生产工艺进行优化、改造等。优选地，还包括利用获取到缺陷数据信息，准确计算缺陷大小、深度、纵向位置、列向位置等三维相对位置信息，通过导入透明材料的三维建模图形，绘制出缺陷在透明材料中三维分布图，缺陷密度图等。

优选地，本实施例检测方法还包括：根据本发明的检测结果进行大数据分析，总结归纳浮法玻璃缺陷在各等级的分布概率，结合标准，绘制浮法玻璃生产线工艺在缺陷方面正常概率曲线和实测曲线。实测曲线和正常概率曲线直观对照，实时监测浮法玻璃生产线质量稳定性，从而对浮法玻璃生产提供某些指导。

优选地，本实施例检测方法还可接收来自玻璃熔窑的相关工艺参数，建立其与缺陷之间的关系模型，从而对玻璃熔窑生产运行进行监测并提供相关指导。另外，矩阵式检测系统也可将采集到的缺陷数据推送和/或开放给玻璃熔窑的相关控制系统，以建立相应模型，从而对玻璃熔窑生产运行提供相关指导；矩阵式检测系统也可将采集到的应力和厚度数据推送和/或开放给退火窑的相关控制系统，以建立相应模型，从而对退火窑生产运行提供相关指导。

图1示出了根据本发明优选的用于检测透明材料18表面上和/或内部的缺陷的矩阵式视觉检测系统，其采用多成像矩阵视觉检测方法，为各成像模式部署各自独立成像矩阵和照明矩阵。成像矩阵包括：垂直透射明场成像矩阵1、斜透射明场成像矩阵2、反射明场成像矩阵16、暗场成像矩阵17；各成像矩阵对应有用于采集图像的镜头3。照明矩阵包括：近反射暗场照明矩阵4、反射明场照明矩阵5、斜透射明场照明矩阵6、近透射暗场照明矩阵7、垂直透射明场照明矩阵8、远透射暗场照明矩阵9、远反射暗场照明矩阵10；该系统还包括：传送装置(图1中未示出)、数字图像处理装置13、控制器11、被测透明材料18、空调装置(未示出)、支撑装置(未示出)、各矩阵与控制器11之间的第一同步控制器通信线缆12、控制器11与数字图像处理装置13之间的第二同步控制器通信线缆14、成像矩阵与数字图像处理装置13之间的相机数据通信线缆15。

在本实施例中，被检测透明材料18可以是无机玻璃、有机玻璃、亚克力、透明液体或任何其他透明材料，可以为平板、柱状或其它任意形状，例如浮法玻璃带、汽车玻璃、手机面板玻璃、玻璃柱等。

优选地，传送装置用于让被检测透明材料18在成像矩阵16和照明矩阵8之间，也是支撑装置的上下横梁间之间产生相对移动。例如，如图1中所示，通过将被检测透明材料18相对于成像矩阵16和照明矩阵8移动来产生上述相对移动。也可以通过相对于被检测透明材料18移动支撑装置来获得上述相对移动。例如当被检测的透明材料质量很大、尺寸很大、形状特殊时，移动支撑装置要比移动被检测透明材料18更容易。本实施例中的传送装置包括例如滑架、步进电机、传送带、支撑架等。若生产线上已有传送装置，则可利用。出于示例而非限制的目的，下文中将假设垂直透射明场成像矩阵1、斜透射明场成像矩阵2、反射明场成像矩阵16、暗场成像矩阵17、近反射暗场照明矩阵4、反射明场照明矩阵5、斜透射明场照明矩阵6、近透射暗场照明矩阵7、垂直透射明场照明矩阵8、远透射暗场照明矩阵9、远反射暗场照明矩阵10保持固定，而令被检测透明材料18相对它们移动。

图1示出了优选实施例矩阵式视觉检测系统中的垂直透射明场成像矩阵1、斜透射明场成像矩阵2、反射明场成像矩阵16、暗场成像矩阵17、近反射暗场照明矩阵4、反射明场照明矩阵5、斜透射明场照明矩阵6、近透射暗场照明矩阵7、垂直透射明场照明矩阵8、远透射暗场照明矩阵9、远反射暗场照明矩阵10、数字图像处理装置13、控制器11，以及它们与被检测透明材料18的相对位置关系。如图1所示，在该矩阵式视觉检测系统中，被检测透明材料18沿平面图的垂直方向以速度V匀速运动。在该矩阵式检测系统中，采用多成像矩阵检测方法，示例各部署4种检测模式的成像矩阵，相应部署4种照明模式的照明矩阵，各成像矩阵行数优选为1行，列向成像装置的数量根据检测需要合理配置；各照明矩阵行数优选为两行，实际应用中行数和列数可根据检测亮度需要合理配置。成像矩阵中的成像装置负责收集光，并将收集到的光成像到其光敏面上，并转化电信号。本示例中，成像组件可采用CCD线阵成像组件、CMOS线阵成像组件或其它线阵成像组件，并集成相应图像处理功能，输出相关缺陷数据信息等。成像矩阵可部署在被检测透明材料18上方，也可在下方，或上下方同时部署，照明矩阵根据成像矩阵检测模式进行部署。

如图1所示，在本实施例示例中，照明矩阵由8套照明矩阵组成，提供4类不同照明模式，分别部署在被检测透明材料18上方和/或下方，即垂直透射明场照明矩阵8、斜透射明场照明矩阵6、反射明场照明矩阵5、暗场照明矩阵：近反射暗场照明矩阵4、近透射暗场照明矩阵7、远透射暗场照明矩阵9、远反射暗场照明矩阵10。垂直透射明场照明矩阵8与垂直透射明场成像矩阵1分别部署在被测透明材料18的上下两侧，打开垂直透射明场照明矩阵8，光线发出后，沿箭头方向照射到被检测透明材料18上，经透射后进入垂直透射明场成像矩阵1，此时，垂直透射明场照明矩阵8相对被检测透明材料18为垂直透射明场成像矩阵1提供垂直透射明场照明，本文将垂直透射明场照明矩阵8与垂直透射明场成像矩阵1组成的垂直透射通道称为A系列通道，其通道数与照明种类相等。由于垂直透射明场照明模式正面捕获缺陷的实像，对透明材料中的畸变和折射不均匀非常敏感，正面获取缺陷的实像信息，因而可利用A系列通道检测被检测透明材料18内部的气泡、结石、粘锡、凹眼、凸点、变形等缺陷。除非另行说明，本示例的照明矩阵采用整行点亮模式，所称打开某照明矩阵，指打开某照明矩阵的某行、某几行或全部，其它行光源均关闭，相比光源点亮模式变换种类较少，其它类型的照明矩阵不受影响。

继续参照图1所示，打开斜透射明场照明矩阵6，光线发出后，沿箭头方向照射到被检测透明材料18上，经透射后进入斜透射明场成像矩阵2，此时斜透射明场照明矩阵6相对被检测透明材料18为斜透射明场成像矩阵2提供斜透射明场照明，本文中将斜透射明场照明矩阵6与斜透射明场成像矩阵2组成的斜透射通道称为B系列通道，其通道数与照明种类相等。斜透射明场照明模式从侧面捕获缺陷的实像，对透明材料中的畸变和折射不均匀同样非常敏感，斜角度获取缺陷的实像信息，只是缺陷成像角度不同，可利用B系列通道检测被检测透明材料18内部的气泡、结石、粘锡、凹点、凸点、变形等缺陷，同时，与A系统通道的检测数据进行比对，找出二者的差异，完善缺陷数据信息，最大限制去除假缺陷。

继续参照图1所示，打开反射明场照明矩阵5，光线发出后，沿箭头方向照射到被检测透明材料18上，经反射后进入反射明场成像矩阵16，此时反射明场照明矩阵5相对被检测透明材料18为反射明场成像矩阵16提供反射明场照明，本文中将反射明场照明矩阵5与反射明场成像矩阵16组成的反射通道称为C系列通道，其通道数与照明种类相等。反射明场照明模式对透明材料中的畸变和折射不均匀同样非常敏感，反射视角下获取缺陷的实像信息，只是缺陷成像角度不同，可利用C系列通道检测被检测透明材料18内部的气泡、结石、粘锡、凹点、凸点、变形等缺陷，作为A、B系列通道的完美补充。利用透明材料镜面反射的特性，还获取缺陷的虚像信息，检测被检测透明材料19表面的气泡、灰尘、结石、粘锡、凹点、凸点、变形等缺陷，同时，与A系统通道的检测数据进行比对，找出二者的差异，完善缺陷数据信息，最大限制去除假缺陷。

继续参照图1所示，打开暗场照明矩阵组合：近反射暗场照明矩阵4、近透射暗场照明矩阵7、远透射暗场照明矩阵9、远反射暗场照明矩阵10，光线发出后，沿箭头方向照射到被检测透明材料18上，经反射或透射后不能进入后暗场成像矩阵17，仅少量经折射、漫身、散射后的光线才能进入，此时暗场照明矩阵相对被检测透明材料18为暗场成像矩阵17提供暗场照明，本文中将暗场照明矩阵与暗场成像矩阵17组成的检测通道称为D系列通道，其通道数与照明种类相等。暗场照明模式对透明材料表面和或内部的畸变和折射不均匀同样非常敏感，灰暗视角下获取缺陷的实像信息，可利用D系列通道检测被检测透明材料18隐蔽性高，透视效果好的缺陷，捕获A、B、C三个系列检测通道下逃跑缺陷，同时，与A系统通道的检测数据进行比对，找出二者的差异，完善缺陷数据信息。

特别说明，本实施例中的光源优选为半导体光源，也可为普通光源；光谱范围无限制，但需处于成像装置的感光范围之内；光源可选择为单色光也可为白光。在本示例中，通过控制器11控制4类照明矩阵和4类成像矩阵的开启，二者开启同步，可全部同时打开，同时开启4类照明模式和4类检测模式，互不干扰，同时开通，同时获取A、B、C、D的4个系列通道的检测数据。各类照明矩阵优选采用整行点亮模式，获取不同亮度的照明模式，也可采用光源点亮模式，获得更多的照明模式选择，当然照明亮度交替，并不是穷尽所有光源组合，也不需按固定的顺序，而是根据检测要求选取几种最佳的照明模式，分时切换，以获得最佳灰度的影像。为了控制成像矩阵与照明矩阵的的工作时序，在图1的缺陷与三维分布检测系统中提供了控制器11。控制器11作为外部触发源用于控制照明矩阵、成像矩阵中每一个的触发时序。控制器11可以包括任何类型的脉冲触发器，例如但不限于，编码器。检测过程中，控制器11感测被检测透明材料18的位移并控制各照明矩阵、成像矩阵的操作，使得在一个工作周期照明模式变换的周期内完成一次所有通道的检测。

如图1示出了安装成像矩阵或照明矩阵的底座22，底座内安装提供一种为照明矩阵、成像矩阵进行散热的散热片，风冷管道，风扇等，用于对所述照明矩阵、成像矩阵、数字图像系统进行散热，优选风冷空调装置。风冷空调装置包括散热片、送风系统、制冷系统、控制系统、空气净化系统，控制系统自动探测照明矩阵、成像矩阵等其它需要散热组件的，将经过空气净化系统净化的空气制冷至合适温度，然后经送风系统以适当的风量送至相应散热片散热，同时在照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，形成空气正压，实现散热，并保持环境洁净。若采用冷却液空调装置，底座内安装散热片、液冷循环管道，除此以外，风冷系统还包括循环系统、制冷系统、控制系统，控制系统自动探测照明矩阵、成像矩阵等其它需要散热组件的温度，将经过制冷的冷却液制冷至合适温度，然后经循环系统以适当的流速送至相应散热片散热，并将冷却液回收至制冷系统，但应调整合适的温度，以免形成冷凝水，同时在照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，让冷凝水在重力作用下，向下流出，避免冷凝水积压。

图2示出了，打开反射明场照明矩阵5和反射明场成像矩阵16，开启反射明场检测模式下，C系列通道所抓拍的图像，实像19为反射明场成像矩阵16抓拍的被检测透明材料18中缺陷的实像；虚像21为反射明场成像矩阵16抓拍的被检测透明材料18缺陷在被测透明材料下表面20(即自身镜面反射面)中形成的虚像。对于平板透明材料，根据平面镜成像原理，D(19，20)＝D(20，21)，若透明材料厚度为Dh，深度为D，则有缺陷深度D＝Dh-D(19，20)，依此并综合A、B、D系列通道检测数据进行分析，精确计算出缺陷在透明材料中的深度，大小，三维相对位置等信息，当整个透明材料的检测完成后，利用获取到缺陷三维相对位置和透明材料的三维建模图形，绘制出缺陷在透明材料中的三维分布，同时还可利用D(19，20)小于某个设定值时，判断缺陷处于下表面或表层，D(19，20)大于某一设置值时，缺陷位置上表面。

实验显示，本实施例的矩阵式检测系统还能够对气泡、结石、划伤、碎屑、粘锡、疖瘤等各种缺陷进行准确的识别和分类，由于同时开启4类不同的成像模式，多角度获取缺陷数据，完全避免检测中的相互间的干扰，克服透明材料表面灰尘、粘锡等对缺陷检测和分类结果的影响，突破单个成像装置扫描频率上的不足。与现有技术相比，缺陷的大小、位置、形状、深度更为精准，缺陷检出率和识别率更高，更好的适应透明材料的缺陷检测。

需要注意的是，本发明的上述示例仅仅是出于例示和说明的目的，而非旨在将本发明限制在所公开的具体形式内。本领域技术人员通过阅读本说明书，完全能够构想出各种形式的修改和变型。例如，在本发明的缺陷检测系统中，成像矩阵还可增加，不限于4套，可以为多个，也可部署在透明材料下方，也可以在上方，或上下方同时部署，照明矩阵与成像矩阵配套部署，其行数根据检测亮度要求增加，角度可变化需与成像矩阵匹配。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，用于对透明材料表面和/或内部缺陷在不同照明模式下进行矩阵式图像检测，所述视觉检测系统包括：

支撑装置，用于安装固定检测单元；

检测单元，包括至少一套成像矩阵和至少一套照明矩阵；其中，所述至少一套照明矩阵用于给待检测透明材料提供不同模式的照明；所述至少一套成像矩阵用于对所述透明材料进行成像扫描；

传送装置，用于使得所述透明材料与所述检测单元间产生相对移动；

控制器，连接所述至少一套成像矩阵和所述至少一套照明矩阵，用于控制所述至少一套照明矩阵分时切换实现照明模式的转换和所述至少一套成像矩阵在所述透明材料被照明时进行连续扫描以获取各通道成像数据；

数字图像处理装置，与所述控制器和所述至少一套成像矩阵通信连接，用于生成控制指令给所述控制器并接收所述至少一套成像矩阵生成的多通道图像数据。

2.根据权利要求1所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述检测单元包括受所述控制器控制的一套照明矩阵和一套成像矩阵，所述照明矩阵和所述成像矩阵分别经角度转动机构连接于所述支撑装置上，所述角度转动机构连接所述控制器，并由所述控制器生成的指令驱动下控制所述照明矩阵和所述成像矩阵分别与所述透明材料呈所需要的角度。

3.根据权利要求1所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述检测单元包括以下类型至少之一：

用于形成垂直透射明场检测模式的垂直透射明场照明矩阵和垂直透射明场成像矩阵；

用于形成斜角透射明场检测模式的斜角透射明场照明矩阵和斜角透射明场成像矩阵；

用于形成反射明场检测模式的反射明场照明矩阵和反射明场成像矩阵；

用于形成暗场检测模式的暗场照明矩阵和暗场成像矩阵；

用于形成自定义检测模式的照明矩阵和成像矩阵。

4.根据权利要求2所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

各所述角度转动机构包括步进电机、旋转机构，所述步进电机安装在所述支撑装置上且与所述旋转机构相连，并受控制器控制，所述成像矩阵和/或所述照明矩阵的底座与所述旋转机构相连，所述步进电机在所述控制器的指令驱动下带动所述旋转机构控制所述照明矩阵或者所述成像矩阵与所述透明材料呈所需要的角度。

5.根据权利要求1至4任一所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述支撑装置的形状为U形、V形、W形、井字形或者门形；所述照明矩阵和所述成像矩阵安装于所述支撑装置的横梁上，所述透明材料在所述传送装置的驱动下相对所述横梁位移。

6.根据权利要求5所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述照明矩阵和所述成像矩阵均设有用于安装定位的横梁底座，所述横梁底座直接连接所述支撑装置上或者所述横梁底座经角度转动机构连接于所述支撑装置上。

7.根据权利要求1至4任一所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述成像矩阵由m*n个成像装置排成m行n列矩阵；

所述照明矩阵由i*j个光源排成i行j列矩阵。

8.根据权利要求1至4任一所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述视觉检测系统还包括用于给所述视觉检测系统进行散热的散热空调装置，所述散热空调装置包括风冷空调装置和/或冷却液空调装置；在所述风冷空调装置中，照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，形成空气正压，实现散热；在所述冷却液空调装置，照明矩阵、成像矩阵的底座下部开孔，让冷凝水在重力作用下，向下流出，避免冷凝水积压。

9.根据权利要求1至4任一所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述照明矩阵前置安装聚光凸透镜和/或在所述照明矩阵的光源的周围安装凹面镜，利用聚光凸透镜和/或凹面镜的聚光原理和光路可逆原理，当光源部署在聚光凸透镜或者凹面镜的焦平面上时，光源发出光经聚光凸透镜折射，或凹面镜反射后汇聚成平行光透射经过被测透明材料进入成像矩阵，或经过透明材料反射后进入成像矩阵。

10.根据权利要求1至4任一所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测系统，其特征在于，

所述照明矩阵和所述成像矩阵均设有用于安装定位的横梁底座，所述横梁底座直接连接所述支撑装置上或者所述横梁底座经角度转动机构连接于所述支撑装置上；所述横梁底座为钢槽或者铝形槽底座，形状为U形或者工形，成像矩阵、照明矩阵安装在横梁底座上且位于所述透明材料的上方和/或下方。

11.一种用于透明材料缺陷检测的视觉检测方法，应用如权利要求1至10任一所述的矩阵式视觉检测系统获取待测透明材料的表面和/或内部缺陷在不同照明模式下对应的多通道图像数据。

12.根据权利要求11所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测方法，其特征在于，

所述视觉检测系统为单矩阵视觉检测系统，检测单元包括受控制器控制的一套照明矩阵和一套成像矩阵，所述照明矩阵和所述成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，所述角度转动机构连接所述控制器，并由所述控制器生成的指令驱动下控制所述照明矩阵和所述成像矩阵分别与所述透明材料呈所需要的角度；所述控制器控制一套照明矩阵分时切换照明，控制照明矩阵的角度转动机构调整角度，为成像矩阵提供垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，相应地所述控制器同步控制成像矩阵的角度对应实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在所述控制器的控制下，成像矩阵切换多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍所述透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

13.根据权利要求11所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测方法，其特征在于，

所述视觉检测系统为多矩阵视觉检测系统，检测单元包括：用于形成垂直透射明场检测模式的垂直透射明场照明矩阵和垂直透射明场成像矩阵、用于形成斜角透射明场检测模式的斜角透射明场照明矩阵和斜角透射明场成像矩阵、用于形成反射明场检测模式的反射明场照明矩阵和反射明场成像矩阵、及用于形成暗场检测模式的暗场照明矩阵和暗场成像矩阵；控制器同时开启垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，同时实现多角度对透明材料进行成像扫描，同时多角度抓拍透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

14.根据权利要求11所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测方法，其特征在于，

所述视觉检测系统为自定义视觉检测系统，检测单元包括受控制器控制的一套或多套照明矩阵和一套或多套成像矩阵，所述照明矩阵和所述成像矩阵分别经角度转动机构连接于支撑装置上，所述角度转动机构连接所述控制器，通过所述控制器自定义检测模式动态变换程序，并由所述控制器按变换程序自动控制所述照明矩阵和所述成像矩阵分别与所述透明材料呈所需要的角度，控制照明矩阵分时切换照明，分时切换或同时实现垂直透射明场照明模式、斜角透射明场照明模式、反射明场照明模式和暗场照明模式，同步实现垂直透射明场检测模式、斜角透射明场检测模式、反射明场检测模式和暗场检测模式，在自定义模式控制下，成像矩阵切换多种成像模式或同时实现多种成像模式，实现多角度成像扫描，多角度抓拍所述透明材料表面和/或内部缺陷的缺陷影像数据。

15.根据权利要求11所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测方法，其特征在于，

所述视觉检测系统的检测单元同时部署多套。

16.根据权利要求11所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测方法，其特征在于，

不同类型的照明矩阵在控制器控制下，控制整行光源分时切换照明提供N种不同的照明亮度选择，此点亮模式称作整行点亮模式，计算公式如下：

其中，N为照明亮度种类，x为照明矩阵行数，y为点亮的照明矩阵行数；

不同类型的照明矩阵在控制器控制下，控制单个光源分时切换照明提供N种不同的照明亮度选择，此点亮模式称作光源点亮模式，计算公式如下：

其中，N为照明亮度种类，x为照明矩阵行数，y为点亮的照明矩阵行数，n为单行照明矩阵的光源数量，m单行照明矩阵中点亮的光源数量；

不同类型的照明矩阵在控制器控制下，优选整行点亮模式，为成像矩阵提供不同亮度的照明选择。

17.根据权利要求11所述的用于透明材料缺陷检测的矩阵式视觉检测方法，其特征在于，

同时实现多种检测模式，获得关于被测透明材料的多通道检测数据；

在垂直透射明场检测模式下，正面获得缺陷正面实像信息，检测到透明材料中的气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤中的至少一种和/或确定缺陷内核大小、形状；

在斜角透射明场检测模式下，侧面获得缺陷斜角度实像信息，并检测气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤中的至少一种，作为垂直透射明场检测模式的最佳补充，对垂直透射明场检测模式获得的缺陷信息进行校准，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还能捕获其它检测模式检测不到的缺陷；

在反射明场检测模式下，获得缺陷实像信息和自身镜面反射所形成的虚像，对透明材料中的变异和折射敏感，能检测气泡、光变畸点、槽底泡、结石、节瘤中的至少一种，利用自身镜面反射的特性，检测缺陷的位置，依此判断是否为粘锡，佐证其它检测模式的疑似缺陷，同时还能捕获其它检测模式检测不到的缺陷；

在暗场检测模式下，仅获得缺陷折射、散射光线形成的模糊影像，作为其它检测模式的有益补充。