CN108645862A - 一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法 - Google Patents

一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法，其特征在于：激光线生成单元将两台线激光器发出的激光从点形状整形为线形状，彩色线阵工业相机网口通过网线与工控机网口相连接，两台线激光器光源分别放置在玻璃板传输线的左右两侧，且位于同一平面高度，每台激光器与玻璃板夹角20度，两台激光器的激光线在玻璃板上重合；彩色线阵工业相机垂直于玻璃板放置且位于玻璃板传输线的中间位置，在玻璃板传输线上通过时，彩色线阵相机采集图像并进行运算。解决玻璃生产过程中精确定位缺陷类型并及时反馈到前道相应工序的问题；解决了大幅面玻璃的成品率问题。

Description

一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及一种大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法，涉及一种高反光平面板的缺陷检测方法。
背景技术
目前，在大幅面玻璃板生产过程中，由于前道生产工序等因素影响，会出现表面局部凸凹缺陷。凸缺陷包括滴落等缺陷，凹缺陷包括孔洞等缺陷。这些缺陷对产品的品质造成了很大的影响，因此必须在生产过程中进行在线实时检测。由于凸缺陷和凹缺陷造成的原因属于制造前端的不同工序，一旦发现问题马上报警并对前序对应生产工艺进行快速调整，避免出现批量缺陷废品。
为了检测这些缺陷，现在基本采用三种方式：1.采用人工检测的方式。这种方式工人的疲劳程度以及工作时的心情也会影响到检测的结果，很难达到可靠的检测，而且是否漏检无法后期追朔，无法保证质量。同时工人劳动条件的恶劣导致用工困难、用工成本高等问题日益严峻。2.采用传统大幅面检测方式。即将条形光源架设在被检测物体上方，将大幅面物体的局部照亮，并通过相机进行图像采集，用灰度判断的方法判断凸凹缺陷。这种方法可以判断出存在缺陷，但是无法判断是凸缺陷还是凹缺陷。3.采用激光线三角测量方法。这种方法有以下缺点：检测速度慢，无法满足生产效率；检测幅面窄，需要多套并联工作，价格非常昂贵，企业不能承受。
因此，大幅面玻璃板凸凹缺陷检测面临非常严峻的挑战，需要一种方法来解决此问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法，克服了现有方法的不足，可以从根本上解决此问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统，包括一台工控机、一台彩色线阵工业相机、一台405nm的蓝色激光器和激光线生成单元，一台655nm的红色线激光器和激光线生成单元；其特征在于：激光线生成单元将两台线激光器发出的激光从点形状整形为线形状，线宽在0.2mm-0.5mm之间，彩色线阵工业相机网口通过网线与工控机网口相连接，两台线激光器光源分别放置在玻璃板传输线的左右两侧，且位于同一平面高度，每台激光器与玻璃板夹角20度，两台激光器的激光线在玻璃板上重合；彩色线阵工业相机垂直于玻璃板放置且位于玻璃板传输线的中间位置，在玻璃板传输线上通过时，彩色线阵相机采集图像并进行运算，其具体算法如下：
1）彩色相机采集得到一片玻璃的彩色图片，图像格式为RGB彩色图像；
2）设置蓝色光点的强度阈值：ThresholdBlueV=A；
3）设置蓝色光点的面积阈值：ThresholdBlueA =B；
4）设置红色光点的强度阈值：ThresholdRedV=C；
5）设置红色光点的面积阈值：ThresholdRedA =D；
6）设置局部缺陷面积阈值：ThresholdDefect=E；
7）遍历图像每个像素，根据蓝色光点的强度阈值ThresholdBlueV，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（0,0,255），同时，根据红色光点的强度阈值ThresholdRedV，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（255,0,0）。不属于以上两种情况的像素，设置为（0,0,0）；
8）遍历图像每个蓝色区域，根据蓝色光点的强度阈值ThresholdBlueA，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（0,0,254），小于此阈值的区域，将其设置RGB（0,0,0）；
9）遍历图像每个红色区域，根据红色光点的强度阈值ThresholdRedA，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（254,0,0），小于此阈值的区域，将其设置RGB（0,0,0）；
10）遍历图像每个RGB（254,0,0）区域，在X方向（- ThresholdDefect，+ThresholdDefect）范围内，判断是否有（0,0,254）区域；
11）如果在其负方向有（0,0,254）区域，则判断此为凹缺陷；
12）如果在其正方向有（0,0,254）区域，则判断此为凸缺陷；
13）缺陷位置:
14）
15）
16）如果不存在（0,0,254）区域，则判断此为干扰点，不作为缺陷。
所述的405nm的蓝色激光器和激光线生成单元放置在玻璃板传输线左侧。
所述 的655nm的蓝色激光器和激光线生成单元放置在玻璃板传输线右侧。
本发明的积极效果是解决人工检测无法保证检测质量的问题；解决招工难和人力成本高的问题；解决采用传统LED条形光源无法检测局部凸凹缺陷的问题；解决玻璃生产过程中精确定位缺陷类型并及时反馈到前道相应工序的问题；解决了大幅面玻璃的成品率问题。
附图说明
图1为一种大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统及方法的整体结构正视示意图。
图2为一种大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统及方法的整体结构3D示意图。
图3为一种大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统及方法的局部凸缺陷检测示意图。
图4为一种大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统及方法的局部凹缺陷检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统，包括一台工控机、一台彩色线阵工业相机、一台405nm的蓝色激光器和激光线生成单元，一台655nm的红色线激光器和激光线生成单元；其特征在于：激光线生成单元将两台线激光器发出的激光从点形状整形为线形状，线宽在0.2mm-0.5mm之间，彩色线阵工业相机网口通过网线与工控机网口相连接，两台线激光器光源分别放置在玻璃板传输线的左右两侧，且位于同一平面高度，每台激光器与玻璃板夹角20度，两台激光器的激光线在玻璃板上重合；彩色线阵工业相机垂直于玻璃板放置且位于玻璃板传输线的中间位置，在玻璃板传输线上通过时，彩色线阵相机采集图像。
所述的405nm的蓝色激光器和激光线生成单元放置在玻璃板传输线左侧。
所述 的655nm的蓝色激光器和激光线生成单元放置在玻璃板传输线右侧。
如图3利用了两台不同波长激光器，同时从两侧低角度发射出条形结构光，这两条不同波长的激光线在大幅面玻璃板上重合，线宽度在0.2-0.5毫米；由于左侧的低角度激光照射在局部凸缺陷上，会在凸起位置的朝向左侧激光器一侧发生光的大幅度反射，而在背向左侧激光器的一侧不会发生大幅度反射；而右侧低角度激光照射在同一个局部凸缺陷上，会在凸起位置的朝向右侧激光器一侧发生光的大幅度反射，而在背向右侧激光器的一侧不会发生大幅度反射，这样，当缺陷为局部凸缺陷时，局部缺陷区域的两侧不同波长激光反射光的位置，与对应波长的激光器相同；如图4所示同理，对于局部凹缺陷，局部缺陷区域的两侧不同波长激光反射光的位置，与对应波长的激光器相反；这样，就可以通过某个局部凸凹缺陷的两侧的激光反射点的位置，判断是局部凸缺陷或者局部凹缺陷。
为了检测区域缺陷的激光反射点位置，在两条重合的激光线上方，有一台线扫描彩色数字相机，可以在大幅面玻璃通过时，将整幅玻璃的图像采集到计算机中，通过图像处理算法得到局部凸凹缺陷的种类。
如图1所示，线阵彩色工业相机1所能看到的范围A，405nm蓝色线激光器2所照射区域B，655nm红色线激光器3所照射区域C，405蓝色线激光器2和655nm红色线激光器3分别位于大幅面玻璃板4的两侧，呈一定角度（20°）照射大幅面玻璃板4（保证每一个光源都要照全玻璃板的横截面）。
大幅面玻璃板4位于运动的生产输送线上，从线阵彩色工业相机1下方通过。
线阵彩色工业相机1实时采集彩色图像数据并上传到工控机5，由工控机5进行图像的算法，得到缺陷位置和缺陷类型。
实施例1凸缺陷检测：
左侧的405nm低角度激光照射在局部凸缺陷上，会在凸起位置的朝向左侧405nm激光器一侧发生光的大幅度反射，在彩色线阵相机成像中呈现明亮蓝色光点。在背向左侧405nm激光器的一侧不会发生大幅度反射。
同时，右侧低角度655nm激光照射在同一个局部凸缺陷上，会在凸起位置的朝向右侧655nm激光器一侧发生光的大幅度反射，在彩色线阵相机成像中呈现明亮红色光点。而在背向右侧激光器的一侧不会发生大幅度反射。
在彩色线阵相机的成像时，两台激光器是同时发光的，因此在此局部凸缺陷图像上，出现了一对光点，左侧是蓝色，右侧是红色。
图像算法通过计算一对光点的颜色位置，即可判断缺陷类型和位置。
实施例2局部凹缺陷检测：
左侧的405nm低角度激光照射在局部凸缺陷上，会在凸起位置的朝向左侧405nm激光器一侧发生光的大幅度反射，在彩色线阵相机成像中呈现明亮蓝色光点。在背向左侧405nm激光器的一侧不会发生大幅度反射。
右侧低角度655nm激光照射在同一个局部凸缺陷上，会在凸起位置的朝向右侧655nm激光器一侧发生光的大幅度反射，在彩色线阵相机成像中呈现明亮红色光点。而在背向右侧激光器的一侧不会发生大幅度反射。
在彩色线阵相机的成像时，两台激光器是同时发光的，因此在此局部凸缺陷图像上，出现了一对光点，左侧是蓝色，右侧是红色。图像算法通过计算一对光点的颜色位置，即可判断缺陷类型和位置。
具体实现算法如下：
具体算法如下：
17）彩色相机采集得到一片玻璃的彩色图片，图像格式为RGB彩色图像
18）设置蓝色光点的强度阈值：ThresholdBlueV=A
19）设置蓝色光点的面积阈值：ThresholdBlueA =B
20）设置红色光点的强度阈值：ThresholdRedV=C
21）设置红色光点的面积阈值：ThresholdRedA =D
22）设置局部缺陷面积阈值：ThresholdDefect=E
23）遍历图像每个像素，根据蓝色光点的强度阈值ThresholdBlueV，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（0,0,255）。同时，根据红色光点的强度阈值ThresholdRedV，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（255,0,0）。不属于以上两种情况的像素，设置为（0,0,0）
24）遍历图像每个蓝色区域，根据蓝色光点的强度阈值ThresholdBlueA，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（0,0,254），小于此阈值的区域，将其设置RGB（0,0,0）
25）遍历图像每个红色区域，根据红色光点的强度阈值ThresholdRedA，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（254,0,0），小于此阈值的区域，将其设置RGB（0,0,0）
26）遍历图像每个RGB（254,0,0）区域，在X方向（- ThresholdDefect，+ThresholdDefect）范围内，判断是否有（0,0,254）区域。
27）如果在其负方向有（0,0,254）区域，则判断此为凹缺陷。
28）如果在其正方向有（0,0,254）区域，则判断此为凸缺陷。
29）缺陷位置:
30）
31）
32） 如果不存在（0,0,254）区域，则判断此为干扰点，不作为缺陷。
显然,上述实施例仅仅是为了清楚的说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述的说明的基础之上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统，包括一台工控机、一台彩色线阵工业相机、一台405nm的蓝色激光器和激光线生成单元，一台655nm的红色线激光器和激光线生成单元；其特征在于：激光线生成单元将两台线激光器发出的激光从点形状整形为线形状，线宽在0.2mm-0.5mm之间，彩色线阵工业相机网口通过网线与工控机网口相连接，两台线激光器光源分别放置在玻璃板传输线的左右两侧，且位于同一平面高度，每台激光器与玻璃板夹角20度，两台激光器的激光线在玻璃板上重合；彩色线阵工业相机垂直于玻璃板放置且位于玻璃板传输线的中间位置。
2.一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测方法，其特征在于在玻璃板传输线上通过时，彩色线阵相机采集图像并进行运算，其具体算法如下：
1）彩色相机采集得到一片玻璃的彩色图片，图像格式为RGB彩色图像；
2）设置蓝色光点的强度阈值：ThresholdBlueV=A；
3）设置蓝色光点的面积阈值：ThresholdBlueA =B；
4）设置红色光点的强度阈值：ThresholdRedV=C；
5）设置红色光点的面积阈值：ThresholdRedA =D；
6）设置局部缺陷面积阈值：ThresholdDefect=E；
7）遍历图像每个像素，根据蓝色光点的强度阈值ThresholdBlueV，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（0,0,255），同时，根据红色光点的强度阈值ThresholdRedV，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（255,0,0）；不属于以上两种情况的像素，设置为（0,0,0）；
8）遍历图像每个蓝色区域，根据蓝色光点的强度阈值ThresholdBlueA，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（0,0,254），小于此阈值的区域，将其设置RGB（0,0,0）；
9）遍历图像每个红色区域，根据红色光点的强度阈值ThresholdRedA，设置大于此阈值的像素，将其设置为RGB（254,0,0），小于此阈值的区域，将其设置RGB（0,0,0）；
10）遍历图像每个RGB（254,0,0）区域，在X方向（- ThresholdDefect，+ThresholdDefect）范围内，判断是否有（0,0,254）区域；
11）如果在其负方向有（0,0,254）区域，则判断此为凹缺陷；
12）如果在其正方向有（0,0,254）区域，则判断此为凸缺陷；
13）缺陷位置:
14）
15）
16）如果不存在（0,0,254）区域，则判断此为干扰点，不作为缺陷。
3.根据权利要求1中所述的一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统，其特征在于所述的405nm的蓝色激光器和激光线生成单元放置在玻璃板传输线左侧。
4.根据权利要求1中所述的一种基于激光的大幅面玻璃板局部凸凹缺陷检测系统，其特征在于所述 的655nm的蓝色激光器和激光线生成单元放置在玻璃板传输线右侧。
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