CN108917630B - 一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法，包括支撑台，支撑台的底部左右两侧对称设有底座，底座的底部前后两侧对称连接有支柱，支撑台的顶部中央嵌有第一透明板，第一透明板的表面均匀间隔贯穿设有第一标准孔，支撑台的顶部右侧中央设有操作台，操作台的右侧面嵌有显示屏，显示屏的左侧间隔设有功能按键，显示屏的底部左右两侧均设有控制开关，操作台的左侧顶部中央设有L型连接柱，L型连接柱的左侧底部与支撑台的顶部相连，L型连接柱的内腔中央贯穿设有第二透明板；本发明能够有效克服现有技术所存在的传统的玻璃孔径孔位检测精度较低，检测效率不高的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法。
背景技术
在汽车玻璃的加工过程中，通常要在玻璃的边缘加工安装孔，但为了保证产品的生产质量和防止不合格品流入下一道工序，需要对所述安装孔的孔径和孔位偏差进行检测。
现有技术中，对玻璃孔径的偏差检测一般是采用千分尺进行，对玻璃孔位的检测一般是将待测玻璃和标准样片重叠在一起并紧靠定位块，通过目测比较待测玻璃和标准样片的安装孔的偏差，来大致判断其孔位偏差。
上述玻璃孔径孔位的检测方法受人为因素影响，检测精度较低，无法准确判断安装孔的孔径以及孔位偏差是否在设定范围内，且检测过程费时费力。
因此，本发明设计一种能够减少工作人员负担，提高检测精度的基于机器视觉玻璃孔径孔位的检测装置及其检测方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法，能够有效克服现有技术所存在的传统的玻璃孔径孔位检测精度较低，检测效率不高的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法，包括支撑台，所述支撑台的底部左右两侧对称设有底座，所述底座的底部前后两侧对称连接有支柱，所述支撑台的顶部中央嵌有第一透明板，所述第一透明板的表面均匀间隔贯穿设有第一标准孔，所述支撑台的顶部右侧中央设有操作台，所述操作台的右侧面嵌有显示屏，所述显示屏的左侧间隔设有功能按键，所述显示屏的底部左右两侧均设有控制开关，所述操作台的左侧顶部中央设有L型连接柱，所述L型连接柱的左侧底部与支撑台的顶部相连，所述L型连接柱的内腔中央贯穿设有第二透明板，所述第二透明板的表面均匀间隔贯穿设有第二标准孔。
优选地，所述L型连接柱的左侧内壁上部设有第一滑轨，所述第一滑轨的内腔通过第一电动滑块滑动卡接有第一柔性卡块，所述L型连接柱的左侧内壁下部设有第二滑轨，所述第二滑轨贯穿于L型连接柱的内腔，且第二滑轨的内腔前后两侧均通过第二电动滑块滑动连接有第一微型电液推杆，所述第一微型电液推杆的端部连接有第二柔性卡块，所述L型连接柱的顶部内壁中央设有第三滑轨，所述第三滑轨的内腔通过第三电动滑块滑动卡接有连接柱，所述连接柱的底部设有CCD相机。
优选地，所述操作台的左侧内壁上部设有第四滑轨，所述第四滑轨的内腔通过第四电动滑块滑动连接有第三柔性卡块，所述操作台的左侧内壁下部设有第五滑轨，所述第五滑轨的内腔前后两侧均通过第五电动滑块滑动连接有第二微型液压推杆，所述第二微型液压推杆的端部连接有第四柔性卡块。
优选地，所述第一滑轨、第一柔性卡块、第二滑轨、第一微型电液推杆和第二柔性卡块分别与第四滑轨、第三柔性卡块、第五滑轨、第二微型液压推杆和第四柔性卡块对称设置，所述第二透明板设置于左右两侧所述第一柔性卡块和第三柔性卡块之间。
优选地，所述支撑台顶部与第一透明板相对的表面均匀间隔设有检测光源，所述检测光源与第一标准孔相对应。
优选地，所述待检测玻璃孔径为R，所述误差范围为±L，所述第一标准孔的孔径为R+L，所述第二标准孔的孔径为R-L，单位均为毫米，相邻两组所述第一标准孔和相邻两组所述第二标准孔之间的距离均为D，单位为毫米。
优选地，所述操作台的内腔设有微处理器，所述微处理器的输入端电性连接有GPU，所述GPU的输入端与CCD相机电性连接，通过CCD相机将摄取目标转换成图像信息传送到GPU中，GPU将摄取的信息转换成数字信号后进行目标特征提取。
优选地，所述微处理器的输出端分别与控制开关、显示屏、功能按键、第一电动滑块、第二电动滑块、第三电动滑块、第四电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆以及第二微型液压推杆电性连接。
优选地，所述步骤包括：
S1：首先将待测玻璃孔径孔位的标准板，即第一透明板和第二透明板分别放置于支撑台和左右两侧第一柔性卡块和第三柔性卡块之间，并将第一标准孔和第二标准孔调整至同一圆心处；
S2：然后将待检测玻璃放置于左右两侧第二柔性卡块和第四柔性卡块之间，并通过第二电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆以及第二微型液压推杆调节待检测玻璃的位置；
S3：通过第一电动滑块和第四电动滑块将第二透明板向下移动，打开检测光源，CCD相机通过第三电动滑块移动至待检测玻璃孔位上方后进行拍摄；
S4：将拍摄的图像传输至GPU中，并通过GPU提取待检测玻璃相邻孔位之间的距离，将此距离与标准板上的距离D进行比较并将差距值通过微处理器显示在显示屏上；
S5：随后对待检测玻璃孔的圆心进行修正，并通过微处理器控制第二电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆以及第二微型液压推杆和第三电动滑块，将待检测玻璃移动至与第一标准孔和第二标准孔同一圆心处，将CCD相机移动至待检测玻璃孔正上方；
S6：再次使用CCD相机进行拍摄，并将摄取信息输送至GPU中，GPU通过第一标准孔和第二标准孔的比对后将结果通过微处理器显示到显示屏上，在误差范围内为合格产品，不在误差范围内为不合格产品，并将不合格产品的位置坐标标注在旁。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法采用多种功能相结合的方式设计出一种新型玻璃孔径孔位检测装置及检测方法，摒弃了目前传统的玻璃孔径孔位检测精度较低，检测效率不高的情况，本发明有益效果：
1、第一透明板和第二透明板分别放置于支撑台和左右两侧第一柔性卡块和第三柔性卡块之间，并将第一标准孔和第二标准孔调整至同一圆心处，方便对待检测玻璃进行上下对准检测；
2、利用左右两侧的第二柔性卡块和第四柔性卡块将待检测玻璃固定，并通过微处理器等将待检测玻璃调节至适当的位置进行孔位的检测；
3、CCD相机通过检测光源实时传送待检测玻璃、第一透明板、第二透明板之间的位置信息，并通过GPU进行处理提取特征后由微处理器进行相应的调整，减少人为误差；
4、利用检测的孔位误差将孔位对准调节，并将误差数据传送至显示屏中显示，对准孔位后，利用CCD相机和GPU进行图像摄取和处理，由第一标准孔和第二标准孔确定玻璃孔径是否在误差范围内，并将结果显示在显示屏中，方便记录与查找。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明L型连接柱及其零部件结构图；
图3为本发明操作台左侧面结构图；
图4为本发明玻璃孔径检测流程图；
图中：
1、支撑台；2、底座；3、支柱；4、控制开关；5、显示屏；6、操作台；7、L型连接柱；8、第一滑轨；9、第一柔性卡块；10、第二透明板；11、第一透明板；12、第二标准孔；13、第一标准孔；14、功能按键；15、连接柱；16、CCD相机；17、第二滑轨；18、第二柔性卡块；19、第一微型电液推杆；20、第三滑轨；21、第三柔性卡块；22、第二微型液压推杆；23、第四柔性卡块；24、第五滑轨；25、第四滑轨。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法，如图1-4所示，包括支撑台1，支撑台1的底部左右两侧对称设有底座2，底座2的底部前后两侧对称连接有支柱3，支撑台1的顶部中央嵌有第一透明板11，第一透明板11的表面均匀间隔贯穿设有第一标准孔13，支撑台1的顶部右侧中央设有操作台6，操作台6的右侧面嵌有显示屏5，显示屏5的左侧间隔设有功能按键14，显示屏5的底部左右两侧均设有控制开关4，操作台6的左侧顶部中央设有L型连接柱7，L型连接柱7的左侧底部与支撑台1的顶部相连，L型连接柱7的内腔中央贯穿设有第二透明板10，第二透明板10的表面均匀间隔贯穿设有第二标准孔12；
L型连接柱7的左侧内壁上部设有第一滑轨8，第一滑轨8的内腔通过第一电动滑块滑动卡接有第一柔性卡块9，L型连接柱7的左侧内壁下部设有第二滑轨17，第二滑轨17贯穿于L型连接柱7的内腔，且第二滑轨17的内腔前后两侧均通过第二电动滑块滑动连接有第一微型电液推杆19，第一微型电液推杆19的端部连接有第二柔性卡块18，L型连接柱7的顶部内壁中央设有第三滑轨20，第三滑轨20的内腔通过第三电动滑块滑动卡接有连接柱15，连接柱15的底部设有CCD相机16；
操作台6的左侧内壁上部设有第四滑轨25，第四滑轨25的内腔通过第四电动滑块滑动连接有第三柔性卡块21，操作台6的左侧内壁下部设有第五滑轨24，第五滑轨24的内腔前后两侧均通过第五电动滑块滑动连接有第二微型液压推杆22，第二微型液压推杆22的端部连接有第四柔性卡块23；
第一滑轨8、第一柔性卡块9、第二滑轨17、第一微型电液推杆19和第二柔性卡块18分别与第四滑轨25、第三柔性卡块21、第五滑轨24、第二微型液压推杆22和第四柔性卡块23对称设置，第二透明板10设置于左右两侧第一柔性卡块9和第三柔性卡块21之间；
支撑台1顶部与第一透明板11相对的表面均匀间隔设有检测光源，检测光源与第一标准孔13相对应；
待检测玻璃孔径为R，误差范围为±L，第一标准孔13的孔径为R+L，第二标准孔12的孔径为R-L，单位均为毫米，相邻两组第一标准孔13和相邻两组第二标准孔12之间的距离均为D，单位为毫米；
操作台6的内腔设有微处理器，微处理器的输入端电性连接有GPU，GPU的输入端与CCD相机16电性连接，通过CCD相机16将摄取目标转换成图像信息传送到GPU中，GPU将摄取的信息转换成数字信号后进行目标特征提取；
微处理器的输出端分别与控制开关4、显示屏5、功能按键14、第一电动滑块、第二电动滑块、第三电动滑块、第四电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆19以及第二微型液压推杆22电性连接；
其步骤包括：
S1：首先将待测玻璃孔径孔位的标准板，即第一透明板11和第二透明板10分别放置于支撑台1和左右两侧第一柔性卡块9和第三柔性卡块21之间，并将第一标准孔13和第二标准孔12调整至同一圆心处；
S2：然后将待检测玻璃放置于左右两侧第二柔性卡块18和第四柔性卡块23之间，并通过第二电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆19以及第二微型液压推杆22调节待检测玻璃的位置；
S3：通过第一电动滑块和第四电动滑块将第二透明板10向下移动，打开检测光源，CCD相机16通过第三电动滑块移动至待检测玻璃孔位上方后进行拍摄；
S4：将拍摄的图像传输至GPU中，并通过GPU提取待检测玻璃相邻孔位之间的距离，将此距离与标准板上的距离D进行比较并将差距值通过微处理器显示在显示屏5上；
S5：随后对待检测玻璃孔的圆心进行修正，并通过微处理器控制第二电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆19以及第二微型液压推杆22和第三电动滑块，将待检测玻璃移动至与第一标准孔13和第二标准孔12同一圆心处，将CCD相机16移动至待检测玻璃孔正上方；
S6：再次使用CCD相机16进行拍摄，并将摄取信息输送至GPU中，GPU通过第一标准孔13和第二标准孔12的比对后将结果通过微处理器显示到显示屏5上，在误差范围内为合格产品，不在误差范围内为不合格产品，并将不合格产品的位置坐标标注在旁。
本发明所提供的一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置及检测方法采用多种功能相结合的方式设计出一种新型玻璃孔径孔位检测装置及检测方法，摒弃了目前传统的玻璃孔径孔位检测精度较低，检测效率不高的情况，本发明有益效果：
1、第一透明板和第二透明板分别放置于支撑台和左右两侧第一柔性卡块和第三柔性卡块之间，并将第一标准孔和第二标准孔调整至同一圆心处，方便对待检测玻璃进行上下对准检测；
2、利用左右两侧的第二柔性卡块和第四柔性卡块将待检测玻璃固定，并通过微处理器等将待检测玻璃调节至适当的位置进行孔位的检测；
3、CCD相机通过检测光源实时传送待检测玻璃、第一透明板、第二透明板之间的位置信息，并通过GPU进行处理提取特征后由微处理器进行相应的调整，减少人为误差；
4、利用检测的孔位误差将孔位对准调节，并将误差数据传送至显示屏中显示，对准孔位后，利用CCD相机和GPU进行图像摄取和处理，由第一标准孔和第二标准孔确定玻璃孔径是否在误差范围内，并将结果显示在显示屏中，方便记录与查找。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置的检测方法，其特征在于，使用了一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置，包括支撑台(1)，所述支撑台(1)的底部左右两侧对称设有底座(2)，所述底座(2)的底部前后两侧对称连接有支柱(3)，所述支撑台(1)的顶部中央嵌有第一透明板(11)，所述第一透明板(11)的表面均匀间隔贯穿设有第一标准孔(13)，所述支撑台(1)的顶部右侧中央设有操作台(6)，所述操作台(6)的右侧面嵌有显示屏(5)，所述显示屏(5)的左侧间隔设有功能按键(14)，所述显示屏(5)的底部左右两侧均设有控制开关(4)，所述操作台(6)的左侧顶部中央设有L型连接柱(7)，所述L型连接柱(7)的左侧底部与支撑台(1)的顶部相连，所述L型连接柱(7)的内腔中央贯穿设有第二透明板(10)，所述第二透明板(10)的表面均匀间隔贯穿设有第二标准孔(12)；
所述L型连接柱(7)的左侧内壁上部设有第一滑轨(8)，所述第一滑轨(8)的内腔通过第一电动滑块滑动卡接有第一柔性卡块(9)，所述L型连接柱(7)的左侧内壁下部设有第二滑轨(17)，所述第二滑轨(17)贯穿于L型连接柱(7)的内腔，且第二滑轨(17)的内腔前后两侧均通过第二电动滑块滑动连接有第一微型电液推杆(19)，所述第一微型电液推杆(19)的端部连接有第二柔性卡块(18)，所述L型连接柱(7)的顶部内壁中央设有第三滑轨(20)，所述第三滑轨(20)的内腔通过第三电动滑块滑动卡接有连接柱(15)，所述连接柱(15)的底部设有CCD相机(16)；
所述操作台(6)的左侧内壁上部设有第四滑轨(25)，所述第四滑轨(25)的内腔通过第四电动滑块滑动连接有第三柔性卡块(21)，所述操作台(6)的左侧内壁下部设有第五滑轨(24)，所述第五滑轨(24)的内腔前后两侧均通过第五电动滑块滑动连接有第二微型液压推杆(22)，所述第二微型液压推杆(22)的端部连接有第四柔性卡块(23)；
所述支撑台(1)顶部与第一透明板(11)相对的表面均匀间隔设有检测光源，所述检测光源与第一标准孔(13)相对应；
所述操作台(6)的内腔设有微处理器，所述微处理器的输入端电性连接有GPU，所述GPU的输入端与CCD相机(16)电性连接，通过CCD相机(16)将摄取目标转换成图像信息传送到GPU中，GPU将摄取的信息转换成数字信号后进行目标特征提取；
步骤包括，
S1：首先将待测玻璃孔径孔位的标准板，即第一透明板(11)和第二透明板(10)分别放置于支撑台(1)和左右两侧第一柔性卡块(9)和第三柔性卡块(21)之间，并将第一标准孔(13)和第二标准孔(12)调整至同一圆心处；
S2：然后将待检测玻璃放置于左右两侧第二柔性卡块(18)和第四柔性卡块(23)之间，并通过第二电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆(19)以及第二微型液压推杆(22)调节待检测玻璃的位置；
S3：通过第一电动滑块和第四电动滑块将第二透明板(10)向下移动，打开检测光源，CCD相机(16)通过第三电动滑块移动至待检测玻璃孔位上方后进行拍摄；
S4：将拍摄的图像传输至GPU中，并通过GPU提取待检测玻璃相邻孔位之间的距离，将此距离与标准板上的距离D进行比较并将差距值通过微处理器显示在显示屏(5)上；
S5：随后对待检测玻璃孔的圆心进行修正，并通过微处理器控制第二电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆(19)以及第二微型液压推杆(22)和第三电动滑块，将待检测玻璃移动至与第一标准孔(13)和第二标准孔(12)同一圆心处，将CCD相机(16)移动至待检测玻璃孔正上方；
S6：再次使用CCD相机(16)进行拍摄，并将摄取信息输送至GPU中，GPU通过第一标准孔(13)和第二标准孔(12)的比对后将结果通过微处理器显示到显示屏(5)上，在误差范围内为合格产品，不在误差范围内为不合格产品，并将不合格产品的位置坐标标注在旁。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置的检测方法，其特征在于：所述第一滑轨(8)、第一柔性卡块(9)、第二滑轨(17)、第一微型电液推杆(19)和第二柔性卡块(18)分别与第四滑轨(25)、第三柔性卡块(21)、第五滑轨(24)、第二微型液压推杆(22)和第四柔性卡块(23)对称设置，所述第二透明板(10)设置于左右两侧所述第一柔性卡块(9)和第三柔性卡块(21)之间。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置的检测方法，其特征在于：所述待检测玻璃孔径为R，所述误差范围为±L，所述第一标准孔(13)的孔径为R+L，所述第二标准孔(12)的孔径为R-L，单位均为毫米，相邻两组所述第一标准孔(13)和相邻两组所述第二标准孔(12)之间的距离均为D，单位为毫米。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的玻璃孔径孔位检测装置的检测方法，其特征在于：所述微处理器的输出端分别与控制开关(4)、显示屏(5)、功能按键(14)、第一电动滑块、第二电动滑块、第三电动滑块、第四电动滑块、第五电动滑块、第一微型电液推杆(19)以及第二微型液压推杆(22)电性连接。
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