CN109916910A - 光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法，所述的系统安装于光伏玻璃的生产辊道上，其中，所述的系统包括了机械框架、光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块，结合相应的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法对所述的系统进行控制，其中，运用了机器视觉检测技术，可实现对光伏玻璃边部的自动检测，检测精度能够达到0.5mm，漏检率在0.5％以内，明显优于人工检验，提高了光伏玻璃的检测效率。采用本发明的光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法可有效减少劳动力浪费，降低检测成本，提高检测精度和玻璃品质，加强企业的自动化程度，有利于玻璃自动检测系统的大规模推广，具有更加广泛的应用范围。

Description

光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法

技术领域

本发明涉及图像检测领域，尤其涉及光伏玻璃质量检测领域，具体是指一种光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法。

背景技术

近年来，随着市场对玻璃产品需求的迅速增长，玻璃产品的生产无论从质量、品种，还是生产工艺都发生了质的变化。特别是现在生产技术的不断发展，高端产品对玻璃基板的质量要求越来越高，全面保证玻璃质量提高其等级显得尤其重要。

由压延工序成型裁切后的光伏玻璃原片，其外观尺寸形状质量是达不到用户装配使用质量要求的，所以要经过磨边工作对原片四个边部及角部进行加工。在加工过程中会产生崩边、崩角等缺陷。

目前，玻璃边部缺陷检测主要是利用人工在线检测，人工检测易受检测人员主观因素的影响，容易对玻璃边部缺陷造成漏检，尤其是畸变较小的缺陷漏检，工人容易视觉疲劳，尤其上夜班，稳定性不高，人力成本大。

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

现有技术中缺乏一种能够将机器视觉与玻璃相结合的设备，用以解决人工检测玻璃边部缺陷产生的漏检、工人疲劳等问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种自动化程度高、检测效率高的光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法。

为了实现上述目的或其他目的，本发明的光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法如下：

该光伏玻璃边部缺陷检测系统，所述的系统安装于光伏玻璃的生产辊道上，其主要特点是，所述的系统包括：

机械框架，所述的系统通过所述的机械框架安装于所述的光伏玻璃的生产辊道上；

光源模块，用于对所述的光伏玻璃的上表面、下表面以及侧面提供光源，所述的光源模块安装于所述的机械框架上；

照相模块，用于对所述的光伏玻璃进行拍摄，生成与所述的光伏玻璃对应的图片，所述的照相模块安装于所述的机械框架上；

边部缺陷检测模块，与所述的照相模块相连接，用于对所述的图片进行分析，判断所述的光伏玻璃的边部是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类。

较佳地，所述的光源模块包括：

条形光源单元，用于对所述的光伏玻璃的侧面提供光源，所述的条形光源单元安装于所述的机械框架的侧边；

面板光源模块，用于对所述的光伏玻璃的上表面和下表面提供光源，所述的面板光源模块安装于所述的机械框架的中段位置。

更佳地，所述的机械框架的左右两侧分别设有第一安装板和第二安装板，所述的第一安装板和第二安装板位于所述的机械框架中与所述的生产辊道等高的位置；

所述的条形光源单元包括第一条形光源及第二条形光源，所述的第一条形光源安装于所述的第一安装板上，所述的第二条形光源安装于所述的第二安装板上；

所述的面板光源模块包括第一面板光源、第二面板光源、第三面板光源及第四面板光源；所述的第一面板光源及第三面板光源用于对所述的光伏玻璃的上表面提供光源，所述的第一面板光源及第三面板光源分别通过对应的第一面板光源安装板及第三面板光源安装板安装于所述的机械框架中位于所述的光伏玻璃上方的位置上；所述的第二面板光源及第四面板光源用于对所述的光伏玻璃的下表面提供光源，所述的第二面板光源及第四面板光源分别通过对应的第二面板光源安装板及第四面板光源安装板安装于所述的机械框架中位于所述的光伏玻璃下方的位置上。

较佳地，所述的照相模块包括第一照相单元、第二照相单元、第三照相单元及第四照相单元；

所述的机械框架的左右两侧分别设有第一安装板和第二安装板，所述的第一安装板和第二安装板位于所述的机械框架中与所述的生产辊道等高的位置；

所述的第一照相单元及第二照相单元分别装于所述的第一安装板的上下两端；所述的第三照相单元及第四照相单元分别装于所述的第二安装板的上下两端；

所述的第一照相单元用于对所述的光伏玻璃上表面左侧部分进行拍摄，所述的第三照相单元用于对所述的光伏玻璃上表面右侧部分进行拍摄；所述的第二照相单元用于对所述的光伏玻璃下表面左侧部分进行拍摄，所述的第四照相单元用于对所述的光伏玻璃下表面右侧部分进行拍摄。

更佳地，所述的第一照相单元、第二照相单元、第三照相单元及第四照相单元均由一CCD面阵相机构成。

较佳地，所述的边部缺陷检测模块由一计算机构成，所述的计算机中设有与所述的照相模块相连接的图像采集卡。

更佳地，所述的系统还包括：

信号检测模块，设于所述的机械框架上，与所述的生产辊道相邻，所述的信号检测模块用于检测是否有所述的光伏玻璃需要进行检测；

PLC控制器，分别与所述的信号检测模块、光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块相连接，所述的PLC控制器用于在接收到所述的信号检测模块发出的有所述的光伏玻璃需要进行检测的信号后，驱动所述的光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块开始工作。

进一步地，所述的计算机及PLC控制器均设置于一电器柜中。

该基于上述系统实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的光源模块打开，为所述的光伏玻璃的上表面、下表面以及侧面提供光源；

(2)所述的照相模块对所述的光伏玻璃进行拍摄，生成与所述的光伏玻璃对应的图片；

(3)所述的边部缺陷检测模块对所述的图片进行分析，判断所述的光伏玻璃的边缘区域是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类。

较佳地，所述的步骤(1)之前还包括以下步骤：

(0.1)所述的信号检测模块检测是否有所述的光伏玻璃需要进行检测；

(0.2)若有所述的光伏玻璃需要进行检测则继续后续步骤(0.3)，否则返回上述步骤(0.1)；

(0.3)所述的信号检测模块向所述的PLC控制器发出的有所述的光伏玻璃需要进行检测的信号；

(0.4)所述的PLC控制器驱动所述的光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块开始工作。

较佳地，所述的步骤(3)包括以下步骤：

(31)所述的边部缺陷检测模块在所述的图片中提取出所述的光伏玻璃的玻璃轮廓区域；

(32)根据所述的玻璃轮廓区域在所述的图片中确定所述的光伏玻璃的边缘区域；

(33)根据所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的各个坐标点的灰度值，获取所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域；

(34)根据所述的连通域的几何特性判断所述的光伏玻璃的边缘区域是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类。

更佳地，所述的步骤(32)包括以下步骤：

(32.1)采用n阈值分割法对所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域进行分割，得到前景和背景，将所述的图片转换为仅黑白两色的图像，区分出相应的白色区域和黑色区域，获取所述的图片中的玻璃轮廓区域；

(32.2)获取所述的玻璃轮廓区域的最小外接矩形和最大内接矩形；

(32.3)根据所述的最小外接矩形的四个顶点坐标及所述的最大内接矩形的四个顶点坐标确定所述的光伏玻璃的边缘区域。

更佳地，采用四连通域法获取所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域。

更佳地，所述的连通域的几何特性包括：面积特征、灰度特征和长宽比特征。

较佳地，所述的步骤(3)后还包括以下步骤：

(4)所述的信号发送模块向用户呈现检测结果。

该光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法，能够精确的对光伏玻璃的边部缺陷进行检测，所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统包括了机械框架、光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块，结合相应的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法对所述的系统进行控制，其中，运用了机器视觉检测技术，可实现对光伏玻璃边部的自动检测，检测精度能够达到0.5mm，漏检率在0.5％以内，明显优于人工检验，提高了光伏玻璃的检测效率。采用该光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法可有效减少劳动力浪费，降低检测成本，提高检测精度和玻璃品质，加强企业的自动化程度，有利于玻璃自动检测系统的大规模推广，具有更加广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的一实施例中的光伏玻璃边部缺陷检测系统的主视图。

图2为本发明的一实施例中的光伏玻璃边部缺陷检测系统的立体图。

图3为本发明的一实施例中的光伏玻璃边部缺陷检测系统安装于光伏玻璃的生产辊道上的立体结构示意图。

图4为玻璃边缘缺陷示意图。

附图标记

101 第一安装板

102 第二安装板

103 第一CCD面阵相机

104 第二CCD面阵相机

105 第一条形光源

106 第一面板光源安装板

107 第二面板光源安装板

108 第三CCD面阵相机

109 第四CCD面阵相机

1010 第二条形光源

1011 第三面板光源安装板

1012 第四面板光源安装板

1013 第一面板光源

1014 第二面板光源

1015 第三面板光源

1016 第四面板光源

201 第一定位辊轮

202 第二定位辊轮

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施方式来进行进一步的描述。

如图1、2所示，在该实施例中，该光伏玻璃边部缺陷检测系统安装于光伏玻璃的生产辊道上，其中，所述的系统包括：

机械框架，所述的系统通过所述的机械框架安装于所述的光伏玻璃的生产辊道上；

光源模块，用于对所述的光伏玻璃的上表面、下表面以及侧面提供光源，即光源模块是一种在光伏玻璃边部设置光源进行打光的装置，所述的光源模块安装于所述的机械框架上；

照相模块，用于对所述的光伏玻璃进行拍摄，生成与所述的光伏玻璃对应的图片，所述的照相模块安装于所述的机械框架上，该照相模块放置在光伏玻璃边部能对光伏玻璃进行拍摄的位置上；

边部缺陷检测模块，与所述的照相模块相连接，用于对所述的图片进行分析，判断所述的光伏玻璃的边部是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类，该边部缺陷检测模块用以分析所述的照相模块中所得的光伏玻璃的边部图像得到数个分割对象，对分割对象进行判断处理从而得到缺陷，通过对分割对象进行处理的方式，可更有效地在处理分析过程中抛弃无用区域，将分割出的区域作为后续特征提取的目标对象。

在上述实施例中，所述的光源模块包括：

条形光源单元，用于对所述的光伏玻璃的侧面提供光源，所述的条形光源单元安装于所述的机械框架的侧边；

面板光源模块，用于对所述的光伏玻璃的上表面和下表面提供光源，所述的面板光源模块安装于所述的机械框架的中段位置。

在上述实施例中，所述的机械框架的左右两侧分别设有第一安装板101和第二安装板102，所述的第一安装板101和第二安装板102位于所述的机械框架中与所述的生产辊道等高的位置；

所述的条形光源单元包括第一条形光源105及第二条形光源1010，所述的第一条形光源105安装于所述的第一安装板101上，所述的第二条形光源1010安装于所述的第二安装板102上；

所述的面板光源模块包括第一面板光源1013、第二面板光源1014、第三面板光源1015及第四面板光源1016；所述的第一面板光源1013及第三面板光源1015用于对所述的光伏玻璃的上表面提供光源，所述的第一面板光源1013及第三面板光源1015分别通过对应的第一面板光源安装板106及第三面板光源安装板1011安装于所述的机械框架中位于所述的光伏玻璃上方的位置上；所述的第二面板光源1014及第四面板光源1016用于对所述的光伏玻璃的下表面提供光源，所述的第二面板光源1014及第四面板光源1016分别通过对应的第二面板光源安装板107及第四面板光源安装板1012安装于所述的机械框架中位于所述的光伏玻璃下方的位置上。

即第一面板光源1013、第二面板光源1014、第三面板光源1015及第四面板光源1016分别位于生产辊道上部和下部；所述的条形光源位于第一安装板101和第二安装板102的中间部位，其光源为白色的光源，打光方式采用背光和表面光。

在上述实施例中，所述的照相模块包括第一照相单元、第二照相单元、第三照相单元及第四照相单元；

所述的机械框架的左右两侧分别设有第一安装板101和第二安装板102，所述的第一安装板101和第二安装板102位于所述的机械框架中与所述的生产辊道等高的位置；

所述的第一照相单元及第二照相单元分别装于所述的第一安装板101的上下两端；所述的第三照相单元及第四照相单元分别装于所述的第二安装板102的上下两端；

所述的第一照相单元用于对所述的光伏玻璃上表面左侧部分进行拍摄，所述的第三照相单元用于对所述的光伏玻璃上表面右侧部分进行拍摄；所述的第二照相单元用于对所述的光伏玻璃下表面左侧部分进行拍摄，所述的第四照相单元用于对所述的光伏玻璃下表面右侧部分进行拍摄。

在上述实施例中，所述的第一照相单元、第二照相单元、第三照相单元及第四照相单元均由一CCD面阵相机构成，即分别为第一CCD面阵相机103、第二CCD面阵相机104、第三CCD面阵相机108及第四CCD面阵相机109，所述的CCD面阵相机为130万的CCD面阵相机，像素分辨率0.083mm，相机检测精度为0.5mm。

如图1所示，在该实施例中，第一CCD面阵相机103、第二CCD面阵相机104、第三CCD面阵相机108及第四CCD面阵相机109分别固定于第一安装板101和第二安装板102的上部和下部，相机的视野范围正对光源，即在玻璃上下表面设置面板光源，正对玻璃两边处设置条形光源，在条形光源的上面和下面分别放置一个CCD面阵相机，相机成45度角倾斜放置。

如图1、2所示，本实施例中的机械框架由多根条形管拼接构成，这种机械结构的机械框架结构简单牢固，安全可靠，方便用户对相机和光源的调节。

在上述实施例中，所述的边部缺陷检测模块由一计算机构成，所述的计算机中设有与所述的照相模块相连接的图像采集卡，图像采集卡用于采集图像，相机拍摄的图像通过图像采集卡转移到计算机内存。

所述的边部缺陷检测模块分为缺陷检测单元和汇总输出单元，缺陷检测单元用于对图片进行分析，判断出所述的玻璃边缘是否存在缺陷，汇总输出单元用于将检测结果进行输出。

在上述实施例中，所述的系统还包括：

信号检测模块，设于所述的机械框架上，与所述的生产辊道相邻，所述的信号检测模块用于检测是否有所述的光伏玻璃需要进行检测；

信号发送模块，所述的信号发送模块与所述的边部缺陷检测模块相连接，所述的信号发送模块用于向用户呈现检测结果；

PLC控制器，分别与所述的信号检测模块、光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块相连接，所述的PLC控制器用于在接收到所述的信号检测模块发出的有所述的光伏玻璃需要进行检测的信号后，驱动所述的光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块开始工作。

在该实施例中，所述的信号发送模块可由几个不同颜色的信号灯构成，与计算机相连，起到指导工人进行玻璃下片的作用。(从产线上根据信号灯提示把玻璃分为正品或者不良品：信号灯为绿色表示玻璃没有缺陷，为正品；信号灯为红色并报警表示玻璃有缺陷，为不良品)，工人可由根据信号灯的颜色判断应该对相应的玻璃执行怎样的操作。

在该实施例中，所述的信号检测模块由光电传感器构成，该光电传感器安装在生产辊道下端，用于测试生产辊道上与光伏玻璃边部缺陷检测系统相邻的位置是否有玻璃通过。

如图3所示，所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统通过所述的机械框架安装于所述的光伏玻璃的生产辊道上，所述的生产辊道上设有第一定位辊轮201和第二定位辊轮202，生产过程中，由于整体设备安装在光伏玻璃的生产线上，当玻璃即将进入相机视野，第一定位辊轮201和第二定位辊轮202将玻璃位置摆正，光电传感器感应到玻璃，传递信号给PLC控制器，PLC控制器控制相机开始采像。第一条形光源105与第二条形光源1010同时亮，此时第一面阵相机、第二面阵相机104、第三面阵相机和第四面阵相机同时采像；位于第一面板光源安装板106的第一面板光源1013和位于第三面板光源安装板1011的第三面板光源1015同时亮，此时第二面阵相机和第四面阵相机同时进行采像；位于第二面板光源安装板107的第二面板光源1014和位于第四面板光源安装板1012的第四面板光源1016同时亮，此时第一面阵相机和第三面阵相机同时进行采像，如此循环。图像逐帧的从相机传递给图像采集卡，再从图像采集卡传递到计算机内存中，计算机开始逐帧的分析处理图像，进行缺陷分类与统计。

在上述实施例中，所述的计算机及PLC控制器均设置于一电器柜中。

一种基于上述实施例中的系统实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其中，所述的方法包括以下步骤：

(0.1)所述的信号检测模块检测是否有所述的光伏玻璃需要进行检测；

(0.2)若有所述的光伏玻璃需要进行检测则继续后续步骤(0.3)，否则返回上述步骤(0.1)；

(0.3)所述的信号检测模块向所述的PLC控制器发出的有所述的光伏玻璃需要进行检测的信号；

(0.4)所述的PLC控制器驱动所述的光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块开始工作；

(1)所述的光源模块打开，为所述的光伏玻璃的上表面、下表面以及侧面提供光源；

(2)所述的照相模块对所述的光伏玻璃进行拍摄，生成与所述的光伏玻璃对应的图片；

(3)所述的边部缺陷检测模块对所述的图片进行分析，判断所述的光伏玻璃的边缘区域是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类，具体包括以下步骤：

(31)所述的边部缺陷检测模块在所述的图片中提取出所述的光伏玻璃的玻璃轮廓区域；

(32)根据所述的玻璃轮廓区域在所述的图片中确定所述的光伏玻璃的边缘区域，具体包括以下步骤：

(32.1)采用n阈值分割法对所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域进行分割，得到前景和背景，将所述的图片转换为仅黑白两色的图像，区分出相应的白色区域和黑色区域，获取所述的图片中的玻璃的粗略轮廓区域；

(32.2)获取所述的玻璃轮廓区域的最小外接矩形和最大内接矩形；

(32.3)根据所述的最小外接矩形的四个顶点坐标及所述的最大内接矩形的四个顶点坐标确定所述的光伏玻璃的边缘区域；

(33)根据所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的各个坐标点的灰度值，获取所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域；

(34)根据所述的连通域的几何特性判断所述的光伏玻璃的边缘区域是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类(由于该系统用于对工业上的玻璃进行检测，因此，当被检测的玻璃只要出现任意一种缺陷，就会被判断为不合格玻璃，即当被检测的玻璃被检测出一种缺陷时，就会被判定为不合格玻璃，系统不会对该被检测的其他缺陷进行分析，直接继续后续步骤(4)，这样的操作使得检测过程更有效率)；

(4)所述的信号发送模块向用户呈现检测结果。

在上述实施例中，采用四连通域法获取所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域。其中，所述的连通域的几何特性包括：面积特征、灰度特征和长宽比特征。

在上述实施例中，所述的边部缺陷检测模块包括提取玻璃轮廓的操作，具体操作过程为步骤(32.1)至(32.3)中提到的，对所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域进行分割，得到前景和背景，将所述的图片转换为仅黑白两色的图像，区分出相应的白色区域和黑色区域，获取所述的图片中的玻璃的粗略轮廓区域，求解玻璃的最小外接矩形和最大内接矩形，再通过两个矩形的四个顶角坐标来定位玻璃的边缘区域。

其中，所述的n阈值分割法为采用n-动态阈值的公式对玻璃进行阈值分割的方法，所述的n-动态阈值的公式如下：

其中，f(x，y)表示所述的与玻璃对应的图像中各个坐标点(x，y)处对应的灰度值，t为系统预设的阈值，offset为偏移量，g(x，y，n)的计算值为所述的黑白两色的图像中各个坐标(x，y)处对应的像素值，其中，n只取0或1(n的取值由操作者来决定)，当n取0时表示选取背景色，当n取1时表示选取前景色，其中，若所述的与玻璃对应的图像中的坐标点对应的g(x，y，n)的计算值为0，则该坐标点在黑白两色的图像中被转换为黑色，若所述的与玻璃对应的图像中的坐标点对应的g(x，y，n)的计算值为255，则该坐标点在黑白两色的图像中被转换为白色，其中包含白色坐标点的区域块为所述的玻璃的粗略轮廓区域。

对于图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域域的划分是以图片中各个坐标点对应的灰度值进行划分的，即灰度值相同的坐标点会被划分在同一个连通域中，现有技术中一般采用四连通域法或八连通域法获取图片中的连通域，在上述实施例中采用了四连通域法进行光伏玻璃的边缘区域的连通域的获取，以一个连通域为例对四连通域法进行说明，假设函数f(x,y)表示坐标点(x,y)处的灰度值，则其前后上下左坐标像素分别为：

P＝{f(x-1,y),f(x+1,y),f(x,y-1),f(x,y+1)}；

则灰度值集合P中与f(x,y)具有相同灰度值的像素点划分到f(x,y)这个连通域中。

机器视觉是一项综合技术，其中包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、电光源照明技术、光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术，人机接口技术等。这些技术在机器视觉中是并列关系，相互协调应用才能构成一个成功的机器视觉应用系统。在本发明中运用了视觉技术来实现对光伏玻璃边部缺陷进行检测，减少人工操作带来的误检测，减少操作人员的工作压力，上述实施例中的光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法，硬件结构简单，整体设备检测精度高，可有效玻璃边部缺陷进行检测。

在上述实施例，所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统结合相应的方法进行检测时，光伏玻璃边部如果存在缺陷，(玻璃边部会出现崩边、崩角、亮边、焦边各种各样的缺陷)，根据每种缺陷的特征可以发现，崩边的玻璃图像轮廓会有缺口；亮边，焦边在图像上相较于玻璃无缺陷部分在亮度上存在较大差异(很亮或很暗)，很容易区分。所以根据玻璃边部图像的灰度特征和轮廓特征，使用阈值分割和形态学的开闭运算判断玻璃边部是否存在缺陷，再根据缺陷的面积特征、灰度特征和长宽比特征为缺陷分类，将缺陷信息汇总到数据库中，检测过程中系统可根据数据库的数据对缺陷进行分类。缺陷分类时可通过动态阈值分割的方法能检测出亮边、焦边缺陷；通过形态学开闭运算的方法检测崩角、崩边；通过倒角长度计算检测小角。当光伏玻璃离开光电传感器触发区域后，光电传感器传递信号给PLC控制器，PLC控制器控制相机停止采像，缺陷检测软件根据整块玻璃的缺陷类别，缺陷数量等条件判断当前光伏玻璃是合格品还是不合格品，之后玻璃是否合格信号通过IO模块输出给信号灯，指示操作工如何下片，在该实施例中，由于工业上玻璃缺陷检测的主要目的是检测出不合格玻璃，所以一旦在某一方法中检测到缺陷，程序即返回玻璃不合格的信息，不再进行下一步计算。。

本发明可用于光伏玻璃在线边部缺陷检测，根据检测玻璃尺寸的不同，更改不同尺寸对应的参数，可以检测不同类型的光伏玻璃，适合光伏玻璃的自动化生产的操作，特别适用于连续不间断作业场合、自动化生产要求高、检测精度要求高、稳定性要求高的工况。

本发明主要执行对光伏玻璃边部缺陷的检测，光伏玻璃的两条长边，适用的玻璃尺寸为最大1050mm×2100mm，最小为500mm×500mm，玻璃边部在磨边不良时会出现边部缺陷，缺陷有崩边、崩角、亮边、焦边等，图4中展示了崩角、崩边、小角、焦边、亮边的缺陷在图像中的效果示意图，本发明可通过对图形的分析判断出玻璃边缘出现了哪一种缺陷。其中，亮边、焦边：在条形光源下拍摄的图像用于检测亮边。对图像进行动态阈值分割，计算低于设定值的区域的长宽，如果长度大于10cm，宽度大于0.4mm，则判断为亮边缺陷；在面板光源下拍摄的图像用于检测焦边，对图像进行动态阈值分割，计算高于设定值的区域的长宽，如果长度大于3cm，宽度大于0.4mm，则判断为焦边缺陷。崩角、崩边：崩角、崩边的图像都在条形光下拍摄；崩边图像，图像轮廓有缺口，利用阈值分割找出目标边部区域后，使用形态学闭运算将图像缺口闭合，然后将闭合后的区域与原区域作差，就能找到疑似缺陷区域(具体为：在图中找到目标区域，然后对目标区域进行闭运算，得到闭合区域图形，最后对目标区域和闭合区域作差，得到疑似缺陷区域)；再计算该疑似缺陷区域的长宽，如果长度大于3cm，宽度大于0.4mm，则判定为崩边缺陷。若缺陷位置在玻璃倒角处，则为崩角缺陷。

有时玻璃崩边碎片会到玻璃表面，此时玻璃边部轮廓图像会有凸起。利用阈值分割找出目标边部区域后，使用形态学开运算将图像凸起区域消除，然后将消除凸起后的区域与原区域作差，就能找到疑似缺陷区域。再计算该区域的长宽，如果长度大于3cm，宽度大于0.4mm，则判定为崩边缺陷。这种情况在工业生产中比较少见。

小角：使用条形光下拍摄的图像检测玻璃倒角长度。玻璃倒角长度过小为小角缺陷。首先找出玻璃倒角上的水平边和竖直边；图像中玻璃倒角是一段带弧度的线，将此部位拟合成一条直线，该直线与玻璃水平边和竖直边的延长线各有一交点，两交点的距离即为倒角长度。倒角长度小于设定值(本例中为6mm)时为小角缺陷

如果能在生产中可以对缺陷类型进行分类，知道生产过程中出现的主要缺陷是什么，会更有利于生产加工中克服这些缺陷。本发明中采用了进口高精度相机，采用多相机，多位姿拍摄，同一位置用不同打光方式拍两张图像，面板光拍摄的图像用来检测焦边，条形光拍摄的图像用来检测崩边、亮边、崩角、小角等，形成的图像清晰，缺陷特征明显易识别，缺陷检出率高，缺陷分类较多，适用于工业应用。

本技术方案开放参数接口，用户可以根据生产实际更加自主地设置检测参数，即在玻璃边部缺陷检测软件中设置一些参数，如：玻璃版型；算法的阈值；形态学参数(结构元素的长宽)；检测标准(缺陷区域的长宽、倒角长度)等。

用户可使用给定的默认值，也可在实际使用过程中，凭生产经验对参数进行调节设定，以获取更好的检测效果。

采用了上述实施例中的光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法对玻璃进行检测，检测精度能够达到0.5mm，漏检率在0.5％以内，提高了光伏玻璃的检测效率，减少劳动力浪费，降低检测成本，提高检测精度和玻璃品质，加强企业的自动化程度，有利于玻璃自动检测系统的大规模推广，具有更加广泛的应用范围。

该光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法，能够精确的对光伏玻璃的边部缺陷进行检测，所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统包括了机械框架、光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块，结合相应的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法对所述的系统进行控制，其中，运用了机器视觉检测技术，可实现对光伏玻璃边部的自动检测，检测精度能够达到0.5mm，漏检率在0.5％以内，明显优于人工检验，提高了光伏玻璃的检测效率。采用该光伏玻璃边部缺陷检测系统及相应的方法可有效减少劳动力浪费，降低检测成本，提高检测精度和玻璃品质，加强企业的自动化程度，有利于玻璃自动检测系统的大规模推广，具有更加广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (15)

1.一种光伏玻璃边部缺陷检测系统，所述的系统安装于光伏玻璃的生产辊道上，其特征在于，所述的系统包括：

机械框架，所述的系统通过所述的机械框架安装于所述的光伏玻璃的生产辊道上；

光源模块，用于对所述的光伏玻璃的上表面、下表面以及侧面提供光源，所述的光源模块安装于所述的机械框架上；

照相模块，用于对所述的光伏玻璃进行拍摄，生成与所述的光伏玻璃对应的图片，所述的照相模块安装于所述的机械框架上；

边部缺陷检测模块，与所述的照相模块相连接，用于对所述的图片进行分析，判断所述的光伏玻璃的边部是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类。

2.根据权利要求1所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的光源模块包括：

条形光源单元，用于对所述的光伏玻璃的侧面提供光源，所述的条形光源单元安装于所述的机械框架的侧边；

面板光源模块，用于对所述的光伏玻璃的上表面和下表面提供光源，所述的面板光源模块安装于所述的机械框架的中段位置。

3.根据权利要求2所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的机械框架的左右两侧分别设有第一安装板和第二安装板，所述的第一安装板和第二安装板位于所述的机械框架中与所述的生产辊道等高的位置；

所述的条形光源单元包括第一条形光源及第二条形光源，所述的第一条形光源安装于所述的第一安装板上，所述的第二条形光源安装于所述的第二安装板上；

所述的面板光源模块包括第一面板光源、第二面板光源、第三面板光源及第四面板光源；所述的第一面板光源及第三面板光源用于对所述的光伏玻璃的上表面提供光源，所述的第一面板光源及第三面板光源分别通过对应的第一面板光源安装板及第三面板光源安装板安装于所述的机械框架中位于所述的光伏玻璃上方的位置上；所述的第二面板光源及第四面板光源用于对所述的光伏玻璃的下表面提供光源，所述的第二面板光源及第四面板光源分别通过对应的第二面板光源安装板及第四面板光源安装板安装于所述的机械框架中位于所述的光伏玻璃下方的位置上。

4.根据权利要求1所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的照相模块包括第一照相单元、第二照相单元、第三照相单元及第四照相单元；

所述的机械框架的左右两侧分别设有第一安装板和第二安装板，所述的第一安装板和第二安装板位于所述的机械框架中与所述的生产辊道等高的位置；

所述的第一照相单元及第二照相单元分别装于所述的第一安装板的上下两端；所述的第三照相单元及第四照相单元分别装于所述的第二安装板的上下两端；

所述的第一照相单元用于对所述的光伏玻璃上表面左侧部分进行拍摄，所述的第三照相单元用于对所述的光伏玻璃上表面右侧部分进行拍摄；所述的第二照相单元用于对所述的光伏玻璃下表面左侧部分进行拍摄，所述的第四照相单元用于对所述的光伏玻璃下表面右侧部分进行拍摄。

5.根据权利要求4所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的第一照相单元、第二照相单元、第三照相单元及第四照相单元均由一CCD面阵相机构成。

6.根据权利要求1所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的边部缺陷检测模块由一计算机构成，所述的计算机中设有与所述的照相模块相连接的图像采集卡。

7.根据权利要求6所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的系统还包括：

信号检测模块，设于所述的机械框架上，与所述的生产辊道相邻，所述的信号检测模块用于检测是否有所述的光伏玻璃需要进行检测；

信号发送模块，所述的信号发送模块与所述的边部缺陷检测模块相连接，所述的信号发送模块用于向用户呈现检测结果；

PLC控制器，分别与所述的信号检测模块、光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块相连接，所述的PLC控制器用于在接收到所述的信号检测模块发出的有所述的光伏玻璃需要进行检测的信号后，驱动所述的光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块开始工作。

8.根据权利要求7所述的光伏玻璃边部缺陷检测系统，其特征在于，所述的计算机及PLC控制器均设置于一电器柜中。

9.一种基于权利要求7所述的系统实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的光源模块打开，为所述的光伏玻璃的上表面、下表面以及侧面提供光源；

(2)所述的照相模块对所述的光伏玻璃进行拍摄，生成与所述的光伏玻璃对应的图片；

(3)所述的边部缺陷检测模块对所述的图片进行分析，判断所述的光伏玻璃的边缘区域是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类。

10.根据权利要求9所述的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，所述的步骤(1)之前还包括以下步骤：

(0.1)所述的信号检测模块检测是否有所述的光伏玻璃需要进行检测；

(0.2)若有所述的光伏玻璃需要进行检测则继续后续步骤(0.3)，否则返回上述步骤(0.1)；

(0.3)所述的信号检测模块向所述的PLC控制器发出的有所述的光伏玻璃需要进行检测的信号；

(0.4)所述的PLC控制器驱动所述的光源模块、照相模块及边部缺陷检测模块开始工作。

11.根据权利要求9所述的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，所述的步骤(3)包括以下步骤：

(31)所述的边部缺陷检测模块在所述的图片中提取出所述的光伏玻璃的玻璃轮廓区域；

(32)根据所述的玻璃轮廓区域在所述的图片中确定所述的光伏玻璃的边缘区域；

(33)根据所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的各个坐标点的灰度值，获取所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域；

(34)根据所述的连通域的几何特性判断所述的光伏玻璃的边缘区域是否存在缺陷，对存在的缺陷进行分类。

12.根据权利要求11所述的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，所述的步骤(32)包括以下步骤：

(32.1)采用n阈值分割法对所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域进行分割，得到前景和背景，将所述的图片转换为仅黑白两色的图像，区分出相应的白色区域和黑色区域，获取所述的图片中的玻璃轮廓区域；

(32.2)获取所述的玻璃轮廓区域的最小外接矩形和最大内接矩形；

(32.3)根据所述的最小外接矩形的四个顶点坐标及所述的最大内接矩形的四个顶点坐标确定所述的光伏玻璃的边缘区域。

13.根据权利要求11所述的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，采用四连通域法获取所述的图片中的光伏玻璃的边缘区域的连通域。

14.根据权利要求11所述的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，所述的连通域的几何特性包括：面积特征、灰度特征和长宽比特征。

15.根据权利要求9所述的实现光伏玻璃边部缺陷检测的方法，其特征在于，所述的步骤(3)后还包括以下步骤：

(4)所述的信号发送模块向用户呈现检测结果。