CN110268252A - 用于在线检测玻璃板上/玻璃板中的小缺陷的系统及相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在线安装在玻璃板处理系统中的小型缺陷检测装置，其包括：行扫描相机；背景屏幕，该背景屏幕包括以预定义图案排列的对比要素；上游传送机和下游传送机，其中，所述上游传送机和所述下游传送机端对端地定位、以选定尺寸的间隙间隔开，使得当所述玻璃板的不受支撑部分在所述间隙上方传送时所述相机获取所述背景屏幕的多个图像；以及计算机，该计算机被编程为执行用于接收包括所述背景屏幕的多个图像的图像数据集并从数据中识别玻璃种的小缺陷的逻辑运算。该系统还可以包括玻璃板部件识别器和可编程控制器，该可编程控制器包括用于分析所获取的图像数据并选择所述玻璃板上的感兴趣区域用于分析的逻辑器件。

Description

用于在线检测玻璃板上/玻璃板中的小缺陷的系统及相关 方法
技术领域
本发明涉及一种用于测量流线(in-line)安装在玻璃板加工系统中的玻璃板中的小缺陷的方法和装置。
背景技术
玻璃板，特别是成形为各种弯曲形状以用作汽车挡风玻璃、后窗和侧窗的玻璃板，其制造商希望识别在成形玻璃板的表面上或内部可见的小标记或其他缺陷，这些小标记或缺陷可能被人类观察者感知到，人类观察者例如是其中安装玻璃作为挡风玻璃、后窗或侧窗的车辆中的驾驶员或乘客。
已知有各种类型的玻璃板光学检查系统。在公开号为2012/0098959 A1的美国申请中公开了一种已知的光学检查系统，该申请也被转让给本文公开的本发明的受让人。该公开的光学检查系统可以在实验室(即，离线(off-line))或流线(in-line)配置中实现，其中该检查系统被安装成检查玻璃板以测量和评估透射光学失真的量，以及当在处理系统中传送成形板时检测和测量成形板中的小缺陷，该处理系统诸如是例如在公开号为2016/0257598 Al的美国申请中公开的处理系统，该申请同样被转让给本文公开的本发明的受让人。该公开的系统包括玻璃板获取和定位机构，以移除玻璃板，并将玻璃板保持和准确地定位在预选位置，例如，玻璃板在车辆中的安装角度，以更准确地测量车辆乘坐者可能感觉到的透射失真。
然而，在这些和其他已知系统中，在单个预选位置获取的来自单个相机的数据被用于分析透射光学失真和小缺陷双方。虽然该方法使图像数据采集的量和频率最小化，但是对于这两种分析而言，最佳图像采集参数(例如，图像分辨率、玻璃板相对于背景屏幕的位置、背景屏幕图案)是不同的。
利用一种经优化用于、且专门用于检测和测量玻璃板上的小缺陷的方法和装置会是有帮助的。
发明内容
所公开的用于检测和测量玻璃板的选定区域中的小的光学缺陷或阻碍性缺陷的装置及相关方法包括：背景屏幕，该背景屏幕包括：以预定义图案排列的对比要素；用于获取图像数据集的相机，该图像数据集包括当所述玻璃板移动到传送机上在所述相机和所述背景屏幕之间的预选位置时与所述玻璃板的所述选定区域相关联的所述背景屏幕的至少一个图像；以及计算机，其包括至少一个处理器，该至少一个处理器经编程以执行用于接收所述图像数据、从所述图像数据集形成强度图以及从所述强度图识别和定位所述小缺陷的逻辑运算。
在一个公开的实施方式中，相机是行扫描相机，所述背景屏幕在横向于传送方向的方向上横跨所述选定区域的整个维度延伸，并且所述图像数据集包括当所述玻璃板被传送通过所述相机和所述背景屏幕之间的路径时来自所述玻璃板的多个行扫描图像的数据。
在一个公开的实施方式中，所述装置包括上游传送机和下游传送机，所述上游传送机和所述下游传送机中的每一个以大致水平的取向来传送每个玻璃板。所述上游传送机和所述下游传送机端对端地定位，其相邻的端部以选定尺寸的间隙间隔开，使得当玻璃板从所述上游传送机传送到所述下游传送机时，所述玻璃板的一部分在所述间隙上方不受支撑。在该公开的实施方式中，所述背景屏幕被安装成使得当所述玻璃板的不受支撑部分在相邻的上游传送机和下游传送机之间传送时，所述相机可以获取所述背景屏幕的多个图像。
所公开的装置还可以包括玻璃板部件识别器，其包括安装在玻璃板支撑框架上游的期望位置处的传感器，用于获取与所述玻璃板的形状相关联的数据。可编程控制器还可以包括逻辑器件，用于分析所获取的数据并将所述玻璃板识别为一组已知部件形状中的一个部件形状，和/或用于选择玻璃部件上的期望区域以进行小缺陷分析。在一个实施方式中，所述传感器是所述相机，并且与所述玻璃板的形状相关联的数据从通过所述相机获取的所述图像数据集中形成，以用于检测/测量小的光学缺陷或阻碍性缺陷。
在一个公开的实施方式中，所公开的用于测量玻璃板中的小缺陷的装置和方法流线安装在用于制造玻璃板的系统中，该系统包括：加热站，该加热站用于将所述玻璃板加热到足以软化玻璃以形成期望形状的温度；弯曲站，其中，将经软化的玻璃板形成期望形状；冷却站，其中，以受控方式对所形成的玻璃板进行冷却。
所公开的装置还包括至少一个计算机，其包括先前描述的部件形状识别逻辑器件，以及用于接收所捕获的图像数据集并执行上述光学处理操作以分析所述玻璃板的光学特性并显示或以其他方式报告与所述分析相关联的所选信息的逻辑器件。
附图说明
图1是所公开的玻璃板光学检查系统的一个实施方式的透视图；
图2是可以在图1的系统中使用的用于测量小的光学缺陷或阻碍性缺陷的装置的一个实施方式的透视图；
图3是上游传送机和下游传送机的相邻端部以及可用于图2的装置中的第一背景屏幕的局部侧视图；
图4是在用于测量小的光学缺陷或阻碍性缺陷的装置中可利用的第一背景屏幕图案的一个实施方式；
图5是在用于测量透射光学失真的装置中可利用的第一背景屏幕图案的一个实施方式；
图6是所公开的玻璃板光学检查系统的一个实施方式的侧视图；
图7是作为小缺陷和透射光学失真的分析的一部分而执行的所公开工艺操作之一的流程图；
图8是安装在典型的汽车玻璃成型及回火线上的所公开的流线光学检查系统的一个实施方式的示意图；
图9是安装在典型的汽车挡风玻璃成型线上的所公开的流线光学检查系统的另一实施方式的示意图；
图10是在线(on-line)安装在典型的汽车玻璃成型及回火线上的所公开的用于测量小缺陷的装置的一个实施方式的示意图；以及
图11是在线安装在典型的汽车挡风玻璃成型线上的所公开的用于测量小缺陷的装置的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
根据需要，在此公开了本发明的具体实施方式；然而，应当理解，所公开的实施方式仅仅是本发明的示例性实施方式，其可以以各种及可替换的形式来体现。附图不一定是按照比例的；一些附图可能被夸大或最小化以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是用于教导本领域技术人员不同地使用本发明的代表性基础。
参照图1，在线玻璃板光学特性检查系统总体上标记为10，其包括用于识别和测量小缺陷的装置12和用于测量透射光学失真的装置14。系统10可以安装在用于制造玻璃板的系统中，该系统包括一个或多个处理站和一个或多个传送机16、18，传送机16、18用于在处理期间将玻璃板从一个站传送到另一个站。
用于识别和测量小缺陷12的装置可以包括第一背景屏幕20，第一背景屏幕20包括：以预定义图案22(如图4中所示)排列的对比要素；用于获取第一图像数据集的第一相机24，该第一图像数据集包括当玻璃板G移动到传送机上在相机和第一背景屏幕之间的预选位置时与玻璃板G的第一选定区域相关联的第一背景屏幕20的至少一个图像。第一选定区域可以是玻璃板表面上的要求识别小缺陷的任何预定义区域。在所公开的实施方式中，小缺陷装置12可以允许第一选定区域是玻璃板的整个表面。
小缺陷装置12还可以包括至少一个计算机和/或可编程控制器(一般表示为26)，其包括至少一个处理器程序以执行逻辑器件，该逻辑器件用于控制第一相机获取每个玻璃板的期望数量和频率的图像、从该图像接收第一图像数据集、以及分析第一图像数据集以识别位于第一选定区域内的小缺陷。
仍然参照图1，用于测量透射光学失真的装置14可以包括第二背景屏幕28、第二相机32和一个或多个计算机和/或可编程控制器26，第二背景屏幕28包括以预定义图案30(如图5中所示)排列的对比要素，第二相机32用于获取第二背景屏幕28的图像，玻璃板在第二相机32和第二背景屏幕28之间被定位在预选位置(如图6中所示)，一个或多个计算机和/或可编程控制器26包括用于控制第二相机32并处理所获取的数据以分析玻璃板的光学失真特性的逻辑器件。
应当理解，如果需要，小缺陷装置12和光学失真装置14可以分别实现为独立系统，而不是图1和图6中所示的集成的小缺陷/透射光学失真在线系统。还应当理解，由于例如可以针对小缺陷和光学失真系统/功能中的每一个单独地优化图像分辨率、相机角度和背景图案，可以通过针对所公开的集成系统10中的小缺陷装置12和光学失真装置14中的每一个利用单独的相机和背景屏幕来优化小缺陷和透射光学失真测量能力中的每一个。
在线光学检查系统10又可以包含在用于制造玻璃板的系统中，该系统包括一个或多个处理站以及用于在处理期间将玻璃板从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机，例如图8和图9中示意性示出的制造系统200和300。
现在参照图1至图4，将更详细地描述小缺陷装置12。在所公开的实施方式中，第一相机24可以是数字行扫描相机。在一个实施方式中，例如，第一相机24是12288像素×1像素的CCD行扫描相机，其可从北海岸技术服务(North Technical Services)以Basler型号为2000032201购得。在所公开的实施方式中，第一相机装配有蔡司(Zeiss)、28mm F-Mount、F/2-F22、焦距24M-无穷大、角场Diag/Horz/Vert 74°/65°/45°透镜。
第一背景屏幕20是半透明面板后面的利用常规照明(例如LED或荧光灯)的灯箱，在该灯箱上使用常规方法印刷、喷涂或以其他方式施加对比图案。在图4所示的实施方式中，第一图案22由一系列交替的黑白条(或带)组成。在所描述的实施方式中，每个条为0.75mm宽，并且整个对比图案22延伸约80英寸(即，具有足够的宽度以在玻璃板部件在传送机16、18上传送时延伸跨过整个玻璃板部件)，并且在传送方向上的尺寸为约2英寸。在该示出的实施方式中，第一相机22可以以足够的频率被激活以获取每个图像大约2100行的数据，从而允许在玻璃被传送通过背景屏幕20时构建玻璃的相对高分辨率(例如，25M像素)的合成图像。在该实施方式中，已经发现可以识别出小至约8mm的缺陷。
小缺陷装置12还可以包括在相机24的路径中插设在第一背景屏幕20上方的遮光罩34。遮光罩34包括狭缝孔36，狭缝孔36允许相机获取背景图案22的图像。当玻璃板被传送通过图像采集区时，遮光罩34以其他方式遮蔽玻璃板的面向相机24的表面，以防止相机24检测到可能以其他方式反射离开玻璃表面的环境光。
特别参照图3，所公开的小缺陷装置12的实施方式采用上游传送机16和下游传送机18。在所公开的实施方式中，上游传送机16和下游传送机18中的每一个都是带式传送机。上游传送机16的卸料端可定位成邻近传送机18的装料端，使得在相邻传送机16、18之间限定间隙38。背景屏幕20可安装在玻璃板的传送平面下方，使得第一图案22可被相机24看到(即，相机24的光路p延伸穿过玻璃板到达背景屏幕20)，而在相机24和背景屏幕20之间的路径中没有任何结构障碍。因此，通过采用在传送机之间具有适当间隙的相邻传送机，可以获得玻璃板的整个宽度的无障碍图像。还应当理解，在该实施方式中可以采用各种其他类型的传送机(例如，辊式传送机)，而不会造成玻璃板图像数据中的结构模糊。
安装第一相机24以收集通过当玻璃板在相机24和背景屏幕20之间移动时所保持的玻璃板G透射的背景屏幕20上的第一图案22的图像。相机24经由常规数据线连接到计算机60，计算机60可以被适当地编程以从相机获取数字图像数据，对图像数据进行处理以从多个行扫描图像形成用于感兴趣的选定区域的第一图像数据集，获得数据的期望分辨率，并且对数据进行分析以根据如本文所述的本发明的方法并且如在公开号为2012/0098959Al的美国专利申请中进一步描述的那样来识别玻璃板上/玻璃板中的小标记/缺陷。计算机60还可以被编程为以图形(例如，颜色编码的图像)和统计形式来呈现所推导出的小缺陷信息。如果需要，可以针对玻璃板的选定区域导出和报告可能感兴趣的各种其他统计数据。
应当理解，根据玻璃部件的尺寸和形状复杂性以及传送速度，以及期望由装置12检测的缺陷的尺寸和类型，可以使用具有各种图像采集速度以及光学和电子分辨率的其他相机。可以根据期望的操作参数和性能参数类似地修改图案22的尺寸和设计。例如，在另一实施方式中，用所公开的相机对图案22采用一系列交替的黑白条，每个条大约1mm宽，以实现对至少大约0.75mm的缺陷的令人满意的检测。这些小缺陷包括玻璃上/玻璃中的小标记或闭塞，例如辊标记、布标记、漂浮缺陷、压痕、层压体内的污垢和小乙烯基失真，其中许多通常不会被常规的透射光学失真测量系统检测到或者“被检测到”但不能被识别为玻璃上/玻璃中的小标记/闭塞。
现在参照图1、图5和图6，将更详细地描述透射光学失真装置14。安装第二相机32以收集第二背景屏幕28的通过安装在定位器40上的玻璃板传输的图像。在所公开的实施方式中，第二相机32可以是市售的CCD相机。在一个实施方式中，例如，第二相机32是16MPa、每秒3帧的GE 4900型号的CCD相机，其可从加拿大不列颠哥伦比亚省伯纳比(Burnaby)的Prosilica公司购得，装配有蔡司(Zeiss)50mm F/s Makro-Plane T手动对焦镜头，零件号码17710845。
第二背景屏幕28可以是半透明面板后面的利用常规照明(例如LED或荧光灯)的灯箱，在该灯箱上使用常规方法印刷、喷涂或以其他方式施加对比图案。背景屏幕28上的图案30可以提供位于彼此相距已知预定距离的亮背景上的暗正方形的图案，从而形成矩形网格，使得网格的图像通过位于网格与相机32之间的玻璃板G投影到相机32上。在图5所示的实施例中，第二图案30由均匀的正方形点阵列组成。图案30足够大，使得当其通过设备40定位时为整个玻璃板部件提供背景。
应当理解，根据要由装置14分析的玻璃部件的尺寸和形状复杂性，可以使用具有各种图像采集速度以及光学和电子分辨率的其他相机。可以根据期望的操作参数和性能参数类似地修改第二图案30。
仍然参照图1和图6，透射光学失真装置14可以包括玻璃板获取和定位设备40，玻璃板获取和定位设备40包括安装在第二背景屏幕28和第二相机32之间的传送机18附近的外部框架42。玻璃板获取和定位系统40还包括可移动玻璃板支撑框架44，可移动玻璃板支撑框架44可操作地连接到外部支撑框架42，这样玻璃板支撑框架44可以从大致水平的第一取向移动到向上倾斜的第二取向，由此玻璃板支撑框架44(和保持在框架44内的玻璃板)从传送机18的平面升高，以将玻璃板定位在相机32和屏幕38之间的预选位置处(如图6中所示)，从而使得透射光学失真装置14可以收集该特定玻璃板的期望数据。
此后，可移动玻璃板支撑框架44可返回到其大致水平的位置(如图1中所示)，并将玻璃板从框架44释放回到传送机18上，用于传送玻璃板以供玻璃板处理系统进一步处理。玻璃板获取和定位设备40还包括可编程控制器(例如计算机26)，该可编程控制器包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被编程为执行用于控制设备40以执行本文所述的获取和定位功能的逻辑器件。
在一个实施方式中，获取和定位设备40可以是公开号为2016/0257598 Al的美国专利申请中描述的类型，该美国专利申请的公开内容在此全文并入本文。然而，获取和定位设备40的其他实施方式可用于系统10中，以适当地定位每个玻璃板，用于以期望的视角传导每个玻璃板的透射光学失真。
安装第二相机32以收集通过保持在玻璃板获取和定位设备40上的玻璃板G透射的第二背景屏幕28上的图案30的图像。相机32经由常规数据线连接到计算机60，计算机60可以被适当地编程以从相机获取数字图像数据，处理第二图像数据集以获得数据的期望分辨率，并且分析数据以根据如本文所述的本发明的方法并且如在公开号为2012/0098959 Al的美国专利申请中进一步描述的那样来形成玻璃板中透射光学失真的各种标记。计算机60还可以被编程为以图形(例如，颜色编码的图像)和统计形式来呈现所推导出的图像失真信息。如果需要，可以导出和报告玻璃板的预定义区域的各种其他统计数据，包括透镜焦度的最大值、最小值、范围、平均值和标准偏差，或者可能感兴趣的其他失真指数。
玻璃板光学特性检查系统10还可以包括玻璃板部件识别器，该玻璃板部件识别器包括形状传感器(例如第一相机24)，该形状传感器安装在透射光学失真装置14上游、传送机16的附近。传感器可以被控制进行激活以获取与在传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据。传感器可以可操作地连接到一个或多个处理器，例如计算机60(如图1所示)，其中，计算机包括用于分析由传感器获取的数据并将玻璃板识别为存储在计算机60中的存储器中的一组已知部件形状中的一种的逻辑器件。
在系统10的所示实施方式中，部件识别器还包括安装在传送机下方的背景屏幕，以提供适当对比的背景，使得传感器可以获取适于允许系统逻辑在玻璃部件在传感器和背景屏幕之间进行传送时有效地辨别该玻璃部件的形状的数据。在示出的实施方式中，部件识别器22采用第一相机24作为传感器并且采用第一背景屏幕20作为其背景屏幕。在该公开的实施方式中，由第一相机获取的第一图像数据集可以用于由装置12执行的小缺陷检测和这里描述的部件识别两者。
应当理解，在所公开的实施方式中，部件类型的识别允许获取和定位设备40分别保持和定位玻璃板，使得所识别的部件中的每一个被定位成使得玻璃板的中心线与相机32的主轴重合，以便由光学失真装置14进行图像获取。还应理解，设备40系统可被编程为基于部件类型和/或用户偏好将玻璃板定位到任何期望的角度。
还应理解，部件识别器可用于检测玻璃板的边界并为该玻璃板设置第一选定区域(即，待分析的关注区域)以供小缺陷装置12使用。
在一个实施方式中，检查系统10可以是公开号为2012/0098959 Al的美国专利申请中描述的类型，该美国专利申请的公开内容在此全文并入本文。
系统10可由用户编程以通过图形和数字的方式显示由装置14检测到的光学失真的各种标记，包括与诸如ECE R43的行业标准最相关的那些标记，或在行业中被认为与成形和制造的玻璃板的光学透射质量分析相关的其他标记。系统10也可以被编程为显示由装置12识别的小缺陷的位置。
图7示出了系统10可以对每个玻璃板采用的主要图像失真和小缺陷分析过程130。具体地，透射光学失真装置14可以在针对每个玻璃板获取的第二图像数据集上采用步骤133至步骤152(在图7中的组A、B和D中共同标识)中的每个步骤。
根据公开的方法130，首先在偶数编号的步骤132-146(统称为集合C)对系统进行校准。校准在步骤132通过使用CCD相机获取背景的图像而开始，而不在相机和背景之间安装一块测试玻璃。在步骤134，对所获取的校准图像数据进行傅里叶变换。得到的数据通过屏幕上的网格图案在水平方向和垂直方向上的基频进行调制。带宽变窄以消除不必要的信号数据，诸如二次谐波。在步骤136，对变换后的数据进行解调，以去除载波频率。然后，在步骤138，对解调数据进行傅里叶逆变换，得到的数据产生与具有相位分量和幅度分量的每个像素相关联的二维复数。然后，在步骤140，通过计算针对图像中的每个像素计算二维复数的虚部除以二维复数的实部的反正切，来形成傅里叶逆变换的相位图。
相位图的斜率代表图像中每个像素的瞬时频率。在步骤142得出这些值。在步骤144，对每个像素处的瞬时频率进行反转以获得局部间距。然后，在步骤146，将该局部间距图存储为校准文件。然后，该校准文件被光学失真装置14用于分析随后使用该系统进行测试的每个玻璃板所获取的图像的相位部分。
图7中的奇数编号的步骤133-145和步骤148-150(统称为集合A和集合B)示出了光学失真装置14对每个玻璃板进行的分析。一旦工件被定位用于分析，则除了在步骤133处使用CCD相机获取第二背景屏幕28的图像以外，标记为133-145的初始步骤与上述步骤132-144相同，其中对象玻璃部件(“测试部件”)被定位在相机32和背景屏幕28之间。然后如下面进一步描述的那样对解析的图像数据进行处理，以形成每个玻璃板的光学失真标记。玻璃测试部件的光学失真标记如图7中集合B所示的步骤所示地形成。一旦在步骤145处针对测试部件图像确定了局部间距，则系统在步骤148处通过将测试部件图像的局部间距除以每个相应像素处的校准图像的局部间距来确定每个像素处的放大率。然后，在步骤150处，利用这些逐像素值来形成测试部件的图像中的每个像素的透镜焦度(焦距)值。透镜焦度通常以毫屈光度表示，这是玻璃行业中经常用于该测量的量。系统以逐步的方式行进以确定图像中每个点的放大率和透镜焦度值。然后，还可以将透镜焦度分解为其垂直分量和水平分量。
再次参照图7，在后处理步骤152对从相机获取的数字图像数据进行解析或过滤，以消除噪声、将图像分辨率降低至接近人类观看者将如何感知图像的分辨率、和/或根据需要减少图像数据量，以消除不必要的处理时间。可以采用各种已知的过滤技术(例如数据平均)来解析数据。在一个实施方式中，开发两个标准过滤器来提供已经以经验为主地示出为与在目前可从ISRA表面视觉有限公司(ISRA Surface Vision GmbH)获得的另一光学失真测量系统上使用的“4-5-6”过滤器和“4-5-12”过滤器相关的数据，从而允许行业用户为其产品开发可比较的失真标记，而不论使用哪种测量系统。带宽变窄以消除不必要的信号数据，诸如二次谐波。
在奇数编号的步骤133-139和步骤154-160(在图7中的集合A和集合D中共同标识)中示出了可以由小缺陷检测装置12对每个玻璃板执行的针对每个玻璃板获取的第一图像数据集的分析。在步骤139进行的复数的幅值(强度)分量的傅里叶逆变换(如上述结合步骤138进行描述的)在步骤154处进一步进行，以产生对应于图像的强度图的数据。这是通过为图像中的每个像素确定二维复数的虚部和二维复数的实部的平方和的平方根来实现的。该强度(或幅值)图类似于由点光源照射的玻璃板的灰阶图像，包括对应于小BLOB(二进制大物体)的强度不连续性，小BLOB对应于玻璃板上的光学缺陷或阻碍性缺陷。在步骤156，使用常规边缘检测算法来分析该强度图以定位BLOB的边缘。可用于此目的的一种类型的边缘检测算法是Canny算法。
在所公开的实施方式中，缺陷检测装置12利用可从Matrox电子系统有限公司(Matrox Electronics Systems,Ltd)获得的图像处理技术和软件来执行部件识别器和BLOB检测功能。当然，其他商业上可获得的技术和/或软件也可用于这些目的。
一旦检测到BLOB的边缘，则在58处将满足预定义大小阈值的所有BLOB数字化，以识别这些选定BLOB的中心。期望识别的典型“小缺陷”对应于直径范围从大约10-300个像素(即，1--5)的BLOB。预定义缺陷大小可以由系统用户指定。例如，一个缺陷尺寸范围已经被设置为10--200个像素。满足预定义标准的每个小缺陷位于160处。然后，这些小的可见表面缺陷中的每一个的位置可以显示在由系统显示的垂直失真图像和水平失真图像上。在所公开的装置12中使用该分析可以检测到小到大约0.8mm的表面缺陷/斑点。
因此，通过分别隔离和分析从玻璃板的单个数字图像获得的数据的傅里叶逆变换的相位分量和幅值分量，可以针对特定玻璃板开发和识别光学失真特性和其他小的光学/阻碍缺陷。
图8示出了典型的玻璃板加热、弯曲和回火系统200，其包括本发明的流线光学检查系统10。在这种安装中，玻璃板(表示为G)进入加热区202，在加热区202中，玻璃被软化到适于将玻璃成形为所需形状的温度。然后将加热的玻璃板传送到弯曲站204，在此将经软化的玻璃板成形为期望的形状，然后将玻璃板进一步传送到冷却站206，在此玻璃板以受控的方式进行冷却以获得合适的物理特性。在该实施方式中，然后，玻璃板将从冷却站传送出来到达传送机上，玻璃板从该传送机进行传送并定位，用于由根据本发明的光学检查系统10的小缺陷检测装置12和透射光学失真装置14两者进行图像获取和分析。
图9类似地示意性示出了典型的汽车挡风玻璃制造系统300中的本发明的流线光学检查系统10，汽车挡风玻璃制造系统300可以包括光学检查系统10上游的加热站302、弯曲站304、冷却站306和层压站308。
图10示出了典型的玻璃板加热、弯曲和回火系统200，其包括所公开的小缺陷检测装置12。在这种安装中，玻璃板(表示为G)进入加热区202，在加热区202中，玻璃被软化到适于将玻璃成形为所需形状的温度。然后将加热的玻璃板传送到弯曲站204，在此将经软化的玻璃板成形为期望的形状，然后将玻璃板进一步传送到冷却站206，在此玻璃板以受控的方式进行冷却以获得合适的物理特性。在该实施方式中，然后，玻璃板将从冷却站传送出来到达传送机上，玻璃板从该传送机进行传送并定位，用于由根据本发明的装置12进行图像获取和分析。
图11类似地示意性示出了典型的汽车挡风玻璃制造系统300中的所公开的小缺陷检测装置12，汽车挡风玻璃制造系统300可以包括装置12上游的加热站302、弯曲站304、冷却站306和层压站308。
应当理解，玻璃的运输和传送可以通过使用已知的技术来实现，已知技术例如有通过辊、气浮或带式传送机、定位器和机械臂，以便以所述的方式来处理玻璃。还应当理解，可以独立地控制多个传送机中的每一个，以使玻璃板以有效地控制玻璃板在整个系统200、300中的流动和处理的速度移动通过不同的处理站。
由所公开的流线光学检查系统10输出的所选数据也可以作为输入提供给相关联的玻璃板加热、弯曲和回火系统200(或汽车挡风玻璃制造系统300)的控制逻辑器件，以允许对玻璃板系统的一个或多个站的控制根据从先前处理的玻璃板开发的光学数据来修改其(它们的)操作参数。
可以理解的是，本发明的光学检查系统10和/或小缺陷检测装置12可以根据需要可选地流线安装在上述及其他玻璃板制造系统中的各个其他点处，以使系统的生产率最大化，只要在玻璃板已经形成为其最终形状之后进行小缺陷识别和/或光学失真测量即可。
本领域技术人员还将理解，尽管相机24、32和背景屏幕20、28在所示实施方式中被布置成使得相机24、32中的每一个与其对应的背景屏幕20、28之间的路径大致平行于玻璃的传送方向，但是在不脱离本发明的精神的情况下，可以采用系统10沿着适当地连接到玻璃板处理系统的传送机的各种替代布置。
虽然以上描述了示例性实施方式，但这些实施方式并不旨在描述本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以组合各种实现实施方式的特征来形成本发明的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于测量玻璃板的选定区域中的小的光学缺陷或阻碍性缺陷的流线装置，该流线系统被安装在用于制造玻璃板的系统中，该系统包括一个或多个处理站以及用于在处理期间将所述玻璃板从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机，所述流线系统包括：
上游传送机和下游传送机，所述上游传送机和所述下游传送机中的每一个以大致水平的取向来传送每个玻璃板，其中，所述上游传送机和所述下游传送机端对端地定位，其相邻的端部以选定尺寸的间隙间隔开，使得当玻璃板从所述上游传送机传送到所述下游传送机时，所述玻璃板的一部分在所述间隙上方不受支撑；
背景屏幕，该背景屏幕包括：以预定义图案排列的对比要素，其中，所述背景屏幕在横向于传送方向的方向上横跨所述选定区域的整个维度延伸，并且其中，所述背景屏幕被安装成使得当所述玻璃板的不受支撑部分在所述相机和所述背景屏幕之间传送时，所述相机获取所述背景屏幕的多个图像；
行扫描相机，该行扫描相机用于在所述玻璃板被传送通过所述相机和所述第一背景屏幕之间的路径时获取包括所述背景屏幕的多个图像的图像数据集，每个图像与所述玻璃板的所述选定区域的一部分相关联；以及
计算机，其包括至少一个处理器，该至少一个处理器经编程以执行用于接收所述图像数据集、从所述图像数据集形成强度图以及从所述强度图识别和定位所述小缺陷的逻辑运算。
2.根据权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括玻璃板部件识别器，该玻璃板部件识别器包括传感器，该传感器用于获取与在所述流线系统的上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据，其中，可编程控制器包括用于分析所获取的数据并将所述玻璃板识别为一组已知部件形状中的一个部件形状的逻辑器件，并且其中，所述玻璃板的所述选定区域部分地基于所识别的部件形状来限定。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器是所述第一相机，并且所获取的数据是所述图像数据集。
4.根据权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括玻璃板部件识别器，该玻璃板部件识别器包括传感器，该传感器用于获取与在所述在线系统的上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据，其中，所述可编程控制器包括用于分析所获取的数据并识别所述玻璃板的所述形状的逻辑器件，并且其中，所述玻璃板的所述选定区域部分地基于所识别的形状来限定。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述传感器是所述相机，并且所获取的数据是所述图像数据集。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，用于从所述第一图像数据集形成强度图的所述逻辑器件包括用于形成所述图像数据的傅里叶变换、对所述傅里叶变换进行解调制、对解调制数据进行傅里叶逆变换、产生与每个像素相关联的二维复数的逻辑器件，所述复数具有所述相位分量和幅值分量，并且通过针对所述图像中的每个兴趣点确定所述二维复数的虚部和所述二维复数的实部的平方和的平方根，来形成所述傅里叶逆变换的强度图。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，通过分析所述强度图来定位小BLOB的边缘，从而针对所述图像中的每个兴趣点来识别并定位小的光学缺陷或阻碍性缺陷。
8.一种在线装置，用于在制造玻璃板的系统中测量玻璃板的选定区域中的小的光学缺陷或障碍性缺陷，该系统包括：加热站，该加热站用于将所述玻璃板加热到足以软化玻璃以形成期望形状的温度；弯曲站，其中，将经软化的玻璃板形成所述期望形状；冷却站，其中，以受控方式对所形成的玻璃板进行冷却；以及用于在处理期间将所述玻璃板从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机，所述在线装置包括：
上游传送机和下游传送机，所述上游传送机和所述下游传送机中的每一个以大致水平的取向来传送每个玻璃板，其中，所述上游传送机和所述下游传送机端对端地定位，其相邻的端部以选定尺寸的间隙间隔开，使得当玻璃板从所述上游传送机传送到所述下游传送机时，所述玻璃板的一部分在所述间隙上方不受支撑；
背景屏幕，该背景屏幕包括：以预定义图案排列的对比要素，其中，所述背景屏幕在横向于传送方向的方向上横跨所述选定区域的整个维度延伸，并且其中，所述背景屏幕被安装成使得当所述玻璃板的不受支撑部分在所述相机和所述背景屏幕之间传送时，所述相机获取所述背景屏幕的多个图像；
行扫描相机，该行扫描相机用于在所述玻璃板被传送通过所述相机和所述第一背景屏幕之间的路径时获取包括所述背景屏幕的多个图像的图像数据集，每个图像与所述玻璃板的所述选定区域的一部分相关联；以及
计算机，其包括至少一个处理器，该至少一个处理器经编程以执行用于接收所述图像数据集、从所述图像数据集形成强度图以及从所述强度图识别和定位所述小缺陷的逻辑运算。
9.根据权利要求8所述的装置，所述装置进一步包括：玻璃板部件识别器，该玻璃板部件识别器包括传感器，该传感器用于获取与在第二背景屏幕的上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据；以及计算机，该计算机包括至少一个处理器，该至少一个处理器被编程为执行用于分析所获取的数据并将所述玻璃板识别为一组已知部件形状中的一个部件形状的逻辑器件。
10.一种用于在玻璃板在用于制造玻璃板的系统中进行传送时测量所述玻璃板的选定区域中的小缺陷的方法，该系统包括一个或多个处理站以及用于在处理期间将所述玻璃板从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机，所述方法至少包括以下步骤：
设置上游传送机和下游传送机，所述上游传送机和所述下游传送机中的每一个以大致水平的取向来传送每个玻璃板，其中，所述上游传送机和所述下游传送机端对端地定位，其相邻的端部以选定尺寸的间隙间隔开，使得当玻璃板从所述上游传送机传送到所述下游传送机时，所述玻璃板的一部分在所述间隙上方不受支撑；
设置背景屏幕，该背景屏幕包括：以预定义图案排列的对比要素，其中，所述背景屏幕在横向于所述玻璃板的传送方向的方向上横跨所述选定区域的整个维度延伸，并且其中，所述背景屏幕被安装成使得当所述玻璃板的不受支撑部分在所述相机和所述背景屏幕之间传送时，所述相机获取所述背景屏幕的多个图像；
传送所述玻璃板通过所述相机和所述第一背景屏幕之间的路径；
在所述玻璃板被传送通过所述相机和所述第一背景屏幕之间的路径时，从行扫描相机获取包括所述背景屏幕的多个图像的图像数据集，每个图像与所述玻璃板的所述选定区域的一部分相关联；以及
在包括至少一个处理器的计算机上执行逻辑运算，用于接收所述图像数据集、从所述图像数据集形成强度图以及从所述强度图识别和定位所述小缺陷。
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