CN110412056A - 一种车载玻璃模组自动光学检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种车载玻璃模组自动光学检测方法，包括步骤：将待测模组放置于载物平台上，XY轴移动机构带动所述载物平台移动到定位点，使用面阵列相机进行拍照；计算所述待测模组的玻璃视窗区的X、Y边偏移量，通过所述载物台旋转较正；使用线阵相机进行多段拍照，提取各个图标和丝印线；残缺的检测：黑白点、不均的检测、透过率的检测。本发明实施例还提供了一种用于上述的车载玻璃模组自动光学检测方法的装置。采用本发明，使得产品的质量更为严格，本发明采用高分辨率CCD工业线阵相机和面阵相机，确保检查数据的准确性、高效性。设备采用全新人性化设计的软件，可以对车载玻璃实现快速、准确、半自动检查。

Description

一种车载玻璃模组自动光学检测方法及装置

技术领域

本发明涉及产品缺陷检测领域，尤其涉及一种车载玻璃模组自动光学检测方法及装置。

背景技术

现有技术对于车载玻璃模组进行质量检测时，仅使用光束对车载玻璃模组进行光束检测，以检测点的形式进行透过率的缺陷检查，无法对图标整体进行检测，而车载玻璃模组的缺陷包括图标的残缺、存在黑白点、线条不均、图标透过率不佳，因此现有技术采用的设备及方法均不能满足质量的检测要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种车载玻璃模组自动光学检测方法及装置。可对车载玻璃模组进行全面的光学检测。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车载玻璃模组自动光学检测方法，包括以下步骤：

S1：将待测模组放置于载物平台上，XY轴移动机构带动所述载物平台移动到定位点，使用面阵列相机进行拍照；

S2：计算所述待测模组的玻璃视窗区的X、Y边偏移量，通过所述载物台旋转较正；

S3：使用线阵相机进行多段拍照，提取各个图标和丝印线；

S4：残缺的检测：

S41：使用动态阈值提取图标区域，并过滤干扰点；

S42：使用仿射变换，对所述图标区域进行角度和XY偏移矫正；

S43：建立差异模型，并与标准差异模型对比，计算出不同的区域

S5：黑白点、不均的检测：

S51：通过灰度值的排布，计算出所述图标区域的灰度值绝对和相对直方图；

S52：通过所述绝对和相对直方图找出灰度值占比较大的灰度值区间，求该区间平均灰度值，并以该值为中心值，根据设定参数，向两边延伸，得出黑白点判定区间、不均判断区间，合格判断区间；

S53：根据判定区间，阈值提取黑白点、线和不均区域，根据筛选机制进行筛选，得出计算结果；

S6：透过率的检测。

进一步地，所述S2具体包括：

S21：提取所述待测模组的玻璃视窗区的X、Y边，得出对应的X、Y直线方程，计算其斜率得出所述待测模组的偏移角度；

S22：根据所述X、Y直线方程求得所述X、Y边的交点坐标求出所述X、Y边的偏移量。

更进一步地，所述S41中的动态阈值的条件为：go<gt-Offset∨go>gt+Offset，其中，gt：滤波矩阵范围内像素灰度值均值，offset：允许偏移量，go：满足提取的点。

更进一步地，所述S43中的标准差异模型就根据所述图标大小创建，通过迭代提取每个像素点的灰度值变化量，将标准图像和变化图像分成两个阈值图像并将它们存储在变化模型中。

更进一步地，所述S53中筛选机制包括：提取出缺陷，并计算每个缺陷的平均灰度值、长、宽，根据平均灰度值再对缺陷进行分类，分别为黑点线、黑不均、白不均、白点线。

更进一步地，所述待测模组具有二维码，通过识别所述二维码将检测数据记录于数据库。

相应地，本发明实施例还提供了一种用于上述的车载玻璃模组自动光学检测方法的装置，包括载物平台、XY轴移动机构、旋转机构、面阵列相机、线阵相机，所述载物平台通过所述旋转机构设置于所述XY轴移动机构上，所述面阵列相机、线阵相机均通过水平滑架设置于所述XY轴移动机构上方，所述载物平台下方对应所述面阵列相机、线阵相机设置有条形光源与面阵光源，所述面阵列相机下方设置有环形光源。

进一步地，所述面阵列相机、线阵相机均通过夹块可调位置地设置于所述水平滑架上，所述夹块上下端均固定设置有位置微调块，所述位置微调块具有螺孔，所述螺孔配合有作用于所述面阵列相机、线阵相机的固定架的螺钉。

更进一步地，所述载物平台上方设置有除静电装置。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明使用视觉方法对车载玻璃的图标不均、白点、黑点、透过率等进行检测，使得产品的质量更为严格，本发明采用高分辨率CCD工业线阵相机和面阵相机，确保检查数据的准确性、高效性。设备采用全新人性化设计的软件，可以对车载玻璃实现快速、准确、半自动检查。

附图说明

图1是待测模组的结构示意图；

图2是本发明的黑白点、不均的检测的结构示意图；

图3是本发明的透过率的结构示意图；

图4是本发明的装置的结构示意图；

图5是示出图4中A部的局部放大结构示意图；

图6是旋转机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例的一种车载玻璃模组自动光学检测方法，包括以下步骤。

1、操作人员将产品放于载物平台上；

2、开始检测；

3、XY轴移动机构的X、Y电机驱动载物平台将待测模组如图1移动到定位点，相机拍照，系统计算出物品偏移角度，X、Y偏移量；

4、载物平台旋转矫正；

5、X、Y电机驱动载物平台移动到二维码所在位置，面阵相机采集图片，系统识别二维码；

6、X、Y电机驱动载物平台匀速通过线阵相机，扫描产品Icon区域；

7、系统同步检测，并反馈检测结果。

检测前的初步调节步骤：

①通过Canny的“高斯导数”滤波器(使用滤波器掩码)来检测阶梯边沿，实现亚像素提取车载玻璃视窗区的X、Y边。

②将计算出来的X、Y边拟合成直线，得出直线方程。

③通过直线斜率求出待测品偏移角度。

④通过X、Y直线方程求出两直线交点坐标(即车载玻璃视窗区右上角)，再与标准位置坐标对比，求出待测品X、Y偏移量。

使用线阵相机多段拍照。然后对各个大Icon和丝印线条分别进行检测。

针对残缺的检测：

a、使用动态阈值提取Icon区域，并用开运算等算法筛选过滤干扰点；

b、利用仿射变换，对Icon区域进行角度和X、Y偏移矫正。

c、建立差异模型，并与标准差异模型对比，计算出不同的区域。根据Icon大小创建一个标准差异模型，通过迭代提取每个像素点的灰度值变化量，将标准图像和变化图像分成两个阈值图像并将它们存储在变化模型中。。

其中，动态阈值是根据Icon大小，建立一个31×31的滤波矩阵，遍历图像中的每一个像素点，从图像中提取像素灰度值满足阈值条件的区域。

阈值条件：go<gt-Offset∨go>gt+Offset，其中，gt：滤波矩阵范围内像素灰度值均值，offset：允许偏移量，go：满足提取的点。

仿射变换是一种二维坐标(x，y)到二维坐标(u，v)的线性变换，它保持了二维图形的“平直性”(直线经仿射变换后依然为直线)和“平行性”(直线之间的相对位置关系保持不变，平行线经仿射变换后依然为平行线，且直线上点的位置顺序。其数学表达式形式如下：

对应的齐次坐标矩阵表示形式为：

其中a_i、b_i、c_i为变化因子。

仿射变换可以通过一系列原子变换的复合来实现，其中包括：平移、缩放、旋转、翻转和错切。

本实施方案是根据Icon的旋转角度和X、Y偏移量，运用平移、旋转原子变换复合实现图标的较正。

a.平移，将图标移动到目标点，使用方法：

b.旋转，将图标进行旋转摆正，使用方法：

所建立的差异模型与标准差异模型对比为

将两个模型进行数据对比，提取不同区域。

对比方式：

假设c(x，y)表示输入图像，tu，tl表示两者阈值图像。提取出与模型不同的所有点，即满足该模型以下条件的点：

c(x，y)＞tu(x，y)∨c(x，y)＜tl(x，y)。

其中，tu、tl阈值图像为合格图标的上下限，c(x，y)为待测图标的每一个像素点的灰度值，对应上下限灰度值分别是tu(x，y)、tl(x，y)，灰度值小于tl下限的点和大于tu下限的点进行提取，经过大小筛选后，得出残缺部分。

对比结果如图2所示。

黑白点、不均的检测：

如图3所示，由于每块车载玻璃的透过率都是不一样的且波动很大，所以需要建立一套动态的判断标准。

a、通过灰度值的排布，计算出Icon区域的灰度值绝对和相对直方图。

两个直方图都是256个值的图形，从0开始，包含图像的各个灰度值的频率。

绝对直方图是以整数表示灰度值的绝对频率，相对直方图是表示相对值，即绝对频率除以图像的面积。

b、通过绝对和相对直方图找出灰度值占比较大的灰度值区间，求该区间平均灰度值，并以该值为中心值，根据设定参数，向两边延伸，得出黑白点判定区间、不均判断区间，合格判断区间。

c、根据判定区间，阈值提取黑白点、线和不均区域，再根据标准建立的筛选机制进行筛选，计算出检测结果。

根据标准建立的筛选机制进行筛选包括提取出缺陷，并计算每个缺陷的平均灰度值(Avg)、长(L)、宽(W)，根据平均灰度值再对缺陷进行分类，分别为黑点线、黑不均、白不均、白点线，比如：灰度值范围是0～255，那么缺陷平均灰度值在0～50，则判定为黑点线；50～100，则判定为黑不均；100～150，则判定为合格；150～200，则判定为白不均；200～255则判定为白点线。当然这个分类标准是根据具体每个待测样品的整体平均灰度值而动态变化的。然后再根据长宽，对点和线缺陷区分。比如：缺陷L/W＞5，且W＜0.1mm，则判定为线；最后，再判断点、线、不均区域是否超出客户设定的标准值即可。点缺陷：(L+W)/2＞用户设定的标准值；线缺陷：L＞用户设定的标准值，且W＞用户设定的标准值；不均：面积＞用户设定的标准值。

透过率的检测：

在入射光通量自被照面或介质入射面至另外一面离开的过程中，投射并透过物体的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比，称为该物体的透过率(transm ittance)。

传统的检测方式只能测量1个点(≈0.2mm)的透过率，而通过相机拍照测算，可以做到检测一个面。

由于图像的灰度值能间接反映透过率，因此可以通过大数据收集数据，建立灰度值与透过率的转换关系就可以计算出透过率。

a、收集一批测好透过率的待测品，并记录对应的透过率。

b、待测品拍照成像，计算出灰度值，并记录到对应的灰度值。

c、得到一批透过率与灰度值数据对应表。

d、通过这些数据点拟合在一起，并求出其方程公式，从而得出转换关系。

如图4所示，本发明实施例还公开了一种用于上述车载玻璃模组自动光学检测方法的装置，包括了载物平台1、XY轴移动机构2、旋转机构3、面阵列相机4、线阵相机5，载物平台1通过旋转机构3设置于XY轴移动机构2上，面阵列相机4、线阵相机5均通过水平滑41架设置于XY轴移动机构2上方，载物平台1下方对应面阵列相机4、线阵相机5设置有条形光源6与面阵光源7，面阵列相机5下方设置有环形光源8。

如图5所示，面阵列相机4、线阵相机5均通过夹块42可调位置地设置于水平滑架41上，夹块42上下端均固定设置有位置微调块43，位置微调块43具有螺孔44，位置微调块43一端前伸出夹块42，使螺孔44对准面阵列相机或线阵相机的固定架，通过配合螺钉(图中未标示)进行调整阵列相机或线阵相机的仰角。

更优的是，为了进一步保护所检测的电子设备，载物平台1上方设置有除静电装置9，除静电装置9为现有技术中的设备，本实施例在此不作详细说明。

更优的是，通过面阵列相机4识别待测模组上的二维码，并记录进数据库，方便操作人员查找检测记录。

XY轴移动机构2为采用现有技术中的移动机构，且优选为电机丝杆传动，本实施例在此不作详细说明。

环形光源8用于与面阵列相机4配合，对待测模组上表面进行拍照，条形光源6与线阵相机5配合，将经过两者之间的待测模组进行线扫描，提取各个图标和丝印线。面阵光源7与面阵列相机4配合，用于检测图标的整体透过率。

如图6所示旋转机构3包括底座31以及转动连接于底座31上的转动盘32，底座31上设置有电机33，电机33的输出轴与转动盘32传动连接。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种车载玻璃模组自动光学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待测模组放置于载物平台上，XY轴移动机构带动所述载物平台移动到定位点，使用面阵列相机进行拍照；

S2：计算所述待测模组的玻璃视窗区的X、Y边偏移量，通过所述载物台旋转较正；

S3：使用线阵相机进行多段拍照，提取各个图标和丝印线；

S4：残缺的检测：

S41：使用动态阈值提取图标区域，并过滤干扰点；

S42：使用仿射变换，对所述图标区域进行角度和XY偏移矫正；

S43：建立差异模型，并与标准差异模型对比，计算出不同的区域

S5：黑白点、不均的检测：

S51：通过灰度值的排布，计算出所述图标区域的灰度值绝对和相对直方图；

S52：通过所述绝对和相对直方图找出灰度值占比较大的灰度值区间，求该区间平均灰度值，并以该值为中心值，根据设定参数，向两边延伸，得出黑白点判定区间、不均判断区间，合格判断区间；

S53：根据判定区间，阈值提取黑白点、线和不均区域，根据筛选机制进行筛选，得出计算结果；

S6：透过率的检测。

2.根据权利要求1所述的车载玻璃模组自动光学检测方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21：提取所述待测模组的玻璃视窗区的X、Y边，得出对应的X、Y直线方程，计算其斜率得出所述待测模组的偏移角度；

S22：根据所述X、Y直线方程求得所述X、Y边的交点坐标求出所述X、Y边的偏移量。

3.根据权利要求1所述的车载玻璃模组自动光学检测方法，其特征在于，所述S41中的动态阈值的条件为：go<gt-Offset∨go>gt+Offset，其中，gt：滤波矩阵范围内像素灰度值均值，offset：允许偏移量，go：满足提取的点。

4.根据权利要求3所述的车载玻璃模组自动光学检测方法，其特征在于，所述S43中的标准差异模型就根据所述图标大小创建，通过迭代提取每个像素点的灰度值变化量，将标准图像和变化图像分成两个阈值图像并将它们存储在变化模型中。

5.根据权利要求1所述的车载玻璃模组自动光学检测方法，其特征在于，所述S53中筛选机制包括：提取出缺陷，并计算每个缺陷的平均灰度值、长、宽，根据平均灰度值再对缺陷进行分类，分别为黑点线、黑不均、白不均、白点线。

6.根据权利要求1－4任一项所述的车载玻璃模组自动光学检测方法，其特征在于，所述待测模组具有二维码，通过识别所述二维码将检测数据记录于数据库。

7.一种用于权利要求1所述的车载玻璃模组自动光学检测方法的装置，其特征在于，包括载物平台、XY轴移动机构、旋转机构、面阵列相机、线阵相机，所述载物平台通过所述旋转机构设置于所述XY轴移动机构上，所述面阵列相机、线阵相机均通过水平滑架设置于所述XY轴移动机构上方，所述载物平台下方对应所述面阵列相机、线阵相机设置有条形光源与面阵光源，所述面阵列相机下方设置有环形光源。

8.根据权利要求7所述的车载玻璃模组自动光学检测方法的装置，其特征在于，所述面阵列相机、线阵相机均通过夹块可调位置地设置于所述水平滑架上，所述夹块上下端均固定设置有位置微调块，所述位置微调块具有螺孔，所述螺孔配合有作用于所述面阵列相机、线阵相机的固定架的螺钉。

9.根据权利要求8所述的车载玻璃模组自动光学检测方法的装置，其特征在于，所述载物平台上方设置有除静电装置。