CN112730463A - 基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法 - Google Patents

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CN112730463A CN202011550604.5A CN202011550604A CN112730463A CN 112730463 A CN112730463 A CN 112730463A CN 202011550604 A CN202011550604 A CN 202011550604A CN 112730463 A CN112730463 A CN 112730463A
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Abstract

本发明公开一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，包括成像组件、光源组件、传动组件和控制组件，所述成像组件包括线扫相机，所述光源组件包括同轴光栅光源和分光镜，所述传动组件上放置有待测玻璃盖板，所述控制组件包括工控机和光源控制器；所述线扫相机分别与光源控制器和工控机相连，所述同轴光栅光源与光源控制器相连；所述同轴光栅光源发出的光经45°摆放的分光镜垂直反射到待测玻璃盖板表面，再经由分光镜垂直入射到线扫相机；所述光源控制器控制光源频闪并同步触发线扫相机拍照。本发明还提供一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的方法。

Description

基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法
技术领域
本发明涉及机器视觉在缺陷检测中的应用，尤其涉及玻璃表面的刺伤、凹凸点以及玻璃夹层内由于刺伤、凹凸点产生的光影不良类型的缺陷检测，具体为一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法。
背景技术
由于玻璃行业的快速发展及需求量的不断增加，市场对其产品的质量要求越来越高，而玻璃外观检测对玻璃质检起到了非常重要的作用。一般玻璃外观缺陷分为刮划伤、划痕、崩边、裂纹、异物、凹凸点、刺伤以及光影不良类的缺陷，前面5种缺陷由于特征明显，可以采用传统的玻璃检测方式，直接通过面阵CCD相机获取图像，再通过图像上明暗反差大的区域进行特征筛选从而判定缺陷的类型；但是凹凸点、刺伤以及光影不良类的缺陷属于细微缺陷，其大小从几微米到几百微米之间，用肉眼很难分辨出来，容易造成漏判，而且传统人工检测方式要求人眼必须从某一角度并且要配合好光源的入射角才能观测到这种细微缺陷，由于事先不知道人眼和光源的入射角度，所以工业自动化检测中很难利用好这种人工检测方式。
目前有利用激光检测法检测细微缺陷，其利用激光的方向性和平行性可以通过信号接收器接收反射回来的信号和理论信号做对比来进行检测，这种方式虽然可行，但是造价昂贵而且激光扫描玻璃的效率也比较低，而且高昂的激光设备做检测由于其本身精度高，现场的环境改变或者设备抖动都容易因起信号波动造成误判，影响检测精度。
经检索发现，公开号CN110849911A的中国专利于2020年2月28日公开了一种玻璃缺陷检测方法，包括：相对待测玻璃转动条纹光源并至少停靠于两个位置：在各位置采集并分析图像，如检测到任一图像在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化则判定待测玻璃存在缺陷。该专利申请利用条纹光透过待测玻璃形成图像中缺陷显像的规律，解决了缺陷漏检问题，但是其基于较窄的像素条且是对像素条中缺陷所在位置灰度值的变化进行分析才能发现缺陷，需要复杂的图像分析算法，其缺陷检测精度依赖于算法本身，且不能进行更细微缺陷的筛选。
因此，本发明采用一种利用光栅条纹对缺陷的反射光进行干涉的方法来检测玻璃表面凹凸点、刺伤以及光影不良类的细微缺陷，能够高效识别出细微缺陷，且比激光检测法更加稳定。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法，利用光的干涉和玻璃的镜面反射原理，通过检测条纹产生的变形判定缺陷区域，并通过改变条纹光栅的格式来筛选不同大小的缺陷，避免漏检。
根据本发明说明书的一方面，提供一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，包括成像组件、光源组件、传动组件和控制组件，所述成像组件包括线扫相机，所述光源组件包括同轴光栅光源和分光镜，所述传动组件上放置有待测玻璃盖板，所述控制组件包括工控机和光源控制器；所述线扫相机分别与光源控制器和工控机相连，所述同轴光栅光源与光源控制器相连；所述同轴光栅光源发出的光经45°摆放的分光镜垂直反射到待测玻璃盖板表面，再经由分光镜垂直入射到线扫相机；所述光源控制器控制光源频闪并同步触发线扫相机拍照。
上述技术方案中，同轴光栅光源、分光镜和待测玻璃盖板位于同轴光路上，同轴光栅光源发出的光经45°摆放的分光镜垂直反射到待测玻璃盖板表面，再经由分光镜垂直入射到线扫相机；所述光源控制器控制光源频闪并同步触发线扫相机拍照，得到融合有不同光栅效果的复合图像；然后由工控机进行图像拆分，不同光栅的效果图重新生成单独的效果图片进行缺陷检测。该技术方案中，切换光栅与光栅效果图拍摄同步进行，提高了检测效率；同时，可通过光源控制器调节光栅间隔和方向，用于筛选不同大小、不同类型的缺陷，在不需要复杂图像分析算法的前提下有效解决了漏检问题。
上述技术方案中，线扫相机和光源组件配合使用，光源控制器控制高亮光源形成光栅发光面，配合线扫相机透过产品成像，利用倒影把明暗变化的条纹在图像中呈现出来；当产品运动到某一位置时，光源控制器输出不同的光栅图形，线扫相机将不同的光栅图形的效果拍摄在一张图片上，使一张图片上集成了多种光栅效果，然后再将该图片拆分，将不同光栅的效果重新生成新的效果图片，这样无论光源切换了多少种光栅，每种光栅都可以重新组合成一张完整的图片，该方式利用了线扫相机的特性，不用每切换一次光栅都要重新拍摄，检测效率更加高效，设备方案也更加紧凑。
线扫相机是由Line-ScanCCD传感器，驱动控制电路和A/D转换电路组成，光栅光源通过产品表面的反射通过镜头进入到CCD传感器上，CCD传感器将光能转换成视频脉冲信号，视频信号再经A/D转换电路转成数字图像信号输出，每次输出的数字图像信号是一行像素，相机连续拍照，可以将输出的脉冲按采集顺序排列成一幅完整的图像。
作为进一步的技术方案，所述光源控制器为基于FPGA设计的视觉检测光源控制器；所述光源控制器利用板卡与工控机进行数据通信，同时利用FPGA内部的硬件功能模块进行自动化控制。所述光源控制器可利用FPGA内部的高频定时计数器、AD采集等硬件设施或功能模块进行自动化与智能控制。所述光源控制器采用高速光耦隔离，具有高响应速度和高稳定性；同时，所述光源控制器可与通用光源无缝连接，且具有过载自动保护功能。
作为进一步的技术方案，所述光源控制器包括控制面板；所述控制面板上设有多个轻触开关，用于调节各通道的亮度，每个轻触开关对应一个通道；所述控制面板上还设有数码显示区，用于显示通道及通道亮度的数值。所述控制面板通过串口通信方式控制光源亮度，各通道亮度独立可控，256级数字调制软件精确控制负载光源亮度。通过控制面板进行光栅间隔调节，操作简单，检测效率高。
上述技术方案中，对于不同大小的缺陷，可以选择不同粗细的光栅条纹，光栅越细，可筛选出的缺陷越小。因此，可通过调节通道内LED灯珠的亮或灭来得到不同粗细的光栅条纹。
作为进一步的技术方案，所述同轴光栅光源的角度可调，角度调节范围为0～90°。对于不同类型的缺陷，可以选择不同方向的光栅条纹，光栅的角度和缺陷的角度越贴近，光栅条纹形变的程度越明显。
作为进一步的技术方案，所述光源控制器的频闪频率为VL＝N×VC，其中，N表示线扫相机和同轴光栅光源需要同步频闪的次数，VC表示线阵相机线扫描速率。
根据本发明说明书的另一方面，提供一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的方法，采用所述的装置来实现，包括：
搭建同轴光路结构，使同轴光栅光源发出的光经45°摆放的分光镜垂直反射到待测玻璃盖板表面，再经由分光镜垂直入射到线扫相机；
对控制面板上各通道的亮/灭进行设置，和/或对同轴光栅光源的角度进行旋转调节，得到具有预定光栅间隔和方向的光栅条纹；
将得到的光栅条纹划分为多组不同的光栅图形；
确定光源控制器的频闪频率；
待测玻璃盖板运动到某时刻，线扫相机和同轴光栅光源同步频闪，光源每频闪一次切换一个光栅图形，得到融合有多个光栅图形的光栅效果的复合图像；
按照频闪的顺序对复合图像中的光栅效果进行拆分，得到与输出的光栅图形数量相对应的单独的光栅效果图；
对每个单独的光栅效果图分别进行缺陷检测，依据光栅条纹产生的形变检测出缺陷区域。
上述技术方案中，首先构建同轴结构光路，保证光路的平行性和均匀性，使得光路更适应于玻璃盖板的表面检测，可以凸显表面的不平整；然后设定光栅间隔和方向，得到具有预定光栅间隔和方向的光栅，并对光栅进行切割划分；接着设定光源控制器的频闪频率，控制线扫相机和光源同步频闪，在输出光栅图形的同时同步采集每个光栅图形对应的光栅效果图，所有的光栅效果图集成在同一图像内，然后再将该图像拆分，将不同光栅的效果图重新生成单独的图片进行缺陷检测；该技术方案中，切换光栅与光栅效果图拍摄同步进行，提高了检测效率；同时，可通过改变光栅间隔和方向来筛选不同大小、不同类型的缺陷，在不需要复杂图像分析算法的前提下有效解决了漏检问题。
作为进一步的技术方案，光栅条纹产生的形变由光栅边缘产生的弯曲部分的弯度和宽度来判定；当检测到的弯度和宽度在预设的范围内时，判定为光栅条纹产生了形变。光栅条纹变形是由于光在凹凸点反射的方向不一致，导致垂直的光栅边缘产生了弯曲的现象，曲折的程度是根据弯曲部分的弯曲度和弯曲部分的宽度决定，弯曲部分越宽说明缺陷的面积越大，弯曲度越大，说明缺陷在高度方向的变形越深，因此，可以设定一个弯度和宽度的参考值，接近这个值则判断存在缺陷，即，提前设定一个弯度和宽度的预设范围，检测值落入该范围即认定为该区域为缺陷区域。
实际检测中，如果光栅间隔过大会漏掉较小的缺陷；如果光栅的间隔过小，针对较大的缺陷，检测缺陷的效果又不会很明显，因此，需要设置不同的光栅间隔获取不同的光栅效果图，以避免漏检。进一步地，为了更准确筛选细微缺陷，可选取不同的条纹粗细程度，条纹越细，可以筛选出的缺陷越小。
另外，由于每种缺陷的形状各异，缺陷上尖锐部分的朝向也不一样，若只是垂直的光栅条纹，效果也不会特别明显，需要光栅条纹和垂直方向存在一定夹角才能突显出条纹的变形，所以除了将光栅条纹按间隔划分外，还要将光栅条纹按0～90°旋转，按不同的角度划分光栅图形，当光栅的角度和缺陷的角度贴近的时候光栅弯曲的程度越明显，从而避免对异形缺陷的漏检。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过光源控制器控制LED光源形成光栅发光面，配合线扫相机透过产品成像，利用倒影把明暗变化的条纹在图像中呈现出来，如果遇到凹凸点、刺伤以及光影不良等类型的缺陷，条纹光栅会发生局部变形，可以直观的反映出细微缺陷部分，通过检测该局部变形，能够快速地检出缺陷区域；此外，通过调节光栅条纹间距(只要满足屏幕的分辨率)可以筛选出更小更细微的缺陷，另外，对方向比较敏感的缺陷，可通过控制条纹的方向使条纹变形的趋势更加明显，达到缺陷区域的高效、准确检测，避免漏检。
(2)本发明针对凹凸点、刺伤以及光影不良类型的缺陷检测效果稳定，能够做到大面积、大视野的检测；能够针对不同大小、不同类型的缺陷进行筛选；且筛选过程操作简单，无需复杂的图像分析算法辅助，在满足高效检测的同时，达到了降本节能的效果。
(3)本发明将不同光栅的效果集成在一张图片上，拍摄完成后再进行分图，不用为了不同的光源效果往复的投放产品，有效了提高了工作效率。
附图说明
图1为根据本发明实施例的基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置的结构示意图。
图2为根据本发明实施例的同轴光路结构示意图。
图3为根据本发明实施例的同轴条纹光栅光源在玻璃上形成的条纹图片。
图4为根据本发明实施例的改变条纹光栅粗细和间隔的在玻璃上形成的条纹图片。
图5为根据本发明实施例的改变条纹光栅的方向在玻璃上形成的条纹图片。
图6为根据本发明实施例的将不同的光源效果拆分到不同的图像中的示意图。
图7为根据本发明实施例的检测出手机玻璃上凹凸点的缺陷示意图。
图8为根据本发明实施例的检测出手机玻璃上刺伤的缺陷示意图。
图9为根据本发明实施例的检测出手机玻璃上光影不良类型的缺陷示意图。
图中：1-8k线扫相机；2-线扫专用镜头；3-光源控制器；4-工控机；5-光源组件；6-待检测产品；7-传动组件；8-LED灯源；9-分光镜；10-镜头的光心；11-成像组件。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明针对玻璃缺陷中一些细微的缺陷，如凹凸点、刺伤以及光影不良类型的缺陷，这类缺陷的大小从几微米到几百微米之间，用传统的视觉检测方案很难检查出，容易造成漏判，而用高昂的激光设备做检测由于其本身精度高，现场的环境改变或者设备抖动都容易因起信号波动造成误判，因此，本发明采用光栅条纹光源检测玻璃产品表面的缺陷，利用光的干涉和玻璃的镜面反射的原理，通过检测等间隔的黑白条纹产生的变形，判定该区域是否有缺陷，并且缺陷的大小可以通过改变条纹光栅的间隔来筛选，这种间接观测条纹变形的方法可以高效的识别出凹凸点、刺伤以及光影不良类型的缺陷，并且比激光检测法更加稳定，结构相对激光检测法也比较简单。
根据本发明说明书的一方面，本发明提出一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，如图1，包括：成像组件、光源组件、传动组件和控制组件。成像组件包括：8k线扫相机、线扫相机专用镜头和图像采集卡。光源组件包括：高亮LED光源和分光镜，光源、分光镜和待测玻璃盖板位于同轴光路上。传动组件包括转送带、编码器、运动控制卡和传动机构。控制组件包括工控机和光源控制器。
光源组件的核心部件是基于FPGA设计的视觉检测的光源控制器，该控制器利用板卡与工控机上的通信协议进行数据交互，利用FPGA内部的高频定时计数器、AD采集等硬件设施或功能模块进行自动化与智能控制，该控制器的主要特点有：
1.可控制光源频闪；
2.可以作为相机触发信号的触发源；
3.提供面板(串口通信方式)控制光源亮度，各通道亮度独立可控，256级数字调制，可软件精确控制负载光源亮度；
4.灵活的触发功能，采用高速光耦隔离，高响应速度，高稳定性；
5.通道与亮度数值数码显示，采用轻触开关调节，操作简单；
6.可与通用光源无缝连接，具有过载自动保护功能。
光源控制器的作用主要有两个方面，一是控制光源频闪和同步触发相机拍照，二是改变光栅的格式。即，光源控制器可以通过串口指令控制光源的频闪和相机的采集频率，还可以设置条纹的间隔和条纹的方向。
本发明采用同轴光路结构，如图2，同轴光路结构由分光镜，高亮LED光源和高透的玻璃组成，高亮LED光源发出的光线经过45°摆放的分光镜垂直反射到物体表面，再经由分光镜垂直入射到相机的芯片中，这种直上直下无夹角的光路机构保证了光路的平行性以及均匀性，非常适用于检测反光程度很强的玻璃产品，可以凸显物体表面的不平整。光源控制器可以控制高亮LED光源形成光栅发光面，配合线扫相机可以透过产品成像，利用倒影把明暗变化的条纹在图像中呈现出来，如图3，如果遇到凹凸点、刺伤以及光影不良等类型的缺陷，条纹光栅会发生局部变形，可以直观的反映出在细微的缺陷部分，入射到相机的光路发生了改变，而且可以通过调节条纹的粗细，间距(只要满足屏幕的分辨率)可以筛选出更小更细微的缺陷，如图4，对方向比较敏感的缺陷，可通过控制条纹的方向，如图5，使条纹的变形趋势更加明显。
本发明需要线扫相机和光源组件配合使用，线阵相机是由Line-ScanCCD传感器，驱动控制电路和A/D(模数转换，即模拟信号与数字信号转换)转换电路组成，光栅光源通过产品表面的反射通过镜头进入到CCD传感器上，CCD传感器将光能转换成视频脉冲信号，视频信号再经A/D电路转成数字信号输出，每次输出的数字图像信号是一行像素，配合传动机构的编码器触发相机连续拍照，将输出的脉冲按采集顺序排列成一幅完整的图像，再利用频闪光源当产品运动到某一位置时，通过控制光源控制器输出不同的光栅图形，线扫相机将不同的光栅的效果拍摄在一张图片上，这一张图片上集成了多种光栅效果，然后再将图像的像素拆分，将不同光栅的效果重新组合成一张图片，这样做无论光源切换了多少种光栅，每种光栅都可以重新组合成一张完整的图片，如图6，这种拆图的方式高效的利用了线扫相机的特性，不用每切换一次光栅都要重新拍摄，这种方式检测效率更加高效，设备方案也更加紧凑。
实施例
本实施例提供一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的方法，使用基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置来实现，该装置包括：成像组件、光源组件、传动组件和控制组件。成像组件包括：8k线扫相机、线扫相机专用镜头和图像采集卡。光源组件包括：高亮LED光源和分光镜，光源、分光镜和待测玻璃盖板位于同轴光路上。控制组件包括工控机和光源控制器。传动组件包括转送带、编码器、运动控制卡和传动机构；编码器是光源控制器的触发源，传动组件在运动的过程中，会不断的通过编码器发出脉冲给光源控制器，光源控制器接收到脉冲后会对应的给相机触发信号。该方法包括如下步骤：
步骤1：确定同轴结构光，光源结构采用同轴光的结构，光路由LED光源射出，经由45°的分光镜垂直反射到待检测的玻璃产品上，光线打到被测物表面后反射到分光镜上，再从 45°分光镜沿镜头光心平行的方向垂直入射到线扫相机芯片上，同轴结构保证了光路的垂直性和均匀程度，玻璃表面如果有对凹凸点、刺伤以及光影不良类型的缺陷，图像对应的区域则会显示一块暗斑。
步骤2：确定光栅的间隔和方向，由于凹凸点的大小一般在十几个微米到几百个微米之间，所形成的的暗斑大小也会不一样，有的暗斑在图像上只有几个像素，对于图像处理有很大的难度，所以在高亮LED光源以灯珠暗灭的方式形成光栅，从光栅条纹发生变形的程度反映出凹凸点缺陷的大小以及位置。
通过控制器控制灯珠之间暗灭的排列调整光栅的间隔，如果光栅间隔过大会漏掉较小的缺陷；如果光栅的间隔过小，针对较大的缺陷，检测缺陷的效果又不会很明显。通常在设定光栅间隔时，会预估待测缺陷的大小，将光栅间隔设置为缺陷大小的2～3倍；由于实际缺陷检测中，通常都会从产品商那里得到待测产品的缺陷大小的大致范围，我们要做的是对该范围内的缺陷进行检全、检准，避免漏检，因此，本领域技术人员能够在初次设置参数时，根据缺陷大小的大致范围进行光栅间隔的设置。例如，如果事先知道了所需要的检测缺陷大小的范围，将光栅条纹间隔按缺陷大小的2～3倍设置间隔宽度，再以宽度将光栅条纹间隔分成5-10组光栅图形作为参考，由光源控制器控制光源频闪来切换小同的光栅，以此筛选出不同级别的缺陷。
光栅条纹变形是由于光在凹凸点反射的方向不一致，导致垂直的光栅边缘产生了弯曲的现象，曲折的程度根据弯曲部分的弯曲度和弯曲部分的宽度决定，弯曲部分越宽说明缺陷的面积越大，弯曲度越大，说明缺陷在高度方向的变形越深，因此，可以设定一个弯度和宽度的参考值α和γ，接近这个值则判断确实存在缺陷。
另外，由于每种缺陷的形状各异，缺陷上尖锐部分的朝向也不一样，若只是垂直的光栅条纹，效果也不会特别明显，需要光栅条纹和垂直方向存在一定夹角才能突显出条纹的变形，所以除了将条纹光栅按间隔划分外，还要将光栅按0～90°旋转，按不同的角度划分10组光栅图形，当光栅的角度和缺陷的角度贴近的时候光栅弯曲的程度越明显，同样由光源控制器控制光源频闪达到切换图形的效果。依据光栅间隔、光栅与垂直方向的夹角进行图形划分
步骤3：确定光源控制器的频闪频率，要保证采集到的图像不被拉伸或者压缩，必须遵从一点，即“横向和纵向的分辨率相等”。本实施方案中，已知：
(1)线阵相机的每线像素数(单位：pixel)HC
(2)目标物的宽幅(单位：m)：LO
(3)目标物的运行速率(单位：m/s)：VO
(4)线阵相机线扫描速率(单位：Hz，即线/s)：VC
(5)扫描一帧图像目标物运行的时间(单位：s)：To
(6)扫描一帧图像线阵相机的扫描时间(单位：s)：Tc
那么，横向的分辨率为：LO/HC，
纵向分辨率为：(Vo×To )/(Vc×Tc)，且很容易知道T0＝TC
根据“横向和纵向的分辨率相等”的原则，得到公式如下：
Figure BDA0002857079840000101
则相机的扫描速率为：
VC＝HC×VO/LO
假设检测玻璃上的某类缺陷需要切换N种不同的光栅，也就是说产品在运动的某时刻，相机和光源需要同步频闪N次，光源每频闪一次切换到下一个光栅图形。由此可求得光源控制器的频闪频率：
VL＝N×VC
步骤4：将不同的光源效果拆分到不同的图片中。经过步骤1，2，3相机可以采集到一幅集合所有光源效果的图，但是这张图像无法用来进行图像分析，需要将不同的光源效果从这幅图中拆分出来，在步骤3中，我们设置了N种不同的光源效果，所以采集的图像是一幅以N为周期融合多种光源的复合图像，因为线扫相机采集图像是一行行排列的，数据全部储存在缓存中，所以按照光源频闪的顺序将旧缓存里的数据重新分配到N个新的缓存中，每个新的缓存可以对应不同的光源效果重新生成一幅新的图像。
步骤5：检测缺陷。从步骤4拆分出了N幅新图像，根据条纹光栅不同的形变，判断不同类型的缺陷，本实例检测出的刺伤、凹凸点产生的光影不良类型缺陷结果如图8，图 9，图10。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (7)

1.一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，其特征在于，包括成像组件、光源组件、传动组件和控制组件，所述成像组件包括线扫相机，所述光源组件包括同轴光栅光源和分光镜，所述传动组件上放置有待测玻璃盖板，所述控制组件包括工控机和光源控制器；所述线扫相机分别与光源控制器和工控机相连，所述同轴光栅光源与光源控制器相连；所述同轴光栅光源发出的光经45°摆放的分光镜垂直反射到待测玻璃盖板表面，再经由分光镜垂直入射到线扫相机；所述光源控制器控制光源频闪并同步触发线扫相机拍照。
2.根据权利要求1所述的基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，其特征在于，所述光源控制器为基于FPGA设计的视觉检测光源控制器；所述光源控制器利用板卡与工控机进行数据通信，同时利用FPGA内部的硬件功能模块进行自动化控制。
3.根据权利要求2所述的基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，其特征在于，所述光源控制器包括控制面板；所述控制面板上设有多个轻触开关，用于调节各通道的亮度，每个轻触开关对应一个通道；所述控制面板上还设有数码显示区，用于显示通道及通道亮度的数值。
4.根据权利要求1所述的基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，其特征在于，所述同轴光栅光源的角度可调，角度调节范围为0～90°。
5.根据权利要求1所述的基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置，其特征在于，所述光源控制器的频闪频率为VL＝N×VC，其中，N表示线扫相机和同轴光栅光源需要同步频闪的次数，VC表示线阵相机线扫描速率。
6.一种基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的方法，采用如权利要求1-5中任一项所述的装置来实现，其特征在于，包括：
搭建同轴光路结构，使同轴光栅光源发出的光经45°摆放的分光镜垂直反射到待测玻璃盖板表面，再经由分光镜垂直入射到线扫相机；
对控制面板上各通道的亮/灭进行设置，和/或对同轴光栅光源的角度进行旋转调节，得到具有预定光栅间隔和方向的光栅条纹；
将得到的光栅条纹划分为多组不同的光栅图形；
确定光源控制器的频闪频率；
待测玻璃盖板运动到某时刻，线扫相机和同轴光栅光源同步频闪，光源每频闪一次切换一个光栅图形，得到融合有多个光栅图形的光栅效果的复合图像；
按照频闪的顺序对复合图像中的光栅效果进行拆分，得到与输出的光栅图形数量相对应的单独的光栅效果图；
对每个单独的光栅效果图分别进行缺陷检测，依据光栅条纹产生的形变检测出缺陷区域。
7.根据权利要求6所述的基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的方法，其特征在于，光栅条纹产生的形变由光栅边缘产生的弯曲部分的弯度和宽度来判定；当检测到的弯度和宽度在预设的范围内时，判定为光栅条纹产生了形变。
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