CN113008936A - 一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置，包括透射式曝光热成像装置；透射式曝光热成像装置包括热成像相机、热红外镜头、热成像拍摄区、假缺陷、真缺陷、待检基材、基材托架、红外截止虑光片、LED灯板以及散热块；散热块上表面设置灯板；LED灯板上表面设置红外截止虑光片；红外截止虑光片两侧安装基材托架，并在基材托架内安装待检基材；待检基材上端安装热成像相机，并在热成像相机一侧安装热红外镜头；热红外镜头与热成像拍摄区的位置相对应；热成像拍摄区覆盖假缺陷和真缺陷；本发明利用特殊加热装置和热成像技术，有效的将附着在基材上的脏污和基材本身真缺陷区分开来。

Description

一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置

技术领域

本发明涉及外观检测领域和材质鉴别领域，具体涉及一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置。

背景技术

透镜、棱镜等光学零件、显示器玻璃面板、精密抛磨五金零件对产品的外观缺陷、表面光洁度、表面平面度等要求非常高。这些产品在过程中要必须进行严格的外观检测后才能出厂。传统的外观检测都依赖人工肉眼判断，近年来随着机器视觉和人工智能技术的兴起，这些外观检测领域也有用机器视觉和人工智能算法代替人工检测的趋势。

但用机器检测存在一个严重的问题，那就基材本身的真缺陷和基材表面的附着的脏污容易混淆。基材本身的真缺陷主要包括基材表面凹凸、表面划伤、表面点状刺伤、表面崩裂，金属表面锈蚀、异色等，还有透明基材内部裂伤、透明基材内部杂质、透明基材内部气泡等不能通过清洗或擦拭去除的脏污；基材假缺陷主要包括附着基材表面灰尘，附着在基材表面上的纤维毛丝等可以通过清洗或擦拭去除的脏污。那些基材含有真缺陷的基材产品是次品，不能正常使用；而那些仅有假缺陷的基材是可以通过清洗或擦拭去除的，是可修复的良品。在上述产品实际生产中，基材非常容易受到室内空间中灰尘、纤维毛丝等空气飘浮物的污染，所以在一个产品上或多或少都会有一些假缺陷。用现有机器视觉处理和人工智能技术很难完全区分出真假缺陷，容易造成大批过检或漏检。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置，利用特殊加热装置和热成像技术，有效的将附着在基材上的脏污和基材本身真缺陷区分开来。结果可供机器视觉和人工智能处理系统调用，对基材真缺陷的部分进行筛选剔除，从而大大提高了机器视觉和人工智能处理系统的可靠性。

本发明利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置是通过以下技术方案来实现的：包括透射式曝光热成像装置；透射式曝光热成像装置包括热成像相机、热红外镜头、热成像拍摄区、假缺陷、真缺陷、待检基材、基材托架、红外截止虑光片、LED灯板以及散热块；

待检基材采用玻璃；散热块上表面设置灯板；LED灯板上表面设置红外截止虑光片；红外截止虑光片两侧安装基材托架，并在基材托架内安装待检基材；待检基材上端安装热成像相机，并在热成像相机一侧安装热红外镜头；热红外镜头与热成像拍摄区的位置相对应；热成像拍摄区覆盖假缺陷和真缺陷。

作为优选的技术方案，真缺陷为待检基材表面的划伤，假缺陷为空气中漂浮的灰尘。

一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置，具体包括以下几个步骤：

步骤一、将大功率LED灯通电后，产生强辐射的可见光，真缺陷在受到强辐射的可见光照射时，将大部分光能通过折射、反射、散射、衍射等方式传导出去；假缺陷在受到强辐射的可见光照射时，将小部分光能通过折射、反射、散射、衍射等方式传导出去；

步骤二、调节大功率LED灯板的功率让待检基材上的真缺陷与假缺陷之间产生3℃以上的温度差；

步骤三、由能量守恒定律，被吸收的光能转换为热能，产生热辐射，通过热成像相机捕捉到物体之间的温度差。

本发明利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置是通过以下技术方案来实现的：包括反射式曝光热成像装置，反射式曝光热成像装置包括热成像相机、热红外镜头、热成像拍摄区、假缺陷、真缺陷、待检基材、基材托架以及一个以上的反射式曝光源；

待检基材采用玻璃；基材托架之间安装待检基材；待检基材上方设置热成像相机；热成像相机一侧安装热红外镜头；一个以上的反射式曝光源分设在热成像相机两侧；热红外镜头与热成像拍摄区的位置相对应；热成像拍摄区覆盖假缺陷和真缺陷。

作为优选的技术方案，反射式曝光源内设置有透镜组；反射式曝光源的出光端面安装红外截止滤光片。

作为优选的技术方案，真缺陷为待检基材表面的划伤，假缺陷为空气中漂浮的灰尘。

一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法及装置，具体包括以下几个步骤：

步骤一、打开设置于热成像相机两侧的一个以上的反射式曝光源，使热成像拍摄区的温度升高，热成像拍摄区覆盖的假缺陷和真缺陷产生温度差；

步骤二、热成像相机通过判断温度差来识别真缺陷与假缺陷。

本发明的有益效果是：利用特殊加热装置和热成像技术，利用基材本身真缺陷与附着在基材上的假缺陷对特殊波段的电磁波辐射吸收率不同，在受到相同剂量的特殊波段电磁辐射时，因为它们的吸收率不同，相同时间内他们吸收的电磁波辐射不同，进而转化成热量也不同，从而导致特基材上的真缺陷与附着在基材上的假缺陷形成温度差，只要想办法让这种温差变得足够大即可以用热成像相机捕捉到，从而准确地分辨出基材的真假缺陷。

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为本发明透射式曝光热成像装置的示意图；

图2为本发明反射式曝光热成像装置的示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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。

如图1所示，本发明的一种利用红外热成像识别基材与脏污的装置，包括透射式曝光热成像装置；透射式曝光热成像装置包括热成像相机101、热红外镜头102、热成像拍摄区103、假缺陷104、真缺陷105、待检基材106、基材托架107、红外截止虑光片108、LED灯板109以及散热块110；

待检基材106采用玻璃；散热块110上表面设置灯板；LED灯板109上表面设置红外截止虑光片；红外截止虑光片两侧安装基材托架107，并在基材托架107内安装待检基材106；待检基材106上端安装热成像相机101，并在热成像相机101一侧安装热红外镜头102；热红外镜头102与热成像拍摄区103的位置相对应；热成像拍摄区103覆盖假缺陷104和真缺陷105。

本实施例中，真缺陷105为待检基材表面的划伤，假缺陷104为空气中漂浮的灰尘，假缺陷104吸收的光能大于真缺陷105；在LED灯板109下方设置散热块110，能够保证热量传递的均匀性以和LED灯的稳定与安全性。

本实施例中，在LED灯板109与待检基材106之间设置红外截止滤光片108，有效保证待检基材106只受到可见光的辐射，而不受LED灯板109的红外热辐射，从而保证真缺陷105与假缺陷104之间温度差。

一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、将大功率LED灯通电后，产生强辐射的可见光，真缺陷105在受到强辐射的可见光照射时，将大部分光能通过折射、反射、散射、衍射等方式传导出去；假缺陷104在受到强辐射的可见光照射时，将小部分光能通过折射、反射、散射、衍射等方式传导出去；

步骤二、调节大功率LED灯板109的功率让待检基材106上的真缺陷105与假缺陷104之间产生3℃以上的温度差；

步骤三、由能量守恒定律，被吸收的光能转换为热能，产生热辐射，通过热成像相机101捕捉到物体之间的温度差。

如图2所示，本发明的一种利用红外热成像识别基材与脏污的装置，包括反射式曝光热成像装置，反射式曝光热成像装置包括热成像相机201、热红外镜头202、热成像拍摄区203、假缺陷204、真缺陷205、待检基材206、基材托架207以及一个以上的反射式曝光源208；

待检基材106采用玻璃；基材托架207之间安装待检基材206；待检基材206上方设置热成像相机201；热成像相机201一侧安装热红外镜头202；一个以上的反射式曝光源208分设在热成像相机201两侧；热红外镜头202与热成像拍摄区203的位置相对应；热成像拍摄区203覆盖假缺陷204和真缺陷205。

本实施例中，反射式曝光源208内设置有透镜组，将把LED或其它发光源发出的光会聚到热成像拍摄区203，而不会因为距离太远导致光源发散严重，使得热成像拍摄区203内光能大为下降；反射式曝光源208的出光端面安装红外截止滤光片，这样可以保证待检基材206只受到可见光的辐射，而不受反射式曝光源208的红外热辐射，从而保证真缺陷205与假缺陷204之间温度差。

本实施例中，真缺陷205为待检基材表面的划伤，假缺陷204为空气中漂浮的灰尘。

一种利用红外热成像识别基材与脏污的方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、打开设置于热成像相机201两侧的一个以上的反射式曝光源208，使热成像拍摄区203的温度升高，热成像拍摄区203覆盖的假缺陷204和真缺陷205产生温度差；

步骤二、热成像相机201通过判断温度差来识别真缺陷205与假缺陷204。

本实施例中，待检基材采用玻璃，当然待检基材也可以采用塑料或钢材等其他材料。

本发明的有益效果是：利用特殊加热装置和热成像技术，利用基材本身真缺陷与附着在基材上的假缺陷对特殊波段的电磁波辐射吸收率不同，在受到相同剂量的特殊波段电磁辐射时，因为它们的吸收率不同，相同时间内他们吸收的电磁波辐射不同，进而转化成热量也不同，从而导致特基材上的真缺陷与附着在基材上的假缺陷形成温度差，只要想办法让这种温差变得足够大即可以用热成像相机捕捉到，从而准确地分辨出基材的真假缺陷。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种利用红外热成像识别基材与脏污的装置，其特征在于：包括透射式曝光热成像装置；所述透射式曝光热成像装置包括热成像相机、热红外镜头、热成像拍摄区、假缺陷、真缺陷、待检基材、基材托架、红外截止虑光片、LED灯板以及散热块；

所述待检基材采用玻璃；所述散热块上表面设置灯板；所述LED灯板上表面设置红外截止虑光片；所述红外截止虑光片两侧安装基材托架，并在基材托架内安装待检基材；所述待检基材上端安装热成像相机，并在热成像相机一侧安装热红外镜头；所述热红外镜头与热成像拍摄区的位置相对应；所述热成像拍摄区覆盖假缺陷和真缺陷。

2.如权利要求1所述的利用红外热成像识别基材与脏污的装置，其特征在于：所述真缺陷为待检基材表面的划伤，所述假缺陷为空气中漂浮的灰尘。

3.根据权利要求1所述的利用红外热成像识别基材与脏污的方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、将大功率LED灯通电后，产生强辐射的可见光，真缺陷在受到强辐射的可见光照射时，将大部分光能通过折射、反射、散射、衍射等方式传导出去；假缺陷在受到强辐射的可见光照射时，将小部分光能通过折射、反射、散射、衍射等方式传导出去；

步骤二、调节大功率LED灯板的功率让待检基材上的真缺陷与假缺陷之间产生3℃以上的温度差；

步骤三、由能量守恒定律，被吸收的光能转换为热能，产生热辐射，通过热成像相机捕捉到物体之间的温度差。

4.一种利用红外热成像识别基材与脏污的装置，其特征在于：包括反射式曝光热成像装置，所述反射式曝光热成像装置包括热成像相机、热红外镜头、热成像拍摄区、假缺陷、真缺陷、待检基材、基材托架以及一个以上的反射式曝光源；

所述待检基材采用玻璃；所述基材托架之间安装待检基材；所述待检基材上方设置热成像相机；所述热成像相机一侧安装热红外镜头；所述一个以上的反射式曝光源分设在热成像相机两侧；所述热红外镜头与热成像拍摄区的位置相对应；所述热成像拍摄区覆盖假缺陷和真缺陷。

5.如权利要求4所述的利用红外热成像识别基材与脏污的装置，其特征在于，所述反射式曝光源内设置有透镜组；所述反射式曝光源的出光端面安装红外截止滤光片。

6.如权利要求4所述的利用红外热成像识别基材与脏污的装置，其特征在于，所述真缺陷为待检基材表面的划伤，所述假缺陷为空气中漂浮的灰尘。

7.根据权利要求4所述的利用红外热成像识别基材与脏污的方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、打开设置于热成像相机两侧的一个以上的反射式曝光源，使热成像拍摄区的温度升高，热成像拍摄区覆盖的假缺陷和真缺陷产生温度差；

步骤二、热成像相机通过判断温度差来识别真缺陷与假缺陷。

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