CN115661026A - 一种柱面镜缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柱面镜缺陷检测领域，尤其涉及一种柱面镜缺陷检测方法及装置，所述一种柱面镜缺陷检测方法包括：利用双向光源采集待测柱面镜初始图像；利用所述待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板得到待测柱面镜缺陷检测结果；其中，待测柱面镜为一个或多个，当待测柱面镜为多个时，则为待测柱面镜组；通过设置双向光源，对待测柱面镜进行多次照射，单次采集多个待测柱面镜不同方向的光照图像，获取柱面镜检测结果，提升了检测效率，同时可根据实际情况对柱面镜检测数量进行实时调整，减小了柱面镜缺陷识别误差，提升了检测精度。

Description

一种柱面镜缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明涉及柱面镜缺陷检测领域，具体涉及一种柱面镜缺陷检测方法及装置。

背景技术

随着光学元件加工产能的日益提高，光学元件的加工质量日益成为制约其发展的一项重要原因。在实际光学元件生产过程中，往往不可避免会引入缺陷，为避免其对最终组装得到的设备产生严重影响，对加工后的光学元件进行质量检测是一项非常重要的环节。柱面镜是一类特殊的光学元件，能够被广泛应用在线性探测器照明，条形码扫描，全息照明，光信息处理，计算机，激光发射等诸多领域。然而，由于其复杂的光学特性，其质量检测一直是一个难题。一方面，柱面镜需要对缺陷进行非常严格地把控，以避免其对最终光学性能产生严重影响，因此此类元件往往需要极高的检测精度。其次，柱面镜光学性能相对复杂，其表面的折反光往往会给检测带来严重的噪声，影响最终检测精度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种柱面镜缺陷检测方法及装置，通过单次采集多个待测柱面镜不同方向的光照图像，获取柱面镜检测结果，提升了检测速度，实现了检测误差的减小。

为实现上述目的，本发明提供了一种柱面镜缺陷检测方法，包括：

利用双向光源采集待测柱面镜初始图像；

利用所述待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板得到待测柱面镜缺陷检测结果；

其中，待测柱面镜为一个或多个，当待测柱面镜为多个时，则为待测柱面镜组。

优选的，所述利用双向光源采集待测柱面镜初始图像包括：

在待测柱面镜的左上方设置左侧光源，在待测柱面镜的右上方设置右侧光源，左侧光源与右侧光源形成双向光源，且均相对待测柱面镜倾斜45度设置；

利用所述双向光源分别采集待测柱面镜双侧图像作为待测柱面镜初始图像。

进一步的，利用所述双向光源分别采集待测柱面镜双侧图像作为待测柱面镜初始图像包括：

将所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集待测柱面镜左侧图像；

将所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集待测柱面镜右侧图像；

利用所述待测柱面镜左侧图像与待测柱面镜右侧图像作为待测柱面镜初始图像。

优选的，利用所述待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板得到待测柱面镜缺陷检测结果包括：

利用标准柱面镜基于双向光源采集标准柱面镜图像作为预先设定的检测模板；

利用待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板获取与待测柱面镜初始图像对应位置的检测模板图像；

利用所述待测柱面镜初始图像与检测模板图像相减得到待测柱面镜差值图像；

判断所述待测柱面镜差值图像中图像像素是否大于图像灰度阈值，若是，则标记待测柱面镜差值图像中图像像素为待测柱面镜差值图像差异像素，否则，不进行处理；

利用所述待测柱面镜差值图像差异像素基于开运算进行去噪处理得到待测柱面镜插值图像去噪像素；

判断所述待测柱面镜插值图像去噪像素是否大于图像灰度阈值，若是，则利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取待测柱面镜缺陷检测结果，否则，不进行处理；

其中，所述图像灰度阈值范围为9-11，所述标准柱面镜为无缺陷柱面镜。

进一步的，利用标准柱面镜基于双向光源采集标准柱面镜图像作为检测模板包括：

利用标准柱面镜基于双向光源分别采集标准柱面镜设置于待测柱面镜中各位置的图像作为检测模板。

进一步的，利用标准柱面镜基于双向光源分别采集标准柱面镜设置于待测柱面镜中各位置的图像作为检测模板包括：

当待测柱面镜为一个时，利用所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜位置的左侧图像得到标准柱面镜左侧图像；

利用所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜位置的右侧图像得到标准柱面镜右侧图像；

当待测柱面镜为多个时，利用所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜各位置的左侧图像得到标准柱面镜左侧图像组；

利用所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜各位置的右侧图像得到标准柱面镜右侧图像组；

利用标准柱面镜左侧图像、右侧图像作为检测模板或标准柱面镜左侧图像组、右侧图像组作为检测模板。

进一步的，所述利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取待测柱面镜缺陷检测结果包括：

利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取所述待测柱面镜插值图像去噪像素的对应待测柱面镜缺陷位置；

利用所述待测柱面镜缺陷位置作为待测柱面镜缺陷检测结果。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种柱面镜缺陷检测装置，包括：

相机与双向光源，所述相机设置于待测柱面镜组正上方，所述双向光源设置于相机与待测柱面镜组间，所述双向光源包括左侧光源与右侧光源，所述左侧光源与右侧光源相对待测柱面镜组倾斜45度。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

基于柱面镜自身光学特点进行光源布局，因此能够有效避免由于柱面镜自身反光而造成的高亮光学噪声，从而提高检测精度。通过暗场照明手段能够凸显微小缺陷，同时可同时实现多个柱面镜同步检测，极大程度提高检测效率。

附图说明

图1是本发明提供的一种柱面镜缺陷检测方法流程图；

图2是本发明提供的一种柱面镜缺陷检测装置示意图；

图3是本发明提供的一种柱面镜缺陷检测实际应用方法示意图；

附图标记：

1、相机；2、双向光源；201、左侧光源；202、右侧光源；3、待测柱面镜组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种柱面镜缺陷检测方法，如图1所示，包括：

步骤1：利用双向光源采集待测柱面镜初始图像；

步骤2：利用所述待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板得到待测柱面镜缺陷检测结果；

其中，待测柱面镜为一个或多个，当待测柱面镜为多个时，则为待测柱面镜组。

步骤1具体包括：

1-1、在待测柱面镜的左上方设置左侧光源，在待测柱面镜的右上方设置右侧光源，左侧光源与右侧光源形成双向光源，且均相对待测柱面镜倾斜45度设置；

1-2、利用所述双向光源分别采集待测柱面镜双侧图像作为待测柱面镜初始图像。

本实施例中，一种柱面镜缺陷检测方法，所述双向光源为双向条形光源。

步骤1-2具体包括：

1-2-1、将所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集待测柱面镜左侧图像；

1-2-2、将所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集待测柱面镜右侧图像；

1-2-3、利用所述待测柱面镜左侧图像与待测柱面镜右侧图像作为待测柱面镜初始图像。

步骤2具体包括：

2-1、利用标准柱面镜基于双向光源采集标准柱面镜图像作为预先设定的检测模板；

2-2、利用待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板获取与待测柱面镜初始图像对应位置的检测模板图像；

2-3、利用所述待测柱面镜初始图像与检测模板图像相减得到待测柱面镜差值图像；

2-4、判断所述待测柱面镜差值图像中图像像素是否大于图像灰度阈值，若是，则标记待测柱面镜差值图像中图像像素为待测柱面镜差值图像差异像素，否则，不进行处理；

2-5、利用所述待测柱面镜差值图像差异像素基于开运算进行去噪处理得到待测柱面镜插值图像去噪像素；

2-6、判断所述待测柱面镜插值图像去噪像素是否大于图像灰度阈值，若是，则利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取待测柱面镜缺陷检测结果，否则，不进行处理；

其中，所述图像灰度阈值范围为9-11，所述标准柱面镜为无缺陷柱面镜。

步骤2-1具体包括：

2-1-1、利用标准柱面镜基于双向光源分别采集标准柱面镜设置于待测柱面镜中各位置的图像作为检测模板。

步骤2-1-1包括：

2-1-1-1、当待测柱面镜为一个时，利用所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜位置的左侧图像得到标准柱面镜左侧图像；

2-1-1-2、利用所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜位置的右侧图像得到标准柱面镜右侧图像；

2-1-1-3、当待测柱面镜为多个时，利用所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜各位置的左侧图像得到标准柱面镜左侧图像组；

2-1-1-4、利用所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜各位置的右侧图像得到标准柱面镜右侧图像组；

2-1-1-5、利用标准柱面镜左侧图像、右侧图像作为检测模板或标准柱面镜左侧图像组、右侧图像组作为检测模板。

步骤2-6具体包括：

2-6-1、利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取所述待测柱面镜插值图像去噪像素的对应待测柱面镜缺陷位置；

2-6-2、利用所述待测柱面镜缺陷位置作为待测柱面镜缺陷检测结果。

实施例2：

本发明提供了一种柱面镜缺陷检测装置，如图2所示，包括相机1与双向光源2，所述相机1设置于待测柱面镜组3正上方，所述双向光源2设置于相机1与待测柱面镜组3间，所述双向光源2包括左侧光源201与右侧光源202，所述左侧光源201与右侧光源202相对待测柱面镜组3倾斜45度。

实施例3：

本发明提供了一种柱面镜缺陷检测实际应用方法，如图3所示，包括：

(1)首先进行系统搭建，相机位于待测柱面镜组正上方，光源布局在待测柱面镜组端面部分，用于在不产生高亮条纹的前提下凸显缺陷，当光源沿着柱面镜弧面照明时，由于柱面镜表面特征，因此必然存在光线经过反射后恰好进入相机，由于反射原因产生高亮噪声。当柱面镜从端面照射时，只需要将光源位置设在到反射区之外，即可完全避免高反噪声干扰。

(2)进行图像模板制作，具体方法为将无缺陷柱面镜置于检测工位的多个不同位置，通过相机采集各位置对应图像。

(3)检测过程中，首先采集待测图像，然后计算待测图像位置，通过将待测图像与模板图像对比，筛选出最接近待测图像位置的模板图像。

(4)将待测图像与模板图像求差，得到差异图像，如果待测图像存在缺陷，则在求差之后的图像中会得以凸显，通过对做差后的图像进行二值化处理，最终判断是否存在缺陷，同步判断出缺陷所在的位置。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，包括：

利用双向光源采集待测柱面镜初始图像；

利用所述待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板得到待测柱面镜缺陷检测结果；

其中，待测柱面镜为一个或多个，当待测柱面镜为多个时，则为待测柱面镜组。

2.如权利要求1所述的一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，所述利用双向光源采集待测柱面镜初始图像包括：

在待测柱面镜的左上方设置左侧光源，在待测柱面镜的右上方设置右侧光源，左侧光源与右侧光源形成双向光源，且均相对待测柱面镜倾斜45度设置；

利用所述双向光源分别采集待测柱面镜双侧图像作为待测柱面镜初始图像。

3.如权利要求2所述的一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，利用所述双向光源分别采集待测柱面镜双侧图像作为待测柱面镜初始图像包括：

将所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集待测柱面镜左侧图像；

将所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集待测柱面镜右侧图像；

利用所述待测柱面镜左侧图像与待测柱面镜右侧图像作为待测柱面镜初始图像。

4.如权利要求1所述的一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，利用所述待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板得到待测柱面镜缺陷检测结果包括：

利用标准柱面镜基于双向光源采集标准柱面镜图像作为预先设定的检测模板；

利用待测柱面镜初始图像基于预先设定的检测模板获取与待测柱面镜初始图像对应位置的检测模板图像；

利用所述待测柱面镜初始图像与检测模板图像相减得到待测柱面镜差值图像；

判断所述待测柱面镜差值图像中图像像素是否大于图像灰度阈值，若是，则标记待测柱面镜差值图像中图像像素为待测柱面镜差值图像差异像素，否则，不进行处理；

利用所述待测柱面镜差值图像差异像素基于开运算进行去噪处理得到待测柱面镜插值图像去噪像素；

判断所述待测柱面镜插值图像去噪像素是否大于图像灰度阈值，若是，则利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取待测柱面镜缺陷检测结果，否则，不进行处理；

其中，所述图像灰度阈值范围为9-11，所述标准柱面镜为无缺陷柱面镜。

5.如权利要求4所述的一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，利用标准柱面镜基于双向光源采集标准柱面镜图像作为检测模板包括：

利用标准柱面镜基于双向光源分别采集标准柱面镜设置于待测柱面镜中各位置的图像作为检测模板。

6.如权利要求5所述的一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，利用标准柱面镜基于双向光源分别采集标准柱面镜设置于待测柱面镜中各位置的图像作为检测模板包括：

当待测柱面镜为一个时，利用所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜位置的左侧图像得到标准柱面镜左侧图像；

利用所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜位置的右侧图像得到标准柱面镜右侧图像；

当待测柱面镜为多个时，利用所述双向光源的左侧光源开启、右侧光源关闭后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜各位置的左侧图像得到标准柱面镜左侧图像组；

利用所述双向光源的左侧光源关闭、右侧光源开启后，采集标准柱面镜位于待测柱面镜各位置的右侧图像得到标准柱面镜右侧图像组；

利用标准柱面镜左侧图像、右侧图像作为检测模板或标准柱面镜左侧图像组、右侧图像组作为检测模板。

7.如权利要求4所述的一种柱面镜缺陷检测方法，其特征在于，所述利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取待测柱面镜缺陷检测结果包括：

利用待测柱面镜插值图像去噪像素获取所述待测柱面镜插值图像去噪像素的对应待测柱面镜缺陷位置；

利用所述待测柱面镜缺陷位置作为待测柱面镜缺陷检测结果。

8.一种柱面镜缺陷检测装置，其特征在于，包括：

相机与双向光源，所述相机设置于待测柱面镜组正上方，所述双向光源设置于相机与待测柱面镜组间，所述双向光源包括左侧光源与右侧光源，所述左侧光源与右侧光源相对待测柱面镜组倾斜45度。

Images