CN111751386A - 机器视觉光学检测***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开机器视觉光学检测***及方法，用于检测透明板体是否存在表面缺陷和/或内部缺陷，所述透明板体具有板体顶面、平行于所述板体顶面的板体底面及所述板体顶面与所述板体底面间的板体侧面，包含有，准直光源，其布置于所述透明板体的所述板体侧面侧，所述准直光源对准于所述板体侧面，所述准直光源所形成的准直光束以平行于所述板体顶面的方式穿过所述板体侧面进入所述透明板体的内部；以及，机器视觉相机，其布置于所述透明板体的所述板体顶面侧，所述机器视觉相机用于图像摄取所述透明板体。本发明的有益效果在于：利用本检测***，可有效地区分透明板体的缺陷是表面缺陷还是内部缺陷，大大提高产品检测的精确性。

Description

机器视觉光学检测***及方法
技术领域
本发明涉及机器视觉领域，特别地是，机器视觉光学检测***及方法。
背景技术
目前，现有的机器视觉光学检测***已经能够检测出透明板体（比如，玻璃）是否存在缺陷，但是还无法区分所存在的缺陷是灰尘、杂质等表面缺陷，还是气泡、结实、杂质等内部缺陷。其中，灰尘、杂质等表面缺陷是可以后期经过清洗、人工擦拭等方式来去除，即，表面缺陷不影响产品质量。然而，气泡、结实、杂质等内部缺陷会影响产品质量，需根据行业标准进行分级或报废处理。故，区分透明板体中缺陷的形成位置对于透明板体的质量检测是非常有必要的。
发明内容
本发明要解决现有技术中机器视觉光学检测***无法区分透明板体的表面缺陷及内部缺陷，提供一种新型的机器视觉光学检测***及方法。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：机器视觉光学检测***，用于检测透明板体是否存在表面缺陷和/或内部缺陷。所述透明板体具有板体顶面、平行于所述板体顶面的板体底面及所述板体顶面与所述板体底面间的板体侧面。所述机器视觉光学检测***，包含有，
准直光源，其布置于所述透明板体的所述板体侧面侧，所述准直光源对准于所述板体侧面，所述准直光源所形成的准直光束以平行于所述板体顶面的方式穿过所述板体侧面进入所述透明板体的内部；以及，
机器视觉相机，其布置于所述透明板体的所述板体顶面侧，所述机器视觉相机用于图像摄取所述透明板体。
作为机器视觉光学检测***的优选方案，所述准直光源为点激光、线激光或面激光。
作为机器视觉光学检测***的优选方案，所述准直光源为白光或除白光以外的其他单色光。
作为机器视觉光学检测***的优选方案，所述机器视觉相机为面阵相机或线扫相机。
本发明还涉及机器视觉光学检测方法，包含有以下步骤，
提供机器视觉光学检测***；
所述准直光源所形成的准直光束以平行于所述板体顶面的方式经过所述板体侧面进入所述透明板体的内部；
所述机器视觉相机图像摄取所述透明板体以获得关于所述透明板体的光学检测图像；以及，
根据所述光学检测图像，判断所述透明板体是否存在表面缺陷和/或内部缺陷。
作为机器视觉光学检测方法的优选方案，所述准直光束的光斑大小与所述板体侧面的厚度相当，使得所述准直光束的光斑能够正好完整覆盖所述板体侧面，进而所述机器视觉相机仅需执行一次图像摄取。
作为机器视觉光学检测方法的优选方案，所述准直光束的光斑大小小于所述板体侧面的厚度，使得所述准直光束的光斑未能完整覆盖所述板体侧面，向上或向下移位所述透明板体与所述准直光源中的一者，以确保所述准直光束的光斑完整经过所述板体侧面，进而所述机器视觉相机需执行多次图像摄取。
作为机器视觉光学检测方法的优选方案，若所述光学检测图像中存在亮点，则表明所述透明板体于所述亮点处存在内部缺陷。
作为机器视觉光学检测方法的优选方案，若所述光学检测图像中存在黑点，则表明所述透明板体于所述黑点处存在表面缺陷。
作为机器视觉光学检测方法的优选方案，若所述光学检测图像中表现为均匀辉度，则表明所述透明板体不存在表面缺陷及内部缺陷。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：利用本检测***，可有效地区分透明板体的缺陷是表面缺陷还是内部缺陷，大大提高产品检测的精确性。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将连接附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的方法流程图。
图3为本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参见图1至3，图中示出的机器视觉光学检测***用于检测透明板体1是否存在表面缺陷101和/或内部缺陷102。其中，所述透明板体1为单一透明材料（诸如，玻璃）。所述透明板体1具有板体顶面11、平行于所述板体顶面11的板体底面12及所述板体顶面11与所述板体底面12间的板体侧面13。本实施例中，所述板体侧面13为所述透明板体1的右侧面。
所述机器视觉光学检测***由准直光源2及机器视觉相机3（含镜头）等部件组成。
所述准直光源2布置于所述透明板体1的所述板体侧面13侧。本实施例中，所述准直光源2布置于所述透明板体1的右侧。所述准直光源2对准于所述板体侧面13。所述准直光源2所形成的准直光束向左以平行于所述板体顶面11的方式穿过所述板体侧面13进入所述透明板体1的内部。所述准直光源2具有准直性好的特点，可选用点激光、线激光、面激光或其他。所述准直光源2为白光或除白光以外的其他单色光。所述准直光源2可以是单个独立光源，也可以由多个独立光源组成的光源组。
所述机器视觉相机3布置于所述透明板体1的所述板体顶面11侧。本实施例中，所述机器视觉相机3布置于所述透明板体1的正上方。所述机器视觉相机3的镜头向下设置。所述机器视觉相机3用于图像摄取所述透明板体1。所述机器视觉相机3为面阵相机或线扫相机。
再请参见图2，所述机器视觉光学检测***的检测方法，如下：
所述准直光源2所形成的准直光束以平行于所述板体顶面11的方式经过所述板体侧面13进入所述透明板体1的内部。所述机器视觉相机3图像摄取所述透明板体1以获得关于所述透明板体1的光学检测图像。
若所述光学检测图像中存在亮点，则表明所述透明板体1于所述亮点处存在所述内部缺陷102。原因在于，请参见图3，所述透明板体1中若有所述内部缺陷102时，当所述准直光束到达所述内部缺陷102后会形成各个方向反射，其中有部分会向上穿过所述板体顶面11，即在所述光学检测图像上产生所述亮点。
若所述光学检测图像中存在黑点，则表明所述透明板体1于所述黑点处存在所述表面缺陷101。原因在于，请参见图3，所述透明板体1中若有所述表面缺陷101时，由于所述准直光束仅在所述透明板体1的内部通过，所述表面缺陷101处在所述板体顶面11，形成遮挡部以遮挡光线进入所述机器视觉相机3，即在所述光学检测图像上产生所述黑点。
若所述光学检测图像中表现为均匀的辉度（即，既没有亮点，也没有黑点），则表明所述透明板体1不存在表面缺陷101及内部缺陷102。
本实施例中，所述准直光束的光斑大小与所述板体侧面13的厚度相当，使得所述准直光束的光斑能够正好完整覆盖所述板体侧面13，所述机器视觉相机3仅需执行一次图像摄取，就可以实现对所述透明板体1的全面检测。
在另一实施例中，所述准直光束的光斑大小小于所述板体侧面13的厚度，使得所述准直光束的光斑未能完整覆盖所述板体侧面13。为了实现全面检测的目的，可向上或向下移位所述透明板体1与所述准直光源2中的一者，以确保所述准直光束的光斑能够经过整个所述板体侧面13，并且所述机器视觉相机3需配合移位执行多次图像摄取。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的后提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.机器视觉光学检测***，用于检测透明板体是否存在表面缺陷和/或内部缺陷，所述透明板体具有板体顶面、平行于所述板体顶面的板体底面及所述板体顶面与所述板体底面间的板体侧面，其特征在于，包含有，
准直光源，其布置于所述透明板体的所述板体侧面侧，所述准直光源对准于所述板体侧面，所述准直光源所形成的准直光束以平行于所述板体顶面的方式穿过所述板体侧面进入所述透明板体的内部；以及，
机器视觉相机，其布置于所述透明板体的所述板体顶面侧，所述机器视觉相机用于图像摄取所述透明板体。
2.根据权利要求1所述的机器视觉光学检测***，其特征在于，所述准直光源为点激光、线激光或面激光。
3.根据权利要求1所述的机器视觉光学检测***，其特征在于，所述准直光源为白光或除白光以外的其他单色光。
4.根据权利要求1所述的机器视觉光学检测***，其特征在于，所述机器视觉相机为面阵相机或线扫相机。
5.机器视觉光学检测方法，其特征在于，包含有以下步骤，
提供权利要求1至4中任意一项所述的机器视觉光学检测***；
所述准直光源所形成的准直光束以平行于所述板体顶面的方式经过所述板体侧面进入所述透明板体的内部；
所述机器视觉相机图像摄取所述透明板体以获得关于所述透明板体的光学检测图像；以及，
根据所述光学检测图像，判断所述透明板体是否存在表面缺陷和/或内部缺陷。
6.根据权利要求5所述的机器视觉光学检测方法，其特征在于，所述准直光束的光斑大小与所述板体侧面的厚度相当，使得所述准直光束的光斑能够正好完整覆盖所述板体侧面，进而所述机器视觉相机仅需执行一次图像摄取。
7.根据权利要求5所述的机器视觉光学检测方法，其特征在于，所述准直光束的光斑大小小于所述板体侧面的厚度，使得所述准直光束的光斑未能完整覆盖所述板体侧面，向上或向下移位所述透明板体与所述准直光源中的一者，以确保所述准直光束的光斑完整经过所述板体侧面，进而所述机器视觉相机需执行多次图像摄取。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的机器视觉光学检测方法，其特征在于，若所述光学检测图像中存在亮点，则表明所述透明板体于所述亮点处存在内部缺陷。
9.根据权利要求5至7中任意一项所述的机器视觉光学检测方法，其特征在于，若所述光学检测图像中存在黑点，则表明所述透明板体于所述黑点处存在表面缺陷。
10.根据权利要求5至7中任意一项所述的机器视觉光学检测方法，其特征在于，若所述光学检测图像中表现为均匀辉度，则表明所述透明板体不存在表面缺陷及内部缺陷。
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