CN116519715A - 一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法，捕获装置被安装在用于透明板材的传送***中，捕获装置包括：采集装置、点光源***、幕布、控制器；点光源***和幕布之间设置有待获取影子图像的透明板材，点光源***与采集装置位于待获取影子图像的透明板材的同一侧，采集装置与所述控制器通讯连接；采集装置包括多个面阵相机，全部面阵相机的视野覆盖整个待获取影子图像的透明板材的宽度，控制器用于根据透明板材的参数信息控制采集装置的曝光时序，任意相邻的面阵相机不同时曝光。根据本发明提供的方法，通过程序控制曝光的时序，保证任意相邻两相机至少间隔相机所需的曝光时间进行拍照从而获取清晰的缺陷影子图像。

Description

一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法

技术领域

本发明涉及图像技术领域，具体涉及一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，玻璃等透明板材被广泛应用于建筑、家具、家电、汽车等行业，因此需要对透明板材中的微缺陷(例如0.08mm)进行检测。实际中，影子是由于物体遮住了光的传播，不能穿过不透明物体而形成的较暗区域，由本影和半影组成。本影是指发光体所发出光线被非透明物体全部阻挡后形成的暗影，而半影是部分阻挡形成的暗影，又称为模糊阴影。在光源和物体外形不变的情况下，物体距离光源越远产生的半影就越小，影子也就越清晰，反之产生的半影就越大，影子也越模糊。

对于工业面阵相机，如果需要获取移动物体的清晰图像，物体越小需要的曝光时间越短，速度越快需要的曝光时间也越短，否则就会出现拖尾现象，不能形成清晰的图像。

在实际应用中，待检测的透明板材的板面尺寸往往比较大，有的甚至需要检测宽3.66米、长18米的单块巨幅板材。按照常规技术需要在板材宽度方向上布置多个工业面阵相机，在板材运动方向上间隔一定时间拍摄一组照片，然后对所有照片进行处理，拼接成计算机能够处理的图片。

如果拍摄的是实际物体，需要用条形面光源并保证足够的光强，获取物体清晰图片。但是如果要拍摄微小缺陷的影子，使用条形面光源，由于点缺陷形成的半影面积远远大于本影的面积，此时就不能形成清晰的影子，甚至看不到影子。如果选用单个发光面积较小的点光源，那么整个板宽的所有相机就没有足够的光强形成满足计算机处理的图像。如果每个相机配备1个光源，那么点缺陷就会形成多个干扰影子，获取的图像也不能应用于图像处理。所以如何获取清晰缺陷影子图像是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

因此，本发明提供的一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法，克服了现有技术中不能获取透明板材清晰缺陷影子图像的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置，所述捕获装置被安装在用于透明板材的传送***中，所述传送***包括至少一个处理站以及用于在处理期间将所述透明板材从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机，所述捕获装置包括：采集装置、点光源***、幕布、控制器；

所述点光源***和所述幕布之间设置有待获取影子图像的透明板材，所述点光源***与所述采集装置位于待获取影子图像的透明板材的同一侧，所述采集装置与所述控制器通讯连接；

所述采集装置包括多个面阵相机，全部所述面阵相机的视野覆盖整个待获取影子图像的透明板材的宽度，所述控制器用于根据透明板材的参数信息控制采集装置的曝光时序，任意相邻的面阵相机不同时曝光，所述参数信息包括：透明板材的移动速度、位置及厚度。

在一实施例中，当所述点光源***与所述采集装置位于待获取影子图像的透明板材的同一侧时，所述幕布为非透明的幕布；当所述点光源***与所述采集装置位于待获取影子图像的透明板材的异侧时，所述幕布为半透明幕布。

在一实施例中，所述点光源***由多个点光源组合而成，所述多个点光源根据预设的光照模式进行亮灭。

在一实施例中，所述多个点光源之间间隔预设距离。

在一实施例中，所述采集装置的个数和空间分布按照不同的需要而变化，每个面阵相机与预设数目的点光源组合。

在一实施例中，每个面阵相机曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭。

在一实施例中，当全部面阵相机曝光后，透明板材从当前站传送到下一个站，并继续进行后续的透明板材影子图像的采集。

第二方面，本发明实施例提供一种透明板材缺陷影子图像的捕获方法，基于第一方面的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，所述捕获方法包括：

步骤1：透明板材在当前处理站时，点光源根据预设光照模式启动工作；

步骤2：采集装置曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭；

步骤3：当采集装置中的全部面阵相机曝光后，以得到当前处理站透明板材目标区域的影子图像；

步骤4：透明板材从当前处理站传送到下一个处理站，转入步骤1。

在一实施例中，所述预设光照模式包括：面阵相机曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭，基于相邻的面阵相机不能同时曝光，相邻面阵相机的两个组合光源在相机曝光期间不能同时发光。

在一实施例中，预设光照模式还包括：控制点光源在不同时间和空间上进行亮灭，所述多个面阵相机分别在与其组合的点光源发光时以采集透明板材的影子图像。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明公开了一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法，全部面阵相机的视野覆盖整个待获取影子图像的透明板材的宽度，可以根据透明板材的宽度增减相机，使得需要检测的透明板材宽度可以任意选择。

2.本发明公开了一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法，由于任意相邻的两相机不能同时曝光拍照，相邻相机的光源不会在本相机区域形成干扰影子，此时获取的缺陷图像有利于计算机对其进行处理。

3.本发明公开了一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置及捕获方法，由于相机的曝光时间非常短，光源亮灯时间缩短，其产生的热量也很少，相比常亮模式，所采取的散热措施相对较少，耗用的电能也较少。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种透明板材缺陷影子图像的捕获方法的一个具体示例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供的一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置，本发明提供的捕获装置被安装在用于透明板材的传送***中，传送***包括至少一个处理站以及用于在处理期间将透明板材从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机。本发明实施例以透明板材为尺寸较大的玻璃板面作为示例，板材的大小在此不作限制，根据实际情况进行相应选取。

在本发明实施例中，如图1所示，捕获装置包括：采集装置、点光源***、幕布、控制器。采集装置与控制器通讯连接，点光源***和幕布之间设置有待获取影子图像的透明板材。采集装置包括多个面阵相机，全部面阵相机的视野覆盖整个待获取影子图像的透明板材的宽度，相机与相机之间的拍照区域有少量的重叠，所有相机的拍摄宽度超过透明板材的最大宽度。每个面阵相机都有独立的光源***，可以根据透明板材的宽度增减相机，使得需要检测的透明板材宽度可以任意选择，不受板宽限制。

控制器用于根据透明板材的参数信息控制采集装置的曝光时序，任意相邻的面阵相机不能同时曝光，此时相邻相机的点光源不会在本相机区域形成干扰影子，获取的缺陷影子图像有利于计算机对图像进行处理，以免产生干扰。参数信息包括：透明板材的移动速度、位置及厚度。

实际应用中当点光源***与采集装置可以位于待获取影子图像的透明板材的同一侧或异侧时，图1中以位于同一侧作为示例说明，当点光源***与采集装置位于待获取影子图像的透明板材位于同一侧时，幕布为非透明的幕布，例如可以采用白色漫反射幕布；当点光源***与采集装置位于待获取影子图像的透明板材的异侧时，幕布为半透明幕布，以便在幕布的背面能够拍摄到影子。非透明的幕布、半透明幕布的选取在此不作限制，根据实际情况进行相应的选取。

在本发明实施例中，全部面阵相机的视野覆盖整个待获取影子图像的透明板材的宽度，可以根据透明板材的宽度增减相机，使得需要检测的透明板材宽度可以任意选择。

在本发明实施例中，点光源***由多个点光源组合而成，多个点光源根据预设的光照模式进行亮灭，多个点光源之间间隔预设距离，在空间上多个点光源以不同的形式排列，仅以此举例，不以此为限，在实际中根据实际情况选取相应的预设距离。由于相机光源只负责对单台相机进行照明，照亮的区域也相对较小，其所需光源的光强也相对较小，因此选用发光面积小的点光源，光源发光面积越小，点缺陷形成的半影就越小，影子图像就越清晰。

在本发明实施例中，采集装置的个数和空间分布按照不同的需要而变化，每个面阵相机与预设数目的点光源组合。与每个面阵相机组合的点光源的数目在此不作限制，根据实际情况选取相应的数目。一个或多个点光源会形成相应的影子图像，这些影子图像的特征明显且规律，有利于计算机对图像进行处理匹配缺陷特征。每个面阵相机曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭。由于相机的曝光时间非常短，点光源亮灯时间也会缩短，其产生的热量也会减少，相比常亮模式，所采取的散热措施相对较少，耗用的电能也较少。

在一具体实施例中，如图2所示，为透明板材缺陷影子图像的捕获装置的俯视图，每个面阵相机配有预设数目的点光源，点光源的空间和位置信息在此不作限制，仅以此举例示意。

在本发明实施例中，当全部面阵相机曝光后，透明板材从当前站传送到下一个站，并继续进行后续的透明板材影子图像的采集。

在一具体实施例中，为了获取玻璃全板面的图像，控制器根据玻璃移动速度、位置以及厚度等参数来控制面阵相机的曝光，一种优选的曝光时序是玻璃移动到相机位置时，按照相机编号奇偶数分为两组，两组相机依次曝光，曝光的时间间隔大于相机曝光的时间，待所有相机全部曝光一轮后，再间隔一定时间启动另一轮曝光，直到玻璃板离开相机拍照区域。

当相机布置间距较小时，另一种曝光时序是玻璃移动到相机位置时，按照相机编号1#4#7#...、2#5#8#...、3#6#9#...分为三组，三组间隔一定时间依次曝光，待所有相机全部曝光一轮后，再间隔一定时间启动另一轮曝光，直到玻璃板离开相机拍照区域。相机的曝光时序再次不作限制，根据实际情况进行相应变化。

本发明实施例提供的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，每个面阵相机配套一个或多个闪亮点光源作为曝光光源，通过程序控制曝光的时序，保证任意相邻两相机至少间隔相机所需的曝光时间进行拍照从而获取清晰的影子图像。

实施例2

本发明实施例提供的一种透明板材缺陷影子图像的捕获方法，如图3所示，基于实施例1的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，所述捕获方法包括：

步骤1：透明板材在当前处理站时，点光源根据预设光照模式启动工作。

步骤2：采集装置曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭。

步骤3：当采集装置中的全部面阵相机曝光后，以得到当前处理站透明板材目标区域的影子图像。

步骤4：透明板材从当前处理站传送到下一个处理站，转入步骤1。

在本发明实施例中，预设光照模式包括：面阵相机曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭，基于相邻的面阵相机不能同时曝光，可设置曝光的时间间隔大于相机曝光的时间，相邻面阵相机的两个组合光源在相邻相机曝光期间不能同时发光。控制点光源在不同时间和空间上进行亮灭，多个面阵相机分别在与其组合的点光源发光时以采集透明板材的影子图像。

在本发明实施例中，预设光照模式可以提前根据相机的曝光时序进行设定，也可以让点光源***与控制器连接，通过控制器进行控制。点光源***的连接方式在此不作限制，根据实际情况进行相应的连接。

本发明实施例中提供的透明板材缺陷影子图像的捕获方法，捕获透明板材影子图像的板宽不受限制，由于相机的曝光时间非常短，光源亮灯时间缩短，其产生的热量也很少，相比常亮模式，所采取的散热措施相对较少，耗用的电能也较少。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种透明板材缺陷影子图像的捕获装置，所述捕获装置被安装在用于透明板材的传送***中，所述传送***包括至少一个处理站以及用于在处理期间将所述透明板材从一个站传送到另一个站的一个或多个传送机，其特征在于，所述捕获装置包括：采集装置、点光源***、幕布、控制器；

所述点光源***和所述幕布之间设置有待获取影子图像的透明板材，所述点光源***与所述采集装置位于待获取影子图像的透明板材的同一侧，所述采集装置与所述控制器通讯连接；

所述采集装置包括多个面阵相机，全部所述面阵相机的视野覆盖整个待获取影子图像的透明板材的宽度，所述控制器用于根据透明板材的参数信息控制采集装置的曝光时序，任意相邻的面阵相机不同时曝光，所述参数信息包括：透明板材的移动速度、位置及厚度。

2.根据权利要求1所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，其特征在于，当所述点光源***与所述采集装置位于待获取影子图像的透明板材的同一侧时，所述幕布为非透明的幕布；当所述点光源***与所述采集装置位于待获取影子图像的透明板材的异侧时，所述幕布为半透明幕布。

3.根据权利要求1所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，其特征在于，所述点光源***由多个点光源组合而成，所述多个点光源根据预设的光照模式进行亮灭。

4.根据权利要求3所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，其特征在于，所述多个点光源之间间隔预设距离。

5.根据权利要求4所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，其特征在于，所述采集装置的个数和空间分布按照不同的需要而变化，每个面阵相机与预设数目的点光源组合。

6.根据权利要求5所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，其特征在于，每个面阵相机曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭。

7.根据权利要求1-6任一所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，其特征在于，当全部面阵相机曝光后，透明板材从当前站传送到下一个站，并继续进行后续的透明板材影子图像的采集。

8.一种透明板材缺陷影子图像的捕获方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一所述的透明板材缺陷影子图像的捕获装置，所述捕获方法包括：

步骤1：透明板材在当前处理站时，点光源根据预设光照模式启动工作；

步骤2：采集装置曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭；

步骤3：当采集装置中的全部面阵相机曝光后，以得到当前处理站透明板材目标区域的影子图像；

步骤4：透明板材从当前处理站传送到下一个处理站，转入步骤1。

9.根据权利要求8所述的透明板材缺陷影子图像的捕获方法，其特征在于，所述预设光照模式包括：面阵相机曝光前与其组合的点光源启动发光，曝光结束后与其组合的点光源关闭，基于相邻的面阵相机不能同时曝光，相邻面阵相机的两个组合光源在相机曝光期间不能同时发光。

10.根据权利要求9所述的透明板材缺陷影子图像的捕获方法，其特征在于，预设光照模式还包括：控制点光源在不同时间和空间上进行亮灭，所述多个面阵相机分别在与其组合的点光源发光时以采集透明板材的影子图像。