一种钢化玻璃碎片检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于对钢化玻璃的玻璃碎片检测系统和检测方法，根据本发明专利技术的检测系统，利用曝光记录的方式，对钢化玻璃破碎实验后的碎片进行记录，并对记录图进行图像处理以实现检测，由于无杂光影响，使用本发明专利技术检测系统提高了对碎片的检测效率，避免了目视误差。

System and method for detecting toughened glass fragment

The invention discloses a method for toughened glass glass detection system and detection method, detection system according to the invention, the exposure way of toughened glass broken after the experiment pieces were recorded, and the record chart for image processing to achieve the detection, because no stray light effects, using the present detection the system improves the efficiency of detection of debris, visual error are avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种钢化玻璃碎片检测系统及检测方法
本专利技术涉及一种光学检测
，尤其涉及一种用于对钢化玻璃的碎片数量进行检测的碎片检测系统，以及检测方法。
技术介绍
钢化玻璃是在日常生活中被人们熟知的安全玻璃的一种，广泛应用在建筑、汽车、玻璃幕墙、家用玻璃制品等领域。在钢化玻璃的制作过程中，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身的抗风压性，寒暑性，冲击性等。当这种玻璃受外力破坏时，会碎裂成类似蜂窝状的钝角碎小颗粒，不易对人体造成严重的伤害。目前，对钢化玻璃的碎片测试是通过模拟钢化玻璃在冲击条件下破碎，记录破碎钢化玻璃碎片的数量和尺寸，来评价钢化玻璃破碎时碎片对人体造成伤害的可能性。不同国家对钢化玻璃的标准性规定不同，标准中涉及的碎片测试技术表征也有所不同。如按照ECER43(用于汽车玻璃窗的欧洲相关安全标准)的规定，用于汽车的钢化玻璃在ECER43规定的用于均匀钢化玻璃窗格的碎裂测试中，任何5cm×5cm面积内的碎片数量不少于40或者不多于400，对厚度为3.5mm的钢化玻璃，任何5cm×5cm面积内的碎片数量不多于450。根据上述或者类似标准的测试要求，可以看出，测试过程中都需要记录一定区域内的碎片数量、分布等。通常这样的测试依赖光学设备进行，具体的，即在按照测试标准的条件执行冲击前，玻璃被放置在一片感光纸上，一旦玻璃破碎，对感光纸进行曝光以产生生成的碎片的蓝图图像作为记录，在选定区域内的碎片的数量、形状和尺寸随后被确定，然后测量选定区域内的碎片数量、最大碎片的面积、长度和最长碎片的长度。在实际测试中，蓝图图像上的数据采集一般通过目测完成，由操作员计数并测量碎片，但是人工计数不仅效率低，而且容易出错，造成准确率低下；也有使用自动化系统完成的，但由于碎片太细小且形状不规则，测试用的光学系统往往比较复杂，成本显著增加。同时基于蓝图方法的方式由于存在较多的杂散光影响，也不利于准确的目视采集。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供了一种钢化玻璃碎片检测系统，包括：检测平台，用于放置钢化玻璃和感光部件的水平面；遮光罩单元，置于检测平台上用于遮蔽钢化玻璃上待检测区域的底部开口的罩体；照明光源，位于遮光罩单元内侧壁，以预定角度照射钢化玻璃的待检测区域；图像捕获单元，位于遮光罩单元内顶部，用以在垂直于钢化玻璃所在平面对待检测区域进行图像捕获；数据处理装置，连接至图像捕获单元，对所述图像捕获单元捕获的图像进行处理，得到玻璃碎片数量。所述照明光源固定在遮光罩单元内的顶部。所述照明光源为单光源或者多光源。所述单光源是点光源或者面光源。所述多光源是多个LED光源，多个LED光源分布在遮光罩单元内侧壁上，构成从不同方向射出光线的环状照明。还包括由两根标尺相互垂直构成的标定元件，所述标定元件可拆卸地内嵌合在遮光罩单元的底面开口；优选的，两根标尺通过各自的一个端部相交于一点。所述标定元件包括开口尺寸调节部件和/或开口位置选择部件。所述图像捕获单元为CCD传感器或者CMOS传感器，或者线性扫描光电倍增管。本专利技术的另一目的是提供了一种钢化玻璃碎片的检测方法，使用上述钢化玻璃碎片检测系统进行，包括以下步骤：(1)、将感光部件置于检测平台上，被测钢化玻璃置于感光部件上；(2)、对被测钢化玻璃进行破坏产生碎片，形成待检测区域；(3)、将遮光罩单元遮蔽住被测钢化玻璃上的待检测区域；(4)、开启照明光源照射待检测区域，同时用图像捕获单元对待检测区域进行拍摄；(5)、将步骤(4)拍摄到的图像传输到数据处理装置进行图像处理，获得钢化玻璃碎片数量的检测结果。其中步骤(5)的图像处理包括：A.对图像进行预处理，即归一化和滤波：首先对图像进行归一化，消除因照明光源亮度不均匀造成的图像明暗不均，然后对归一化后的图像进行滤波,滤除因为图像捕获单元缺陷造成的图像缺陷；B.设定边界条件：根据标定元件在预处理后的图像上随机选取一块作为分析区域；C.根据步骤B设定的分析区域，识别该分析区域的边界条件后，识别分析区域内的碎片，包括识别分析区域边界的半块玻璃碎片和分析区域内部的整块玻璃碎片，计算得到钢化玻璃碎片数量。本专利技术的钢化玻璃碎片检测系统，由于无杂光影响，因此对待检测区域可以进行高质量的光学成像，避免了操作员目测观察的误差，并且对所有标定区域进行了完整的记录，效率和准确性均得到保障。本专利技术的钢化玻璃碎片检测方法可以提高检测速度和结果的准确性,而且通过数字化管理,实现了检测结果的复现性。附图说明图1为本专利技术的钢化玻璃碎片检测系统示意图；图2为本专利技术的钢化玻璃碎片检测系统中照明光源的示意图；图3为本专利技术的钢化玻璃碎片检测系统中标定元件结构示意图；图4为本专利技术的图像处理方法的流程图；图5所示为本专利技术对图像进行图像处理前的照片；图6为用本专利技术检测方法对碎片计数的示意图；图7为用人工对碎片计数的示意图。具体实施方式本专利技术提出的钢化玻璃碎片检测系统通过提供遮光罩单元内的光学照明装置以及图像捕获单元，可获得可靠标定区域内的玻璃碎片感光图像，避免了杂光的影响。该玻璃碎片检测系统，包括：检测平台，用于放置感光部件和钢化玻璃；遮光罩单元，置于检测平台上并遮蔽待检测区域；照明光源，位于遮光罩单元内，以预定角度照射待检测区域；图像捕获单元，位于遮光罩单元内，用以在垂直于待检测区域所在表面对待测区域进行图像捕获。进一步的，所述的照明光源固定在遮光罩单元上，以进行照明。可选择的照明光源为多个LED，所述多个LED在内侧壁上以预订间隔设置，构成从不同方向入射的环状照明。为了便于根据测试标准进行操作，本专利技术的检测系统还包括标定元件，所述标定元件与遮光罩单元构成可拆卸的内嵌合，标定元件上具有开口，开口的尺寸或位置可以根据调节部件和位置选择部件进行调节或选择。优选的，图像捕获单元为电荷耦合元件CCD(Charge-coupledDevice)传感器或者互补金属氧化物半导体CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)传感器，或者线性扫描光电倍增管PMT(PhotoMultiplierTube)。还进一步包括数据处理装置，所述数据处理装置连接至图像捕获单元，对图像捕获单元捕获的图像进行处理。以下，参照附图对于本专利技术的实施例进行详细的说明。在以下的说明中，为便于理解和描述，相同的部件使用了相同的数字标号。如图1所示，本专利技术的钢化玻璃碎片检测系统，包括置于检测平台5上的遮光罩单元1、照明光源2和图像捕获单元3，其中照明光源2设置于遮光罩单元1的内侧壁上，图像捕获单元3固定在遮光罩单元1的内顶壁上，使得照明光源2和图像捕获单元3均稳定地处于遮光罩单元1内，在遮光罩单元1内壁埋设有供电线缆和数据线(未图示)，供电线缆连接至照明光源2和图像捕获单元3，用以提供工作所需的电力，数据线连接至诸如常见的CCD/CMOS/PMT等的图像捕获单元3，用以将图像捕获单元3采集的图像数据传送到后续的数据处理装置。数据处理装置可以是具有数据处理软件的通用计算机，也可以是专用的数据处理器。当数据处理装置是小型的数据处理器时，可设置在图像捕获单元3内部，此时可以省略埋设数据线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，包括：检测平台，用于放置钢化玻璃和感光部件的水平面；遮光罩单元，置于检测平台上用于遮蔽钢化玻璃上待检测区域的底部开口的罩体；照明光源，位于遮光罩单元内侧壁，以预定角度照射钢化玻璃的待检测区域；图像捕获单元，位于遮光罩单元内顶部，用以在垂直于钢化玻璃所在平面对待检测区域进行图像捕获；数据处理装置，连接至图像捕获单元，对所述图像捕获单元捕获的图像进行处理，得到玻璃碎片数量。

【技术特征摘要】
1.一种钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，包括：检测平台，用于放置钢化玻璃和感光部件的水平面；遮光罩单元，置于检测平台上用于遮蔽钢化玻璃上待检测区域的底部开口的罩体；照明光源，位于遮光罩单元内侧壁，以预定角度照射钢化玻璃的待检测区域；图像捕获单元，位于遮光罩单元内顶部，用以在垂直于钢化玻璃所在平面对待检测区域进行图像捕获；数据处理装置，连接至图像捕获单元，对所述图像捕获单元捕获的图像进行处理，得到玻璃碎片数量。2.根据权利要求1所述的钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，所述照明光源固定在遮光罩单元内的顶部。3.根据权利要求2所述的钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，所述照明光源为单光源或者多光源。4.根据权利要求3所述的钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，所述单光源是点光源或者面光源。5.根据权利要求3所述的钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，所述多光源是多个LED光源，多个LED光源分布在遮光罩单元内侧壁上，构成从不同方向射出光线的环状照明。6.根据权利要求1-5任一所述的钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，还包括由两根标尺相互垂直构成的标定元件，所述标定元件可拆卸地内嵌合在遮光罩单元的底面开口；优选的，两根标尺通过各自的一个端部相交于一点。7.根据权利要求6所述的钢化玻璃碎片检测系统，其特征在于，所述标...

【专利技术属性】
技术研发人员：包亦望，李俊峰，邱岩，刘小根，万德田，艾福强，
申请(专利权)人：中国建材检验认证集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11