透明材料缺陷检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种透明材料缺陷检测系统及方法，该系统包括：至少一个检测单元，包括成像装置和组合光源，成像装置用于对透明材料进行成像扫描；组合光源，用于提供多种照明模式；至少一个面镜成像组件，用于对透明材料缺陷进行虚拟成像；传送装置，用于使得透明材料与检测单元间产生相对移动；控制器，用于控制各种照明模式的分时切换及成像装置的图像采集；处理器，与控制器及至少一个成像装置通信连接。其实现了对透明材料缺陷的多通道图像采集，相较于现有的缺陷检测系统，极大地丰富了图像采集的信息量，提高了缺陷信息的准度和精度，提高了透明材料缺陷的检出率和识别率，便于后续对产品缺陷的具体三维位置的分析及产品的缺陷种类分析。

Defect detection system and method for transparent materials

The present invention discloses a transparent material defect detection system and method, which includes at least one detection unit, including imaging device and combined light source, imaging device for imaging scanning of transparent material, combined light source for providing a variety of lighting modes, at least one mirror image component for transparency. A virtual image of a material defect; a transmission device for making a relative movement between the transparent material and the detection unit; the controller is used to control the time sharing switching of various lighting modes and the image acquisition of the imaging device; the processor is connected to a controller and at least one imaging device. In fact, the multi-channel image acquisition of the defect of transparent material is realized. Compared with the existing defect detection system, it greatly enriches the information amount of the image collection, improves the accuracy and accuracy of the defect information, improves the detection rate and recognition rate of the defects of the transparent material, and facilitates the analysis of the specific three-dimensional position of the product defects in the follow-up. And the analysis of the defects of the products.

【技术实现步骤摘要】
透明材料缺陷检测系统及方法
本专利技术涉及透明材料检测领域，特别地，涉及一种透明材料缺陷检测系统及方法。
技术介绍
在透明材料(如平板玻璃、无机玻璃、有机玻璃、亚克力等)生产过程中，质量控制是一个重要环节。目前，很多生产工艺没有自动化检测设备，靠人工检测控制质量。但人工检测缺陷的方法存在如下问题：如漏检，误检等，对玻璃产出质量控制标准不一致，主观因素多；不能实时得到所需质量数据，不便于质量数据的统计、查询；检出的效率低，自动化程度低，成本高。现有技术中亦存在一些透明材料自动检测设备，虽然检测设备可检测到透明材料的缺陷，但无法在线识别出缺陷所在透明材料内的三维相对位置，无法适用于表面粗糙、凹凸不平等异形透明材料，使用者无法获得缺陷在透明材料的直观分布，无法对非平板透明材料进行检测。然而，缺陷在材料中的三维相对位置是指导分析缺陷成因、指导材料生产工艺的调整和材料成品分等分级的重要指标。为了对产品进行上述相关分析，往往需要离线取样缺陷，然而离线分析透明材料的缺陷的三维相对位置导致其实时性差、反应速度慢，且大大影响生产作业效率及产品成品率。为了从源头上改善透明材料生产的质量问题，亟需设计一种新型的透明材料缺陷检测系统，以满足在线对透明材料的缺陷的三维相对位置的实时检测。更进一步地，亟需提供一种适用于表面粗糙、凹凸不平等异形透明材料的检测系统和方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种透明材料缺陷检测系统及方法，以解决现有的透明材料的缺陷检测系统采集的图像数据受限、无法满足高精度缺陷检测需求的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供一种透明材料缺陷检测系统，包括：至少一个检测单元，其包括成像装置和组合光源，成像装置用于对透明材料进行成像扫描；组合光源，用于给透明材料进行缺陷检测时通过分时切换照明提供多种照明模式；至少一个面镜成像组件，用于与至少一个检测单元配合，辅助至少一个成像装置对透明材料进行联合成像模式下的成像扫描；传送装置，用于使得透明材料与检测单元间产生相对移动；控制器，用于控制组合光源照明模式的分时切换及至少一个成像装置在相应照明模式下的图像采集；处理器，与控制器及至少一个成像装置通信连接，用于生成控制指令给控制器并接收至少一个成像装置生成的图像数据。进一步地，组合光源包括：反射亮光源、反射暗光源、透射亮光源、透射暗光源及远射暗光源中的一种或者多种。进一步地，成像装置包括用于收集光信号并将光信号转换为电信号的成像组件，成像组件为CCD线阵成像组件或者CMOS线阵成像组件或者其他线阵成像组件；面镜成像组件为低透光率镀膜反光镜。进一步地，成像装置的数量为多个，多个成像装置设置于透明材料的上方和/或下方。进一步地，面镜成像组件设有用于控制其角度的角度切换机构，角度切换机构用于在控制器控制下切换面镜成像组件工作以进入联合成像模块式或者面镜成像组件不工作以进入成像装置独立工作对应的独立成像模式。进一步地，透明材料为平板透明材料或者表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料。进一步地，至少一个成像装置在控制器的控制下对透明材料在不同照明模式照明时进行连续扫描，得到关于透明材料的P个图像采集通道；其中，P为图像采集通道数量，x为成像装置数量，k为面镜成像组件数量，N为照明模式数量。进一步地，本专利技术处理器还包括：缺陷判断模块，用于根据接收的多个图像采集通道对应的各图像数据，并判定出透明材料表面和/或内部的缺陷。进一步地，本专利技术处理器还包括：三维定位模块，用于获取缺陷对应的三维相对位置信息和透明材料对应的三维建模图形，构建出缺陷在透明材料中的三维分布图。根据本专利技术的另一方面，还提供一种透明材料缺陷检测方法，包括：控制组合光源照射透明材料，通过组合光源间的不同组合分时切换提供不同的照明模式；传送装置使透明材料相对组合光源、至少一个成像装置和至少一个面镜成像组件相对移动；控制至少一个成像装置在透明材料被照明时对其进行连续扫描，从而使得至少一个成像装置在独立成像模式和联合成像模式下与组合光源构成关于透明材料的P个图像采集通道；其中，P为图像采集通道数量，x为成像装置数量，k为面镜成像组件数量，N为照明模式数量。进一步地，在独立成像模式下，对于平板透明材料，获得缺陷的实像信息、自身镜面反射面中成像的缺陷虚像信息，对于表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料，获得缺陷的实像信息；在联合成像模式下，对于平板透明材料，获得缺陷的实像信息、自身镜面反射面中成像的缺陷虚像信息、缺陷在面镜成像组件中成像的缺陷虚像信息，对于表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料，获得缺陷的实像信息及缺陷在面镜成像组件中成像的缺陷虚像信息。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术透明材料缺陷检测系统及方法，通过引入至少一个面镜成像组件，使得检测单元在控制器的控制下具有独立成像模式及联合成像模式，且配合组合光源的提供的多种照明模式，可以实现对透明材料缺陷的多通道图像采集，相较于现有的缺陷检测系统，极大地丰富了图像采集的信息量，提高了缺陷信息的准度和精度，提高了透明材料缺陷的检出率和识别率，便于后续对产品缺陷的具体三维位置的分析及产品的缺陷种类分析，利于提高透明材料的在线加工质量，具有广泛的应用价值。本专利技术透明材料缺陷检测系统及方法，通过引入至少一个面镜成像组件，使得检测单元可以适应表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料、透明液体，突破现有技术仅适用于平板透明材料的局限。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例透明材料缺陷检测系统的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例透明材料中缺陷成像的原理示意图。附图标记：1、成像装置；2、镜头；3、反射亮光源；4、反射暗光源；5、透射暗光源；6、透射亮光源；7、远射暗光源；8、计算机；9、相机与光源同步控制器；10、低透光率镀膜反光镜；11、同步控制器通信线缆；12、相机数据通信线缆；13、同步控制器通信线缆；14、反射亮光源光线；15、反射暗光源光线；16、透射暗光源光线；17、透射亮光源光线；18、远射暗光源光线；19、被检测透明材料；R1、缺陷；M1、透明材料下表面；M2、反光镜下表面；VI1、缺陷在透明材料下表面的镜像；VI2、缺陷在反光镜的镜像。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术优选实施例提供了一种透明材料缺陷检测系统，本实施例透明材料缺陷检测系统包括：至少一个检测单元，其包括成像装置和组合光源，其中，成像装置用于对透明材料进行成像扫描；组合光源，用于给透明材料进行缺陷检测时提供多种照明模式；至少一个面镜成像组件，用于与至少一个检测单元配合，辅助至少一个成像装置对透明材料进行联合成像模式下的成像扫描；传送装置，用于使得透明材料与至少一个检测单元间产生相对移动；控制器，用于控制组合光源照明模式的分时切换及至少一个成像装置在相应照明模式下的对被测透明材料进行扫描；处理器，与控制器及至少一个成像装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明材料缺陷检测系统，其特征在于，包括：至少一个检测单元，其包括成像装置和组合光源，所述成像装置用于对所述透明材料进行成像扫描；所述组合光源，用于给所述透明材料进行缺陷检测时提供多种照明模式；至少一个面镜成像组件，用于与所述至少一个检测单元配合，辅助至少一个成像装置对所述透明材料进行联合成像模式下的成像扫描；传送装置，用于使得所述透明材料与所述检测单元间产生相对移动；控制器，用于控制所述组合光源各种照明模式的分时切换及所述至少一个成像装置在相应照明模式下的图像采集；处理器，与所述控制器及所述至少一个成像装置通信连接，用于生成控制指令给所述控制器并接收所述至少一个成像装置生成的图像数据。

【技术特征摘要】
1.一种透明材料缺陷检测系统，其特征在于，包括：至少一个检测单元，其包括成像装置和组合光源，所述成像装置用于对所述透明材料进行成像扫描；所述组合光源，用于给所述透明材料进行缺陷检测时提供多种照明模式；至少一个面镜成像组件，用于与所述至少一个检测单元配合，辅助至少一个成像装置对所述透明材料进行联合成像模式下的成像扫描；传送装置，用于使得所述透明材料与所述检测单元间产生相对移动；控制器，用于控制所述组合光源各种照明模式的分时切换及所述至少一个成像装置在相应照明模式下的图像采集；处理器，与所述控制器及所述至少一个成像装置通信连接，用于生成控制指令给所述控制器并接收所述至少一个成像装置生成的图像数据。2.根据权利要求1所述的透明材料缺陷检测系统，其特征在于，所述组合光源包括：反射亮光源、反射暗光源、透射亮光源、透射暗光源及远射暗光源中的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的透明材料缺陷检测系统，其特征在于，所述成像装置包括用于收集光信号并将光信号转换为电信号的成像组件，所述成像组件为CCD线阵成像组件或者CMOS线阵成像组件或者其他线阵成像组件；所述面镜成像组件为低透光率镀膜反光镜。4.根据权利要求3所述的透明材料缺陷检测系统，其特征在于，所述成像装置的数量为多个，多个所述成像装置设置于所述透明材料的上方和/或下方。5.根据权利要求4所述的透明材料缺陷检测系统，其特征在于，所述面镜成像组件设有用于控制其角度的角度切换机构，所述角度切换机构用于在所述控制器控制下切换所述面镜成像组件工作以进入联合成像模块式或者所述面镜成像组件不工作以进入所述成像装置独立工作对应的独立成像模式。6.根据权利要求1所述的透明材料缺陷检测系统，其特征在于，所述透明材料为平板透明材料或者表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料。7.根据权利要求1所述的透明材料缺陷检测系统，其特征在于，所述至少一个成像装置在所述控制器的控制下对所述透明材料在不同照明模式照明时进行连续扫描，得到关于所述透明材料的P个图像采集通道；

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应龙，吴旭，张玄，樊江宁，彭瑜，王高娟，马中峰，
申请(专利权)人：湖南科创信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43