[發明專利]一種浮法玻璃波筋在線檢測方法

有效

• 申請號: 201410259639.1
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104111040A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 謝經明;李安定;陳幼平;張代林;卜凡
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01B11/16
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于工業檢測技術領域，具體涉及一種浮法玻璃波筋在線檢測方法。

背景技術

機器視覺是指用計算機來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。它是一項涉及人工智能、神經生物學、計算機科學、圖像處理、模式識別等諸多領域的綜合技術。由于機器視覺系統可以快速獲取大量信息，易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現代自動化生產過程中，機器視覺系統在工況監視、成品檢驗和質量控制等領域得到了廣泛的應用。

浮法玻璃的波筋反映了玻璃內部介質的不均勻性，通常是由于熔爐內部加熱不均或配料的局部變化引起的，是影響玻璃評級的一項重要指標；一般來說，波筋會引起輕微的光學變形，目前主要采用中華人民共和國國家標準GB11614-2009《平板玻璃》第6、7頁6.5.4光學變形檢測方法(業內俗稱斑馬法)檢測這種光學變形，所測得的表征浮法玻璃試樣光學變形程度的入射角，業內俗稱斑馬角；其測量原理如圖1(a)所示，試樣G按拉引方向垂直放置，觀察者P透過試樣觀察屏幕S上的條紋，首先讓條紋明顯變形，然后慢慢轉動試樣G直到變形消失，記錄此時玻璃法線與視角的夾角，這個入射角就是斑馬角或稱光學變形角，通常用這個角作為浮法玻璃的光學變形質量的評價指標，圖1(b)為屏幕S上的條紋圖像；圖1(a)、圖1(b)中所標注的尺寸單位為mm。

斑馬法只能對浮法玻璃的波筋進行人工離線抽檢，難以全面保證產品質量。隨著玻璃深加工工藝的不斷發展，對玻璃原板的質量要求也越來越高，波筋的人工離線抽檢方式已無法適應目前浮法玻璃等級評定的實際需要。因此，要全面保證浮法玻璃質量和提高生產效率，對浮法玻璃波筋進行在線實時檢測就顯得十分重要。

目前，國內基于機器視覺的浮法玻璃在線檢測設備可以有效檢測出玻璃生產中的氣泡、夾雜、粘錫、裂紋等常見缺陷，但對引起較小光學變形的波筋無能為力。國外的浮法玻璃自動檢測設備供應商憑著資金和硬件技術上的優勢，已經打入國內市場，例如德國的Innomess公司的光柵在線檢測系統、德國Lasor公司的2F1檢測系統、英國的Image?Automation公司、皮爾金頓玻璃公司、日本的旭硝子玻璃機械都有相應的浮法玻璃缺陷檢測系統，技術較為成熟，可以識別出波筋缺陷，但這些系統都沒有提供在線測定斑馬角的方法。

發明內容

本發明提供一種浮法玻璃波筋缺陷在線檢測方法，目的在于克服現有浮法玻璃檢測設備不能在線檢測玻璃斑馬角的不足，以有效檢測出浮法玻璃生產中的波筋缺陷，并在線實時測定玻璃的斑馬角。

本發明所提供的一種浮法玻璃波筋缺陷在線檢測方法，其特征在于，其包括下述步驟：

(1)設置檢測系統步驟：在光路中，依次設置LED光源、第一光柵G1、第二光柵G2和CCD相機，所述第一、第二光柵的周期相同，平行放置，第一光柵G1貼近LED光源安裝，使LED光源近似平行入射，第二光柵G2位于第一光柵G1的泰伯成像平面處并位于CCD相機的一倍焦距之內，調整至CCD相機能夠得到第二光柵G2的清晰放大虛像；

將待測玻璃帶放置于第一光柵G1和第二光柵G2之間且三者平行，CCD相機輸出透過第二光柵G2形成的莫爾條紋灰度圖像；

(2)預先建立映射表步驟：

預先建立閾值-灰度映射表和梯度-斑馬角映射表：閾值-灰度映射表包括分割閾值表項和平均灰度表項，分割閾值表項包括各幅莫爾條紋灰度圖像的分割閾值，平均灰度表項包括與所述各分割閾值對應的各幅莫爾條紋灰度圖像的平均灰度；梯度-斑馬角映射表包括梯度表項和斑馬角表項，梯度表項包括各莫爾條紋灰度圖像的梯度最大值，斑馬角表項包括與所述各梯度最大值對應的各浮法玻璃試樣的斑馬角；

(3)邊緣檢測步驟：

采用Kirsch算子計算莫爾條紋灰度圖像中各像素點的最大卷積值，得到卷積值灰度圖像；

(4)閾值分割步驟：對卷積值灰度圖像進行閾值分割，得到二值化圖像；

(5)去除圖像噪聲步驟：使用去噪閾值分割二值化圖像，去除二值化圖像的噪聲，得到去噪二值化圖像；

(6)條紋細化步驟：計算條紋的中點，對去噪二值化圖像進行細化，得到細化條紋圖像；

(7)計算斑馬角步驟：計算細化條紋圖像中各相鄰條紋線之間的不同寬度，再在莫爾條紋灰度圖像中計算所述不同寬度對應范圍內所有像素灰度值的和值，然后計算各和值的梯度，從中找出梯度最大值D₀；根據梯度-斑馬角映射表，計算D₀對應的斑馬角A₀。