[發明專利]一種3D玻璃的曲面成像方法及裝置

有效

• 申請號: 202110306789.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113029030B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 代小權;林開程;張正鋒;鄧文彬;凌仁兵
• 申請（專利權）人: 深圳市梯易易智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01N21/84;G01N21/88;G01N21/95
• 代理公司: 深圳市卓科知識產權代理有限公司 44534
• 代理人: 趙輝麗;任平

本發明公開了一種3D玻璃的曲面成像方法及裝置，包括第一線掃描相機、第二線掃描相機、機械臂、吸附部件、系統控制器、一個以上的光源、頻閃控制器以及支架；機械臂安裝在固定平臺上；支架一側設置有延伸臂；延伸臂另一端安裝第一線掃描相機；系統控制器和第二線掃描相機安裝于支架另一側；第一線掃描相機與第二線掃描相機位置相對應；機械臂另一側安裝吸附部件；一個以上的光源分設在一線掃描相機和第二線掃描相機兩側，本發明解決了傳統的玻璃檢測設備由于控制精度與靈活度不夠，控制方式不夠智能，只能對2D玻璃進行成像與檢測，無法對3D曲面玻璃進行完整清晰成像，進而無法運用機器視覺對3D曲面玻璃進行自動化檢測的問題。

技術領域

本發明涉及玻璃生產檢測設備領域，具體涉及一種3D玻璃的曲面成像方法及裝置。

背景技術

在玻璃檢測領域，采用機器視覺的方式自動化檢測玻璃的尺寸及缺陷被越來廣泛的應用，所謂機器視覺就是通過計算機來模擬人類視覺功能，讓計算機獲得相關視覺信息和加以理解，可分為“視”和“覺”兩部分，“視”是將外界信息通過成像方式轉換成數字信號反饋給計算機，清晰的成像是應用機器視覺技術關鍵的第一步。目前，采用線掃描相機可以對2D平面玻璃能完整清晰的成像，但由于傳統的檢測設備的控制精度和靈活不夠，控制方式不夠智能，無法讓3D玻璃的曲面的待掃描成像面到相機的距離(物距WD)與相機的焦距保持一致，使得用線掃描相機對曲面部分掃描成像時，成像不清晰，容易產生虛影，模糊，明暗不均等問題，導致無法通過機器視覺解析缺陷，因此工廠對于3D曲面玻璃還是采用最原始的人工檢測方式：手工轉動加目測，成本高，效率低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供了一種3D玻璃的曲面成像方法及裝置，該裝置主要由高分辨率的線掃描相機，機械臂，吸附部，系統控制器，光源，頻閃控制器，支架等組成。通過機械臂及吸附部件來模擬人手抓取、移動、旋轉3D曲面玻璃，通過頻閃控制器、光源及線掃描相機獲取3D曲面玻璃內外各個面的在不同光源照射下的清晰圖像，解決了傳統的玻璃檢測設備由于控制精度與靈活度不夠，控制方式不夠智能，只能對2D玻璃進行成像與檢測，無法對3D曲面玻璃進行完整清晰成像，進而無法運用機器視覺對3D曲面玻璃進行自動化檢測的問題。

本發明3D玻璃的曲面成像裝置是通過以下技術方案來實現的：包括第一線掃描相機、第二線掃描相機、機械臂、吸附部件、系統控制器、一個以上的光源、頻閃控制器以及支架；

支架一端設置有固定平臺，機械臂安裝在固定平臺上；支架一側設置有延伸臂；延伸臂另一端安裝第一線掃描相機；系統控制器和第二線掃描相機安裝于支架另一側；第一線掃描相機與第二線掃描相機位置相對應；機械臂另一側安裝吸附部件；一個以上的光源分設在一線掃描相機和第二線掃描相機兩側；

吸附部件下方依次設置有一個或以上的吸嘴和待測3D玻璃。

作為優選的技術方案，一個以上的光源包括上表面明場光源、上表面第一暗場光源、上表面第二暗場光源、上表面交叉光源、下表面明場光源、下表面第一暗場光源、下表面第二暗場光源以及下表面交叉光源；一個或以上的吸嘴包括A吸嘴或者A吸嘴和B吸嘴。

本發明3D玻璃的曲面成像方法，包括以下步驟：

步驟一、將待掃描的3D玻璃曲面的最邊緣為第一個起始點，從該起點向曲面部分畫任意直線，該直線將與曲面相交，將曲面分割出一個更小的曲面，再以當前小曲面的最高點為起點，向該直線引垂直線，該垂直線將作為該曲面掃描的法線，當且僅當兩線的交點與所引垂直線的起點之間的距離接近或者等于所用相機景深的一半時，該直線即為第一段待測面的直線，再找到該直線對應于3D玻璃曲面的對應的點，將該點作為第一段掃描曲面的結束點；再以該點為第二段掃描曲面的起始點；

步驟二、按步驟一同樣的的原理，計算出第二段待測面的直線，找到該直線對應于3D玻璃曲面的對應的點，將該點作為第二段掃描曲面的終點；依此類推，直到將整個曲面都分解完，計算出最后一段曲面的起始和結束點，按此方式將3D玻璃的曲面分好段，再對每一段分別進行掃描成像，保證每一段成像清晰；