[发明专利]一种3D玻璃的曲面成像方法及装置

说明书

本发明公开了一种3D玻璃的曲面成像方法及装置，包括第一线扫描相机、第二线扫描相机、机械臂、吸附部件、系统控制器、一个以上的光源、频闪控制器以及支架；机械臂安装在固定平台上；支架一侧设置有延伸臂；延伸臂另一端安装第一线扫描相机；系统控制器和第二线扫描相机安装于支架另一侧；第一线扫描相机与第二线扫描相机位置相对应；机械臂另一侧安装吸附部件；一个以上的光源分设在一线扫描相机和第二线扫描相机两侧，本发明解决了传统的玻璃检测设备由于控制精度与灵活度不够，控制方式不够智能，只能对2D玻璃进行成像与检测，无法对3D曲面玻璃进行完整清晰成像，进而无法运用机器视觉对3D曲面玻璃进行自动化检测的问题。

技术领域

本发明涉及玻璃生产检测设备领域，具体涉及一种3D玻璃的曲面成像方法及装置。

背景技术

在玻璃检测领域，采用机器视觉的方式自动化检测玻璃的尺寸及缺陷被越来广泛的应用，所谓机器视觉就是通过计算机来模拟人类视觉功能，让计算机获得相关视觉信息和加以理解，可分为“视”和“觉”两部分，“视”是将外界信息通过成像方式转换成数字信号反馈给计算机，清晰的成像是应用机器视觉技术关键的第一步。目前，采用线扫描相机可以对2D平面玻璃能完整清晰的成像，但由于传统的检测设备的控制精度和灵活不够，控制方式不够智能，无法让3D玻璃的曲面的待扫描成像面到相机的距离(物距WD)与相机的焦距保持一致，使得用线扫描相机对曲面部分扫描成像时，成像不清晰，容易产生虚影，模糊，明暗不均等问题，导致无法通过机器视觉解析缺陷，因此工厂对于3D曲面玻璃还是采用最原始的人工检测方式：手工转动加目测，成本高，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种3D玻璃的曲面成像方法及装置，该装置主要由高分辨率的线扫描相机，机械臂，吸附部，系统控制器，光源，频闪控制器，支架等组成。通过机械臂及吸附部件来模拟人手抓取、移动、旋转3D曲面玻璃，通过频闪控制器、光源及线扫描相机获取3D曲面玻璃内外各个面的在不同光源照射下的清晰图像，解决了传统的玻璃检测设备由于控制精度与灵活度不够，控制方式不够智能，只能对2D玻璃进行成像与检测，无法对3D曲面玻璃进行完整清晰成像，进而无法运用机器视觉对3D曲面玻璃进行自动化检测的问题。

本发明3D玻璃的曲面成像装置是通过以下技术方案来实现的：包括第一线扫描相机、第二线扫描相机、机械臂、吸附部件、系统控制器、一个以上的光源、频闪控制器以及支架；

支架一端设置有固定平台，机械臂安装在固定平台上；支架一侧设置有延伸臂；延伸臂另一端安装第一线扫描相机；系统控制器和第二线扫描相机安装于支架另一侧；第一线扫描相机与第二线扫描相机位置相对应；机械臂另一侧安装吸附部件；一个以上的光源分设在一线扫描相机和第二线扫描相机两侧；

吸附部件下方依次设置有一个或以上的吸嘴和待测3D玻璃。

作为优选的技术方案，一个以上的光源包括上表面明场光源、上表面第一暗场光源、上表面第二暗场光源、上表面交叉光源、下表面明场光源、下表面第一暗场光源、下表面第二暗场光源以及下表面交叉光源；一个或以上的吸嘴包括A吸嘴或者A吸嘴和B吸嘴。

本发明3D玻璃的曲面成像方法，包括以下步骤：

步骤一、将待扫描的3D玻璃曲面的最边缘为第一个起始点，从该起点向曲面部分画任意直线，该直线将与曲面相交，将曲面分割出一个更小的曲面，再以当前小曲面的最高点为起点，向该直线引垂直线，该垂直线将作为该曲面扫描的法线，当且仅当两线的交点与所引垂直线的起点之间的距离接近或者等于所用相机景深的一半时，该直线即为第一段待测面的直线，再找到该直线对应于3D玻璃曲面的对应的点，将该点作为第一段扫描曲面的结束点；再以该点为第二段扫描曲面的起始点；

步骤二、按步骤一同样的的原理，计算出第二段待测面的直线，找到该直线对应于3D玻璃曲面的对应的点，将该点作为第二段扫描曲面的终点；依此类推，直到将整个曲面都分解完，计算出最后一段曲面的起始和结束点，按此方式将3D玻璃的曲面分好段，再对每一段分别进行扫描成像，保证每一段成像清晰；