[发明专利]一种浮法玻璃波筋在线检测方法

说明书

技术领域

本发明属于工业检测技术领域，具体涉及一种浮法玻璃波筋在线检测方法。

背景技术

机器视觉是指用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。它是一项涉及人工智能、神经生物学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的综合技术。由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，机器视觉系统在工况监视、成品检验和质量控制等领域得到了广泛的应用。

浮法玻璃的波筋反映了玻璃内部介质的不均匀性，通常是由于熔炉内部加热不均或配料的局部变化引起的，是影响玻璃评级的一项重要指标；一般来说，波筋会引起轻微的光学变形，目前主要采用中华人民共和国国家标准GB11614-2009《平板玻璃》第6、7页6.5.4光学变形检测方法(业内俗称斑马法)检测这种光学变形，所测得的表征浮法玻璃试样光学变形程度的入射角，业内俗称斑马角；其测量原理如图1(a)所示，试样G按拉引方向垂直放置，观察者P透过试样观察屏幕S上的条纹，首先让条纹明显变形，然后慢慢转动试样G直到变形消失，记录此时玻璃法线与视角的夹角，这个入射角就是斑马角或称光学变形角，通常用这个角作为浮法玻璃的光学变形质量的评价指标，图1(b)为屏幕S上的条纹图像；图1(a)、图1(b)中所标注的尺寸单位为mm。

斑马法只能对浮法玻璃的波筋进行人工离线抽检，难以全面保证产品质量。随着玻璃深加工工艺的不断发展，对玻璃原板的质量要求也越来越高，波筋的人工离线抽检方式已无法适应目前浮法玻璃等级评定的实际需要。因此，要全面保证浮法玻璃质量和提高生产效率，对浮法玻璃波筋进行在线实时检测就显得十分重要。

目前，国内基于机器视觉的浮法玻璃在线检测设备可以有效检测出玻璃生产中的气泡、夹杂、粘锡、裂纹等常见缺陷，但对引起较小光学变形的波筋无能为力。国外的浮法玻璃自动检测设备供应商凭着资金和硬件技术上的优势，已经打入国内市场，例如德国的Innomess公司的光栅在线检测系统、德国Lasor公司的2F1检测系统、英国的Image Automation公司、皮尔金顿玻璃公司、日本的旭硝子玻璃机械都有相应的浮法玻璃缺陷检测系统，技术较为成熟，可以识别出波筋缺陷，但这些系统都没有提供在线测定斑马角的方法。

发明内容

本发明提供一种浮法玻璃波筋缺陷在线检测方法，目的在于克服现有浮法玻璃检测设备不能在线检测玻璃斑马角的不足，以有效检测出浮法玻璃生产中的波筋缺陷，并在线实时测定玻璃的斑马角。

本发明所提供的一种浮法玻璃波筋缺陷在线检测方法，其特征在于，其包括下述步骤：

(1)设置检测系统步骤：在光路中，依次设置LED光源、第一光栅G1、第二光栅G2和CCD相机，所述第一、第二光栅的周期相同，平行放置，第一光栅G1贴近LED光源安装，使LED光源近似平行入射，第二光栅G2位于第一光栅G1的泰伯成像平面处并位于CCD相机的一倍焦距之内，调整至CCD相机能够得到第二光栅G2的清晰放大虚像；

将待测玻璃带放置于第一光栅G1和第二光栅G2之间且三者平行，CCD相机输出透过第二光栅G2形成的莫尔条纹灰度图像；

(2)预先建立映射表步骤：

预先建立阈值-灰度映射表和梯度-斑马角映射表：阈值-灰度映射表包括分割阈值表项和平均灰度表项，分割阈值表项包括各幅莫尔条纹灰度图像的分割阈值，平均灰度表项包括与所述各分割阈值对应的各幅莫尔条纹灰度图像的平均灰度；梯度-斑马角映射表包括梯度表项和斑马角表项，梯度表项包括各莫尔条纹灰度图像的梯度最大值，斑马角表项包括与所述各梯度最大值对应的各浮法玻璃试样的斑马角；

(3)边缘检测步骤：

采用Kirsch算子计算莫尔条纹灰度图像中各像素点的最大卷积值，得到卷积值灰度图像；

(4)阈值分割步骤：对卷积值灰度图像进行阈值分割，得到二值化图像；

(5)去除图像噪声步骤：使用去噪阈值分割二值化图像，去除二值化图像的噪声，得到去噪二值化图像；

(6)条纹细化步骤：计算条纹的中点，对去噪二值化图像进行细化，得到细化条纹图像；

(7)计算斑马角步骤：计算细化条纹图像中各相邻条纹线之间的不同宽度，再在莫尔条纹灰度图像中计算所述不同宽度对应范围内所有像素灰度值的和值，然后计算各和值的梯度，从中找出梯度最大值D₀；根据梯度-斑马角映射表，计算D₀对应的斑马角A₀。