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原文传递一种透明屏幕缺陷的定位检测系统和定位检测方法

专利名称：	一种透明屏幕缺陷的定位检测系统和定位检测方法
摘要：	本发明公开了一种透明屏幕缺陷的定位检测系统和定位检测方法，系统包括：直线滑轨；透明载物平台，设置于直线滑轨上，通过电机带动透明载物平台移动；下表面设置有镜面反射层，上表面用于放置检测对象，所述检测对象为透明屏幕；第一相机，第一相机的第一光轴与检测对象所在平面垂直；第二相机，第二相机的第二光轴与第一光轴呈α角度，α小于90°；光源，设置于透明载物平台上方；数据处理单元，用于对获取到的第一相机的图像和第二相机的图像进行处理，实现三维定位检测。本发明能够分辨出缺陷的三维空间位置，从而实现屏幕的自动检测，替代了人工检测，有效降低了成本，提高的检测精度与效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	成都南方电子仪表有限公司
发明人：	王旭东;颜留成;龙毅;罗飞;张真;刘阳;陈干;肖杨;李超;唐静莹
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-08T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-11T00:00:00+0800
申请号：	CN202111490441.0
公开号：	CN114166864A
代理机构：	成都华风专利事务所(普通合伙)
代理人：	张巨箭
分类号：	G01N21/958;G01N21/88;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/958;G01N21/88
申请人地址：	610084 四川省成都市金牛区一环路北四段108号
主权项：	1.一种透明屏幕缺陷的定位检测系统，其特征在于：包括：直线滑轨；透明载物平台，设置于直线滑轨上，通过电机带动透明载物平台移动；下表面设置有镜面反射层，上表面用于放置检测对象，所述检测对象为透明屏幕；第一相机，第一相机的第一光轴与检测对象所在平面垂直；第二相机，第二相机的第二光轴与第一光轴呈α角度，α小于90°；光源，设置于透明载物平台上方；数据处理单元，用于对获取到的第一相机的图像和第二相机的图像进行处理，实现三维定位检测。 2.根据权利要求1所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测系统，其特征在于：还包括：编码器，接收相机设定的采集行频输出速度信号至电机；所述电机根据输出速度信号控制透明载物平台在直线滑轨上匀速运动。 3.根据权利要求2所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测系统，其特征在于：所述第一相机的图像和为第二相机的图像，为检测对象完整的经过相机拍摄区域后，相机即可采集得到包含检测对象的完整图像。 4.根据权利要求1所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测系统，其特征在于：所述透明载物平台的上表面设置有非透明漫反射层，用于快速定位。 5.一种透明屏幕缺陷的定位检测方法，基于权利要求1～4中任意一项所述的定位检测系统，其特征在于：所述方法包括以下步骤：将第一相机的图像A和第二相机的图像B进行配准，将两张图像调整至同一坐标系下；合成图中P”为缺陷P在图像A中的成像，P’为缺陷P在图像B中的成像，Q’为缺陷P的倒影Q在图像B中的成像；其中，缺陷P在图像A中的位置P”为已知；根据P”的位置以及合成图中P”P’x长度、和计算得到的O’P’y/O’P”y的约束关系，在图像特定区域内搜索得到P’点位置；其中，P”P’x表示P”P’在x轴方向的投影，O’P’y表示O’P’在y轴方向的投影，O’P”y表示O’P”在y轴方向的投影，O表示第二相机的焦点，O’表示成像平面的中心点；x轴正方向定义为与运动方向平行且相反的方向，y轴正方向定义为与x轴垂直且与成像平面平行的方向；根据P”的位置以及合成图中P”Q’x长度、和计算得到的O’Q’y/O’P”y的约束关系，在图像特定区域内搜索得到Q’点位置；其中，P”Q’x表示P”Q’在x轴方向的投影，O’Q’y表示O’Q’在y轴方向的投影，O’P”y表示O’P”在y轴方向的投影；当P’与Q’满足参数条件时，可确定P’与Q’分别为图像B中缺陷P的投影和缺陷P倒影Q的投影，此时计算缺陷P的深度AP。 6.根据权利要求5所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：根据深度AP判断缺陷在屏幕表面或者屏幕内部，当在屏幕内部时确定是哪两层材料层之间。 7.根据权利要求5所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测方法，其特征在于：所述根据P”的位置以及合成图中P”P’x长度、和计算得到的O’P’y/O’P”y的约束关系，在图像特定区域内搜索得到P’点位置，包括以下子步骤：在x-z投影平面，有： P″A′x＝d sinα P″B′x＝(dcosα+d1)tana P″A′x≤P″P′x≤P″B′x 其中，d表示成像平面到检测对象上表面距离，d1表示检测对象厚度，P”A’x表示P”A’在x轴方向的投影，P”B’x表示P”B’在x轴方向的投影；x-z投影平面表示x轴和z轴组成的平面且第二相机拍摄的点、线的对象沿y轴在x-z平面的投影，z轴表示与第一相机光轴平行的方向，正方向垂直向下；A’、B’、Q’分别为A、B、Q在成像平面上的投影；在y-z投影平面上，根据成像原理，有：其中，y-z投影平面表示y轴和z轴组成的平面且第二相机拍摄的点、线的对象沿x轴在y-z平面的投影；在y-z’投影平面上，根据成像原理，有：其中OPy＝OQy (b) 其中，f表示焦点O到成像平面距离，APz表示AP在z轴方向的投影，OPy表示OP在y轴方向的投影，d2表示透明载物平台厚度，OQy表示OQ在y轴方向的投影；y-z’投影平面y轴和z’轴组成的平面且第二相机拍摄的点、线的对象沿x轴在y-z’平面的投影；因此由式(a)和式(b)中第二个公式的计算匹配，有：在合成图中，根据P”的位置以及合成图中P”P’x长度、和计算得到的O’P’y/O’P”y的约束关系，在图像特定区域内搜索得到P’点位置。 8.根据权利要求7所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测方法，其特征在于：所述根据P”的位置以及合成图中P”Q’x长度、和计算得到的O’Q’y/O’P”y的约束关系，在图像特定区域内搜索得到Q’点位置，包括以下子步骤：在x-z投影平面上，有： (dcosα+d1+2d2)tanα≤P″Q′x≤(dcosα+2d1+2d2)tanα 在y-z’投影平面上，根据成像原理，由式(a)和式(b)中第二个公式的计算匹配，有：因此在根据P”的位置以及合成图中P”Q’x长度、和计算得到的O’Q’y/O’P”y的约束关系，在图像特定区域内搜索得到Q’点位置。 9.根据权利要求8所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测方法，其特征在于：所述当P’与Q’满足参数条件时，可确定P’与Q’分别为图像B中缺陷P的投影和缺陷P倒影Q的投影，此时计算缺陷P的深度AP，包括以下子步骤：当P’与Q’满足以下参数条件时： P″P′x+P″Q′x＝(2dcosα+2d1+2d2)tanα 即可确定P’与Q’分别为图像B中缺陷P的投影和缺陷P倒影Q的投影，此时计算缺陷P的深度AP： 10.根据权利要求5所述的一种透明屏幕缺陷的定位检测方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：对获取到的第一相机的图像A和第二相机的图像B进行包括畸变校正在内的预处理。
所属类别：	发明专利