玻璃打孔方法、装置及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及玻璃加工技术领域，尤其涉及一种玻璃打孔方法、装置及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.对于一些产品而言，为满足设计需求，其上所应用的玻璃在生产过程中通常需要进行打孔的工艺操作，现有玻璃加工自动化打孔方式进行打孔时，通常通过载具玻璃进行固定定位后采用激光打孔方式在玻璃上打孔，这种打孔方式形成孔位置精度低。
3.因此，有必要提供一种新的玻璃打孔方法、装置及计算机可读存储介质来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种玻璃打孔方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有打孔方式位置精度不高导致问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种玻璃打孔方法，所述方法包括
6.当检测到传送平台将玻璃板运送到测量区域时，停止传送平台；
7.提取四个相机记录的玻璃板的边缘信息和四个定位标记的位置信息，其中，所述边缘信息包括底边信息和两个侧边信息；四个定位标记为设置于传送平台上的定位标记；
8.根据边缘信息合成玻璃板的底边轨迹和两侧边轨迹；
9.根据四个定位标记的位置信息校正玻璃板的底边轨迹和两侧边轨迹；
10.根据底边轨迹和两侧边轨迹计算获得玻璃板的中轴线，以中轴线为基准确定孔位位置参数；
11.控制激光打孔器根据孔位位置参数移动至预设位置并按预设模式对玻璃板打孔。
12.在一实施例中，所述根据底边轨迹和两侧边轨迹计算获得玻璃板的中轴线的步骤包括：
13.对底边轨迹中的转折点进行线性拟合获得拟合底边；
14.每间隔预设距离建立与拟合底边平行的截线；
15.获取截线与两侧边轨迹的交点；
16.根据交点计算获得截线上的中点位置；
17.对各截线上的中点位置进行拟合获得玻璃板的中轴线。
18.在一实施例中，四个相机分别为第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，所述提取四个相机记录的玻璃板的边缘信息的步骤包括：
19.根据第一相机和第二相机获取玻璃板的底边信息；
20.根据第三相机获取一侧边信息，根据第四相机获取另一侧边信息。
21.在一实施例中，所述根据第三相机获取一侧边信息的步骤包括：
22.预处理第三相机采集的原始图像；
23.将预处理后的图像水平切片；
24.对每一个水平切片图像分别进行变换提取玻璃板边缘的小线段集合；
25.基于密度的聚类算法筛选小线段集合；
26.对小线段集合进行拟合获得玻璃板边缘信息。
27.在一实施例中，所述预处理第三相机采集的原始图像的步骤包括：
28.对第三相机采集的原始图像灰度化处理；
29.对图像进行边缘检测并选取图像中的玻璃板边缘位置作为roi区域；
30.根据每一帧检测到的玻璃板边缘实时更新下一帧roi区域；
31.将图像二值化提取玻璃边缘信息。
32.在一实施例中，所述控制激光打孔器根据孔位位置参数移动至预设位置并按预设模式对玻璃板打孔的步骤包括：
33.控制激光打孔器根据孔位位置参数移动至预设位置；
34.预加工内孔；
35.采用逐层递进方式以内孔为基准加工成型孔和倒角；
36.其中，预加工内孔的孔径为成型孔的孔径的93％～96％，每层的加工深度为0.03mm～0.05mm。
37.在一实施例中，所述控制激光打孔器根据孔位位置参数移动至预设位置并按预设模式对玻璃板打孔的步骤包括：
38.控制激光打孔器根据孔位位置参数移动至预设位置；
39.在玻璃板上预加工内孔；
40.控制激光器打孔器偏转第一预设角度，以内孔为基准在玻璃板上加工上侧面倒角；
41.控制激光器打孔器偏转第二预设角度，以内孔为基准在玻璃板上加工下侧面倒角。
42.为实现上述目的，本发明还提供一种玻璃打孔装置，所述玻璃打孔装置包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的玻璃打孔方法的步骤。
43.所述玻璃孔装置包括机架以及设置于所述机架上的传送平台、第一安装架、第二安装架、四个相机和多个激光器打孔器，所述传送平台上设置有四个定位标记，第一安装架和第二安装架分设于传送平台的相对两侧，四个所述相机分别为第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，所述第一相机和所述第二相机设置于第一安装架上，所述第一相机和所述第二相机相配合以获得玻璃板的底边信息，所述第三相机和所述第四相机设置于所述第二安装支架上，所述第三相机用于获取玻璃板的一侧边信息，所述第四相机用于获取玻璃板的另一侧边信息；各所述激光打孔器与所述机架滑动连接。
44.为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的玻璃打孔方法的步骤。
45.本发明提出的一种玻璃打孔方法、装置及计算机可读存储介质，通过第一相机和第二相机对玻璃板的底边进行检测，通过第三相机对玻璃板的左侧边缘进行检测，通过第
四相机对玻璃板得到右侧边缘进行检测，通过底边信息和两侧边信息计算出中轴线，并以中轴线为基准对打孔位置进行定位，即在玻璃板运输至一位置后，不用通过载具等对玻璃进行定位，可以避免对玻璃板表面形成损伤，并且相较于载具定位方式，能够在玻璃板边缘存在误差时，保证打孔的位置精度。并且，本发明通过传送平台上的定位标记对底边轨迹和两侧边轨迹进行校正，减少打孔位置确定过程中的检测和计算误差，进一步提高打孔精度。
附图说明
46.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；
47.图2为本发明玻璃打孔方法第一实施例的流程示意图；
48.图3为本发明玻璃打孔方法第一实施例中根据第三相机获取一侧边信息的步骤的细化流程示意图；
49.图4为本发明玻璃打孔装置的相机布置示意图。
50.附图标记：
51.1、第一安装架；2、第二安装架；31、第一相机；32、第二相机；33、第三相机；34、第四相机；5、机架；6、传送平台；7、玻璃板。
52.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
53.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
54.请参照图1，图1为本发明各个实施例中所提供的玻璃打孔装置的硬件结构示意图。所述玻璃打孔装置包括通信模块01、存储器02及处理器03等部件。本领域技术人员可以理解，图1中所示出的玻璃打孔装置还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，所述处理器03分别与所述存储器02和所述通信模块01连接，所述存储器02上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器03执行。
55.通信模块01，可通过网络与外部设备连接。通信模块01可以接收外部设备发出的数据，还可发送数据、指令及信息至所述外部设备，所述外部设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等电子设备。
56.存储器02，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器02可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据玻璃打孔装置的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器02可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件。
57.处理器03，是玻璃打孔装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个玻璃打孔装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器02内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器02内的数据，执行玻璃打孔装置的各种功能和处理数据，从而对玻璃打孔装置进行整体监控。处理器03可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器03可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器03中。
58.尽管图1未示出，但上述玻璃打孔装置还可以包括电路控制模块，电路控制模块用于与市电连接，实现电源控制，保证其他部件的正常工作。
59.本领域技术人员可以理解，图1中示出的玻璃打孔装置结构并不构成对玻璃打孔装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
60.玻璃孔装置包括机架5以及设置于机架5上的传送平台6、第一安装架1、第二安装架2、四个相机和多个激光器打孔器，传送平台6上设置有四个定位标记，第一安装架1和第二安装架2分设于传送平台6的相对两侧，四个相机分别为第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，第一相机和第二相机设置于第一安装架1上，第一相机31和第二相机3232相配合以获得玻璃板7的底边信息，第三相机和第四相机设置于第二安装支架上，第三相机33用于获取玻璃板的一侧边信息，第四相机34用于获取玻璃板的另一侧边信息；各激光打孔器与机架5滑动连接。本发明通过设置4个相机对玻璃板7的底边及两侧边进行检测，并以中轴线为基准对打孔位置进行定位，即在玻璃板7运输至一位置后，不用通过载具等对玻璃进行定位，可以避免对玻璃板7表面形成损伤，并且相较于载具定位方式，能够在玻璃板7边缘存在误差时，保证打孔的位置精度。四个定位标记与四个相机一一对应设置，保证各定位标记处于对应的相机取景视野内，且玻璃板传送到位时，四个定位标记在玻璃板的四个顶点附近，也就是说，通过设置四个定位标记，保证四个相机记录的每帧照片内，均具有定位标记信息和玻璃边缘信息，在拼合各个相机记录的各帧照片形成底边轨迹和两侧边轨迹后，通过定位标记信息与玻璃边缘信息的位置关系对底边轨迹和两侧边轨迹进行校正，由此减少打孔位置确定过程中的检测和计算误差，进一步提高打孔精度。定位标记的位置是固定不变的，定位标记可以是设置在传送平台上的“十”字定位标记，也可以是点状定位标记。
61.根据上述硬件结构，提出本发明方法各个实施例。
62.参照图2，在本发明玻璃打孔方法的第一实施例中，所述玻璃打孔方法包括步骤：
63.步骤s10，当检测到传送平台将玻璃板运送到测量区域时，停止传送平台；
64.在本方案中，传送平台可以采用辊轮传送，采用相机对玻璃板是否运输到位进行检测，当玻璃板顶部边缘露出时，确认玻璃板到位。或者采用位置传感器对玻璃板是否到位进行检测，当位置传感器的信号改变时，确认玻璃板到位。玻璃板到位后传送平台停止运行即可，该步骤对玻璃板最终到位的位置精度不做限定。并且不设止挡结构对玻璃板进行限位，能够避免玻璃板边缘磕碰或表面损伤。
65.步骤s20，提取四个相机记录的玻璃板的边缘信息和四个定位标记的位置信息，其中，所述边缘信息包括底边信息和两个侧边信息；四个定位标记为设置于传送平台上的定位标记；
66.其中，四个相机分别为第一相机、第二相机、第三相机和第四相机，提取四个相机记录的玻璃板的边缘信息的步骤包括：
67.根据第一相机和第二相机获取玻璃板的底边信息；
68.根据第三相机获取一侧边信息，根据第四相机获取另一侧边信息。
69.具体地，当传送平台停止运行时，第一相机和第二相机对玻璃板的底边进行拍照，且第一相机和第二相机获取的玻璃板底边信息各自包括一底边端点且具有重叠部分；传送平台运行过程中，第三相机每隔预设时长对玻璃板的左侧边缘进行拍摄，由此第三相机获
取玻璃板的左侧边信息；与之类似地，第四相机每隔预设时长对玻璃板的右侧边缘进行拍摄获取玻璃板的右侧边信息。
70.具体地，请参照图3，图3为本技术一种实施例中根据第三相机获取一侧边信息的步骤的流程细化示意图，基于上述实施例，根据第三相机获取一侧边信息的步骤包括：
71.步骤s21，预处理第三相机采集的原始图像；
72.具体地，步骤s21中预处理第三相机采集的原始图像的步骤包括：
73.对第三相机采集的原始图像灰度化处理；
74.灰度化处理就是将第三相机获取的原始彩色图像转化成灰度图像。通过从玻璃板的下方打光，灰度化后的玻璃板边缘与区域波峰存在较大差异，从而满足后续算法需求。并且可节省存储空间、加快算法的处理速度。
75.通过加权平均值法对图像进行灰度化处理，转换公式为：y＝0.3r+0.59g+0.11b，式中，y为灰度信息，r,g,b分别为rgb图像中的红、绿、蓝颜色分量。
76.对图像进行边缘检测并选取图像中的玻璃板边缘位置作为roi区域；
77.根据每一帧检测到的玻璃板边缘实时更新下一帧roi区域；
78.将图像二值化提取玻璃边缘信息。
79.原始图像灰度化后需要设定感兴趣区域，消除一些干扰信息对算法的影响。考虑到算法的实时性，选择在空间上较容易实现的sobel算子检测图像边缘，根据图像中的高亮部分设定初始roi区域。由于连续帧之间玻璃板边缘的位置变化很小，所以根据上一帧检测到的玻璃板边缘来更新下一帧的roi区域，选取玻璃板边缘左右各30个像素距离的区域作为下一帧的roi区域。
80.步骤s22，将预处理后的图像水平切片；
81.首先需要将预处理后的图像切片，每个相邻的切片图像必须保证存在重叠部分，一是为了避免出现较短的边缘被截断成两部分，从而导致提取不到小线段，二是能将一条边缘分成更多的小线段。切片和重叠都是为了能够提取出足够多的小线段，以保证下一阶段的处理。
82.具体地，以图像的上边界为起点线，截取像素高度为h的图像作为第一个水平切片图像，将起点线往下移动δh个像素高度，再截取像素高度为h的图像作为第二个水平切片图像；重复以上步骤，并将截取的图像作为第三个水平切片图像，循环此操作直到截取完原始图像的所有信息，即最后一个水平切片图像的下边界达到原始图像的下边界。
83.步骤s23，对每一个水平切片图像分别进行变换提取玻璃板边缘的小线段集合；
84.切片后对每一个水平切片图像分别进行改进的hough变换以提取边缘边界的小线段，并将提取的结果作为第二阶段的输入。受噪声干扰以及边缘间断的影响较小。
85.步骤s24，基于密度的聚类算法筛选小线段集合；
86.采用dbscan算法筛选出小线段集合，对噪声进行过滤。
87.步骤s25，对小线段集合进行拟合获得玻璃板边缘信息。
88.本实施例中，通过将玻璃板的边缘切割为小线段，并通过集群方式对小线段进行筛选，去除存在干扰的线段，保证边缘信息的准确性，以保证打孔基准的准确性，从而提高打孔的位置精度。
89.步骤s30，根据边缘信息合成玻璃板的底边轨迹和两侧边轨迹；
90.当传送平台停止运行时，第一相机和第二相机对玻璃板的底边进行拍照，且第一相机和第二相机获取的玻璃板底边信息各自包括一底边端点且具有重叠部分，对第一相机和第二相机拍摄的图像进行预处理，例如灰度化处理、二值化处理，然后拼合第一相机和第二相机获取的图像，获得玻璃板的底边轨迹；传送平台运行过程中，第三相机每隔预设时长对玻璃板的左侧边缘进行拍摄，由此第三相机获取玻璃板的左侧边信息；与之类似地，第四相机每隔预设时长对玻璃板的右侧边缘进行拍摄获取玻璃板的右侧边信息。经过图像处理获得小线段集合并对小线段集合进行拟合获得玻璃板边缘信息，对获得玻璃板边缘信息进行拼合形成一侧边轨迹，玻璃板的两侧边轨迹处理方式一致。
91.步骤s40，根据四个定位标记的位置信息校正玻璃板的底边轨迹和两侧边轨迹；
92.为避免图像采集过程中出现倾斜失真现象，在传送平台上设定四个定位标记，在对图像处理获得底边信息和侧边信息后，根据四个定位标记的位置信息对生成的底边信息和侧边信息进行倾斜矫正，在直角坐标系中，四个定位标记的位置是固定不变的，通过采用透视变换对玻璃板的底边信息和侧边信息进行矫正，使图像中的四个定位标记与直角坐标系中的四个定位标记一一对应重合，从而获得实际玻璃板的边缘轮廓在机架上的位置信息，由此获得的中轴线位置精度更高，从而保证打孔处的位置精度。
93.步骤s50，根据底边轨迹和两侧边轨迹计算获得玻璃板的中轴线，以中轴线为基准确定孔位位置参数；以中轴线为基准确定孔位位置参数。
94.根据玻璃板的底边轨迹和两侧边轨迹计算获得玻璃板的中轴线的步骤包括对底边上的转折点进行线性拟合获得拟合底边；每间隔预设距离建立与拟合底边平行的截线；获取截线与两侧边轨迹的交点；根据交点计算获得截线上的中点位置；对各截线上的中点位置进行拟合获得玻璃板的中轴线。
95.本实施例采用划线方式将玻璃边缘图像等距离分隔，获得特征点，利用最小二值法进行拟合，获得玻璃板的中轴线。在进行打孔之前，还可以通过中轴线与拟合底边的夹角对玻璃板的中轴线进行校验，若中轴线与拟合底边的夹角大于87.5小于92.5
°
时，执行后续步骤；若中轴线与拟合底边的夹角小于或等于87.5或者大于或等于92.5
°
时，需对玻璃进行磨边修正。
96.建立平面直角坐标系，在剖面直角坐标系上对应做出底边路径、两侧边路径和中轴线路径，以底边和中轴线为基准计算出打孔孔位在平面直角坐标系上的坐标信息。
97.步骤s60，控制激光打孔器根据孔位位置参数移动至预设位置并按预设模式对玻璃板打孔。
98.根据打孔孔位在平面直角坐标系上的坐标信息和激光打孔器的当前位置的坐标信息计算出激光打孔器与孔位之间的偏移量。
99.控制激光打孔器按偏移量移动至预设位置，激光打孔器移动至孔位上方，激光打孔器可以是多个，多个激光打孔器分别与对应的孔位上方，可以同时进行打孔，提高打孔效率。
100.控制激光器打孔器按预设模式对玻璃板打孔。
101.在一实施例中，预加工内孔；采用逐层递进方式以内孔为基准加工成型孔和倒角；其中，预加工内孔的孔径为成型孔的孔径的93％～96％，每层的加工深度为0.03mm～0.05mm。
102.本实施例中，采用逐层递进方式打孔，先打基孔，然后在基孔的基础上进行逐层扩孔，扩孔时切削量和递进量都比较小，可以提高打孔质量。
103.具体地，根据成型孔的孔径尺寸选择打孔轨迹路线，切割道宽度，填充间距；设计扫描速度、逐层扫描的间距；根据待加工玻璃的厚度设计打孔参数：对于厚度为5mm以上的玻璃，采用不同的分层处理，不同的分层对应不同的加工参数，设计从玻璃底层至表层的加工激光功率逐层递减，使表层的加工激光功率达到厚度为5mm以下的玻璃切割打孔所需的激光功率；对于5mm以下的玻璃采用等距离分层处理，使用相同的激光加工功率进行玻璃切割打孔。
104.根据设计的打孔轨迹路线及不同分层的打孔参数，从玻璃下表面到上表面逐层钻孔，钻孔的同时进行散热降温。打孔路径可以根据孔径的大小选择螺旋线的轨迹路线或同心圆轨迹路线。
105.上述实施例中，对玻璃采用逐层递进方式打孔，不同的分层对应不同的加工参数，从玻璃底层至表层的加工激光功率逐层递减，从玻璃下表面到上表面逐层钻孔，极大地提高了加工的良率和速度，极大改善了玻璃的加工品质。
106.在另一实施例中，在玻璃板上预加工内孔；控制激光器打孔器偏转第一预设角度，以内孔为基准在玻璃板上加工上侧面倒角；控制激光器打孔器偏转第二预设角度，以内孔为基准在玻璃板上加工下侧面倒角。
107.本实施例中，采用直接贯通式打孔，即一次加工出成型孔，并且通过合理设计可以同时进行底面倒角和顶面倒角，提高打孔加工效率。
108.本发明中，通过第一相机和第二相机对玻璃板的底边进行检测，通过第三相机对玻璃板的左侧边缘进行检测，通过第四相机对玻璃板得到右侧边缘进行检测，通过底边信息和两侧边信息计算出中轴线，并以中轴线为基准对打孔位置进行定位，即在玻璃板运输至一位置后，不用通过载具等对玻璃进行定位，可以避免对玻璃板表面形成损伤，并且相较于载具定位方式，能够在玻璃板边缘存在误差时，尽可能保证打孔的位置精度。
109.本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质可以是图1的玻璃打孔装置中的存储器02，也可以是如rom(read-only memory，只读存储器)/ram(random access memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干信息用以使得玻璃打孔装置执行本发明各个实施例所述的方法。
110.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
111.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
112.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。
113.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。