一种镜片面状疵病自动检测装置的制造方法
【专利摘要】一种镜片面状疵病自动检测装置，由主控制器（1）、暗室柜（2）、光源（3）、放大镜片支架装置、放大镜片（12）、成像光屏（13）和工业相机（14）、被检镜片夹持装置（15）组成；其特征在于：所述的单片机控制器（4）与主控制器（1）采用串口相连，并通过I/O口与步进电机驱动器（5）和步进电机（6）相连，步进电机（6）再与双向直线丝杠（7）连接，镜片夹爪（8）安装固定于双向直线丝杠（7）上，用于支撑被检镜片（9），所述的双向直线丝杠（7）带动镜片夹爪（8）移动，其单边运动自由度≥10cm。本实用新型，实现对镜片面状疵病的快速、自动检测，极大的提高了镜片检测的准确率和效率，可推动镜片检测的智能化。
【专利说明】
一种镜片面状庇病自动检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种镜片面状疵病自动检测装置，特别是指采用机器视觉方法对镜片表面的水印、树脂纹、橘皮、雾等面状疵病实现自动检测的装置和方法。
【背景技术】
[0002]眼镜已成为必不可少的消费品，且其消费群体庞大，镜片行业近年来通过提高自主研发和引进国外技术，镜片生产过程的自动化水平逐步提高，但镜片质量检测目前依然全部采用人工检测的方式完成。人工检测很大程度上依赖于检测人员的经验和技术，易受主观因素、个体差异等因素影响，而对于面状疵病检测方面，检测工人需要在白炽灯的辅助下，通过旋转和倾斜等动作实现对被检镜片的多角度观测，该方法不仅伤害检测人员视力，而且检测速度较慢，更为甚者，容易漏检疵病特征不明显的镜片，检测的品质质量很不稳定。因此，镜片品质检测的低效、低精度和高成本严重制约了我国眼睛行业的发展。
[0003]对于镜片疵病的自动化检测，专利:一种光栅调制的镜片疵病自动检测装置和方法(CN201510424415.6)、一种镜片疵病在线检测装置(CN201510424414.1)、一种镜片表面点状与线状杂质的检测装置(CN201310543198.3)和一种镜片双面疵病检测装置及方法(CN201310543428.6)等专利均提出了采用机器视觉方法实现对镜片点状和线状疵病的自动化识别和检测，并设计了相应的自动检测装置；专利:一种镜片水印疵病图像检测装置(CN201310749191.7)提出了一种镜片水印疵病图像检测装置，上述方法通过平行光透射的方法将水印缺陷投影成像至白色光屏上，结合数字图像处理方法实现对镜片水印缺陷的检测，但无法实现对树脂纹、雾等低折射率的面状瑕疵的检测。
【发明内容】
[0004]针对现有的镜片面状疵病检测技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种可实现对镜片面状疵病的快速检测装置和方法，用于提高检测准确率和效率，为镜片在线检测提供基础。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种镜片面状疵病自动检测装置，由主控制器、暗室柜、光源、放大镜片支架装置、放大镜片、成像光屏和工业相机、被检镜片夹持装置组成;所述被检镜片夹持装置由单片机控制器、步进电机驱动器、步进电机、双向直线丝杠和镜片夹爪组成，被检镜片夹持装置安装于暗室柜内，使被检镜片平面与光源光轴呈垂直状态，其特征在于:所述的单片机控制器与主控制器采用串口相连，并通过I/O 口与步进电机驱动器和步进电机相连，步进电机再与双向直线丝杠连接，镜片夹爪安装固定于双向直线丝杠上，用于支撑被检镜片，所述的双向直线丝杠带动镜片夹爪移动，其单边运动自由度^ 10cm。
[0006]所述的暗室柜为一框架结构，用于提供机器视觉检测环境，隔离外界环境光干扰；所述光源安装于暗室柜顶部，其光轴与被检镜片和放大镜片中心位于同一垂直线，且距离被检镜片物理尺寸2 40cmo
[0007]所述放大镜片支架装置由舵机、放大镜片支架和放大镜片组成，安装在被检镜片夹持装置的正下方，使被检镜片与放大镜片中心位于同一垂直，所述舵机与单片机控制器通过I/O 口连接，根据镜片类型改变其转动角度，所述放大镜片支架为一圆环，并设置有台阶结构，使放大镜片紧密放置于放大镜片支架台阶上。
[0008]所述的成像光屏为一白色成像平面，位于被检镜片正下方，其面积大于被检镜片的投影图像。
[0009]所述的工业相机安装在被检镜片的侧面，通过数据线与主控制器相连。
[0010]本实用新型具有以下优点:I采用机器视觉技术对镜片面状疵病进行自动快速检测和分类，可有效的提高镜片品质检测的效率;2采用锥形光束的打光方式可将被检镜片面状疵病通过投影方式成像，且可有效的适应不同尺寸和类别镜片;3针对镜片类型的差异，选择性的采用放大镜片对疵病特征进行放大处理;4采用双向直线丝杠调整镜片夹爪尺寸，使系统可自适应不同尺寸镜片的检测。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构不意图；
[0012]图2是本实用新型被检镜片夹持装置示意图；
[0013]图3是本实用新型检测装置中测控系统的示意图；
[0014]图4是本实用新型数字图像处理流程图；
[0015]图5为本实用新型面状疵病检测流程图；
[0016]图中:I主控制器;2暗示柜;3光源;4单片机控制器;5步进电机驱动器;6步进电机；7双向直线丝杠;8镜片夹爪;9被检镜片；10舵机；11放大镜片支架；12放大镜片；13成像光屏；14工业相机;15被检镜片夹持装置。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种镜片面状疵病自动检测装置，由主控制器1、暗室柜2、光源3、放大镜片支架装置、放大镜片12、成像光屏13和工业相机14、被检镜片夹持装置15组成。所述被检镜片夹持装置15由单片机控制器4、步进电机驱动器5、步进电机6、双向直线丝杠7和镜片夹爪8组成，用于根据被检镜片9大小调整镜片夹爪8位置，以适应不同尺寸镜片的检测;被检镜片夹持装置15安装于暗室柜2内，保证被检镜片9平面与光源3光轴呈垂直状态，所述暗室柜2为一框架结构，用于提供机器视觉检测环境，隔离外界环境光干扰;所述光源3可发出锥形光，用于提供有利于数字图像处理效果的光照条件，同时保证图像的稳定性，光源安装于暗室柜2顶部，其光轴与被检镜片9和放大镜片12中心位于同一垂直线，且距离被检镜片9物理尺寸2 40cm;所述放大镜片支架装置由舵机10、放大镜片支架11和放大镜片12组成，安装在被检镜片夹持装置15的正下方，保证被检镜片9与放大镜片12中心位于同一垂直线，用于放大老花镜的成像效果;所述舵机10与单片机控制器4通过I/O 口连接，根据镜片类型改变其转动角度，当被检镜片9为老花镜时放大成像，当为近视镜片时则移除放大镜片12;所述放大镜片支架11为一圆环，并设置有台阶结构，保证放大镜片12可紧密放置于放大镜片支架11上;所述成像光屏13为一白色成像平面，位于被检镜片9正下方，其面积大于被检镜片9的投影图像;所述工业相机14安装位于被检镜片9侧面，通过数据线与主控制器I相连，用于获取被检镜片投影图像，在保证相机视野覆盖被检镜片9投影图像的同时，尽可能增大相机光轴与水平面之间的夹角。
[0018]由图2知，是本实用新型被检镜片夹持装置示意图；所述被检镜片夹持装置15由单片机控制器4、步进电机驱动器5、步进电机6、双向直线丝杠7和镜片夹爪8组成，所述步进电机驱动器5用于为步进电机6提供驱动信号；步进电机6与双向直线丝杠7连接，用于提供双向直线丝杠7的驱动力；双向直线丝杠7用于带动镜片夹爪8移动，其单边运动自由度21cm;镜片夹爪8安装固定于双向直线丝杠7，用于支撑被检镜片9。
[0019]由图3知，是本实用新型检测装置中测控系统的示意图；所述单片机控制器4与主控制器I采用串口相连，并通过I/O口与步进电机驱动器5相连，用于步进电机运动6信号；主控制器I向单片机控制器4发送电机控制命令，同时通过数据线获取工业相机14所拍摄数字图像，并结合数字图像处理方法实现对被检镜片9品质的判断。
[0020]由图4知，是本实用新型数字图像处理流程图；一种镜片面状疵病数字图像处理检测方法，主要包括图像分割、孔洞填充、形态学腐蚀、区域筛选、灰度特征提取和镜片品质判断；
[0021]所述图像分割采用区域生长方法对被检镜片投影图像初步提取，采用被检镜片投影图像中心为种子点，以区域灰度平均值为约束条件进行区域生长处理，当没有像素满足归入条件时停止区域生长；
[0022]所述孔洞填充提取图像分割所得区域内所有轮廓，并将所有内轮廓进行填充处理，以填补由于面状缺陷所产生的漏分割区域；
[0023]所述形态学腐蚀是针对孔洞填充区域进行边缘腐蚀，去除由于光照产生的边缘模糊区域；
[0024]所述区域筛选是采用区域圆形度和面积为约束条件对所腐蚀后的区域进一步筛选感兴趣区域，以防止无被检镜片时的误识别；
[0025]所述灰度特征提取是计算感兴趣区域灰度共生矩阵，并提取熵、相关性、同质性和对比度等用于描述所拍摄镜片投影图像的纹理特征；
[0026]所述镜片品质判断是指根据前期所建立品质数据库信息，对比熵、相关性、同质性和对比度等参数实现对镜片品质判断。
【主权项】
1.一种镜片面状疵病自动检测装置，由主控制器(I)、暗室柜(2)、光源(3)、放大镜片支架装置、放大镜片(12)、成像光屏(13)和工业相机(14)、被检镜片夹持装置(15)组成;所述被检镜片夹持装置(15)由单片机控制器(4)、步进电机驱动器(5)、步进电机(6)、双向直线丝杠(7)和镜片夹爪(8)组成，被检镜片夹持装置(15)安装于暗室柜(2)内，使被检镜片(9)平面与光源(3)光轴呈垂直状态，其特征在于:所述的单片机控制器(4)与主控制器(I)采用串口相连，并通过I/O 口与步进电机驱动器(5)和步进电机(6)相连，步进电机(6)再与双向直线丝杠(7)连接，镜片夹爪(8)安装固定于双向直线丝杠(7)上，用于支撑被检镜片(9)，所述的双向直线丝杠(7)带动镜片夹爪(8)移动，其单边运动自由度2 10cm。2.根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的暗室柜(2)为一框架结构，用于提供机器视觉检测环境，隔离外界环境光干扰;所述光源(3)安装于暗室柜(2)顶部，其光轴与被检镜片(9)和放大镜片(12)中心位于同一垂直线，且距离被检镜片(9)物理尺寸? 40cmo3.根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述放大镜片支架装置由舵机(10)、放大镜片支架(11)和放大镜片(12)组成，安装在被检镜片夹持装置(15)的正下方，使被检镜片(9)与放大镜片(12)中心位于同一垂直，所述舵机(10)与单片机控制器(4)通过I/O 口连接，根据镜片类型改变其转动角度，所述放大镜片支架(11)为一圆环，并设置有台阶结构，使放大镜片(12)紧密放置于放大镜片支架(11)台阶上。4.根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的成像光屏(13)为一白色成像平面，位于被检镜片(9)正下方，其面积大于被检镜片(9)的投影图像。5.根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的工业相机(14)安装在被检镜片(9)的侧面，通过数据线与主控制器(I)相连。
【文档编号】G01N21/958GK205593939SQ201620234479
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】孙力, 许生炎
【申请人】丹阳市精通眼镜技术创新服务中心有限公司