檢測透明物體中的光學缺陷制造技術

本發明專利技術涉及檢測透明物質中光學缺陷的方法，其包括如下步驟：提供具有多個圖像像素的透明物質的數字圖像，檢測至少一個候選缺陷。候選缺陷可通過如下操作檢測，即確定每個圖像像素的灰度強度并跨鄰近圖像像素對計算強度梯度。為每個圖像像素分配梯度值，包括與圖像像素關聯的強度梯度絕對值的最大值。可構建梯度圖像，其包括分配給相應圖像像素的梯度值。如果圖像像素的梯度值超過梯度閾值，則該圖像像素可識別為候選像素。候選像素可包括光學缺陷。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開一般涉及檢測系統，且更特別地，涉及檢測透明物體中光學缺陷的方法。
技術介紹
透明物體用于多種不同應用，包括交通工具應用，如海洋、陸地、空中和/或空間交通工具，還包括非交通工具應用，如建筑物或其他靜止結構。在交通工具應用，如在商用飛機，透明物質可沿機艙和繞飛機飛行甲板設置，并可包括擋風玻璃和其他前窗、側窗和天窗。透明物質可有玻璃和聚合物材料形成，或形成為玻璃與聚合物材料的層壓組合。用于透明物質的聚合物材料可包括但不限于丙烯酸和聚碳酸酯組合物。當制造聚碳酸酯材料的透明物質時，在形成エ藝中可發生某些光學缺陷。例如，在形成聚碳酸酷透明物質過程中可出現碳顆粒，并可呈現為嵌在透明物質內的相對小的黑 斑。當從透過透明物質察看時，嵌入的碳顆粒可被誤解為長距離物體。現有技術包括幾種檢查透明物質光學缺陷的方法。例如，某些飛機透明物質，如飛機座艙蓋可通過以天空為背景背光照明透明物質，透過座艙蓋向上看檢查缺陷。該檢查技術一般要求澄清(如無云)大氣條件，以便提供勻質光背景，檢查人員可以該光背景查看整個透明物質。如可預期的那樣，該檢查技術可導致顯著的飛機停エ等待適當的大氣條件。雖然汽車エ業已經開發了照相機驅動的方法用于自動檢查透明物質，如自動的照相機方法可缺少航空透明物質要求的分辨率。例如，用于汽車エ業的檢查方法通常針對生產線上高速檢查，其中汽車透明物質中可允許的缺陷尺寸通常比航空透明物質中可允許的缺陷尺寸(如，O. 30英寸)大。這方面，為了大量生產，會犧牲檢查汽車透明物質的分辨率。而且，用于汽車エ業的檢查方法通常是針對透明物質的，其與飛機透明物質，如具有較小半徑的更復雜曲線的飛機座艙蓋和擋風玻璃相比具有輕微曲率。此外，飛機透明物質，如飛機擋風玻璃的橫截面覆層(Iayup)通常比汽車透明物質更復雜，這是由于飛機擋風玻璃較高強度要求和増加的厚度(如，高達I英寸厚或更大)，這是耐受飛鳥撞擊和操縱結構復雜所要求的。如可看到的那樣，現有技術需要精確檢測相對小尺寸(如，約O. 010英寸或更小)缺陷的方法。此外，現有技術還需要快速方式檢測透明物質中光學缺陷的方法，以便減少檢查時間。而且，現有技術還需要檢測透明物質中光學缺陷的方法，其提供自動裝置記載光學缺陷尺寸和位置，以便表征缺陷源。精確量化飛機透明物質中光學缺陷(如，測量缺陷尺寸和記載位置)的需求是必須的，這是由于相比取代汽車擋風玻璃的成本，取代飛機擋風玻璃相對高成本。
技術實現思路
與檢查透明物質關聯的上述需求是通過本公開解決和減輕的，其提供檢測相對小尺寸(如，O. 10英寸)的光學缺陷尺寸和位置的光學缺陷檢測方法。該缺陷檢測系統的技術效果包括相對現有技術手動檢查方法，改進檢查透明物質光學缺陷的可靠性、速度和精度。此外，該缺陷檢測系統提供可靠檢測相對小尺寸的光學缺陷并記錄和記載至少這類光學缺陷的尺寸和/或位置的裝置。在實施例中，該檢測透明物質中光學缺陷的方法可包括以下步驟提供透明物質的數字圖像，其中數字圖像包括多個圖像像素，其每個都具有一定灰度。該方法可進ー步包括通過計算跨相鄰圖像像素對的強度梯度，檢測透明物質中至少ー個候選缺陷。此外，每個圖像像素可分配以梯度值，其可包括與圖像像素關聯的強度梯度絕對值的最大值。構建的梯度圖像可包括分配給相應圖像像素的梯度值。梯度值超過梯度閾值的圖像像素可識別為候選像素。這樣的候選像素可包括一個候選缺陷。在進ー步的實施例中，本專利技術公開了表征透明物質中光學缺陷的方法，其包括提供透明物質數字圖像的步驟和從圖像像素中識別候選像素的步驟。候選像素可包括至少ー個候選缺陷。每個候選像素的位置可識別。候選像素可基于相對位置分類為像素聚類。每個像素聚類中候選像素的數量可與像素數量閾值比較，從而識別候選缺陷為光學缺陷或圖像缺陷。該方法額外的實施例可包括優化圖像記錄設備的設置以便記錄透明物質的數字圖像。設置可基于透明物質的參數，如透明物質的平均色調(hue)。設置的選擇可包括選擇F設置，ISO設置和色彩設置，如每種原色(紅色、緑色、和藍色-RGB)，其可由圖像記錄設備記錄。F設置表示f光闌(f-stop)或相對光圈，并且是圖像記錄設備透鏡的焦距長度除以透鏡有效光圈直徑的度量。ISO設置(S卩，膠片速度)是數字成像系統的光學靈敏度的度量，如這里公開的圖像記錄設備。該方法可進ー步包括記錄透明物質的數字圖像，如以彩色格式，和轉換數字圖像從ー種彩色格式到灰度格式。數字圖像中每種圖像像素的灰度都可確定。該方法可進ー步包括通過選擇觀察部分的預定周邊檢測或通過比較跨一系列預定量的圖像像素的灰度變化(即強度梯度)，檢測透明物質觀察部分的周邊。跨系列像素的灰度變化可與閾值強度變化速率比較，或灰度強度變化可與系列強度梯度的閾值均勻值(uniformity value)比較以便識別觀察部分的周邊。所討論的特征、功能、和優點可在本公開的不同實施例中獨立實現，或可在其他實施例中組合，其進ー步的細節可參考下面的描述和附圖看出。附圖說明本專利技術的這些和其他特征可在參考附圖后更明顯地看出，其中相似標識號表示相似部件圖I是具有一個或更多透明物質飛機的透視圖；圖2是光學缺陷檢測系統實施例的透視圖，其可用于記錄透明物質的數字圖像；圖3是圖2中示出的缺陷檢測系統的分解透視圖，并示出可安裝圖像記錄設備的透明物質夾具(fixture)；圖4是缺陷檢測系統的側剖視圖；圖5是沿圖4中線5-5截取的光學缺陷檢測系統的俯視剖視圖，其示出配置為全景照相機的圖像記錄設備；圖6是流程圖，其示出記錄透明物質圖像的方法；圖7是光學缺陷檢測系統的剖視圖，其略去漫射器、光源、反射器和外殼，并示出透明物質和圖像記錄設備的相對位置；圖8是透明物質的全景數字圖像文件，其可由圖7中圖像記錄設備記錄；圖9是沿圖8中剖面9截取的透明物質觀察部分周邊附近區域的部分數字圖像的放大示圖，其示出多個具有相對灰度的圖像像素；圖10是提供256個強度水平的8位系統的灰度范圍表；圖11是沿圖8中剖面11截取的部分數字圖像的示圖，其示出每個圖像像素被分配以一定灰度，并進一歩示出ー對包括灰度值為O的圖像像素的候選缺陷；圖12是圖11中示出的圖像像素的表示，其中計算了跨鄰近圖像像素對中每個的強度梯度；圖13是圖11中示出的圖像像素的梯度圖像，其中梯度圖像的每個圖像像素都包 括含與圖像像素關聯的強度梯度的絕對值的最大值的梯度值；圖14是圖11中示出的圖像像素的表示，其中梯度值超出梯度閾值的圖像像素分入由候選像素組成的聚類中；圖15是圖11中示出的圖像像素的表示，其進ー步示出疊加在每個像素聚類上的計算機生成的曲線；圖16是圖11中示出的圖像像素的表示，其進ー步示出匯聚在候選像素定義的各光學缺陷邊界上的計算機生成的曲線；圖17是沿圖8中剖面17截取的數字圖像的部分，并示出灰度為O并被具有更高灰度的圖像像素包圍的單個圖像像素；圖18是圖17中示出的圖像像素的表示，其進ー步示出跨每個鄰近圖像像素的多個強度梯度；圖19是圖17中示出的圖像像素的表示，其示出包括相應于與每個像素關聯的強度梯度絕對值的最大值的梯度值的梯度圖像；圖20是圖17中示出的圖像像素的表示，其示出由灰度為O的單個圖像像素組成的像素聚類；圖21是透明物質的數字圖像示圖，其示出數字圖像中多個光學缺陷本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·L·布考特，M·P·格里森，M·M·托馬斯，M·S·狄克孫，R·普雷斯，W·D·斯瑪特，
申請(專利權)人：波音公司，
類型：
國別省市：