本實(shí)用新型屬于機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域，涉及一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

觸摸屏玻璃元件在國民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)領(lǐng)域、在日常工作和民眾生活中的使用非常廣泛，典型的如顯示屏、手機(jī)面板、ipad、各種工業(yè)及家用玻璃面板等。當(dāng)觸摸屏玻璃元件面板表面存在劃痕、崩邊等瑕疵時(shí)，將大大影響該產(chǎn)品的功能性質(zhì)量指標(biāo)及美觀度，因此有必要對觸摸屏玻璃元件表面的瑕疵進(jìn)行定量的自動(dòng)化在線檢測過程，以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中的流水線作業(yè)，對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級非常重要。

傳統(tǒng)的針對觸摸屏玻璃元件的檢測方法主要是目視法，工人將觸摸屏玻璃元件表面置于強(qiáng)光照射下，利用目視法觀察元件表面瑕疵產(chǎn)生的散射光，并與標(biāo)準(zhǔn)刻線卡進(jìn)行比對，從而確定瑕疵的尺度。目視法受所檢測人的熟練程度影響較大，主觀性較強(qiáng)，而且長期的檢測會(huì)造成人眼疲勞，造成瑕疵的誤判及漏檢。同時(shí)目視法檢測速度較慢，漏檢率較高，可靠性差，沒有辦法實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)流程的流水線檢測。還需要招聘大批的工人并需要培訓(xùn)，勞動(dòng)成本高，有悖于國家將勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向科技創(chuàng)新型發(fā)展的國策。所以目前各生產(chǎn)觸摸屏玻璃元件供應(yīng)商迫切需要觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為解決觸摸屏玻璃表面瑕疵在線的自動(dòng)化檢測，提供一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)。本發(fā)面采用如下方案。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型包括傳動(dòng)部分、成像部分和篩選部分；傳動(dòng)部分用于將觸摸屏玻璃傳送至成像部分；成像部分用于檢測觸摸屏玻璃表面是否存在瑕疵；篩選部分用于剔除存在瑕疵的觸摸屏玻璃。

傳動(dòng)部分包括三個(gè)傳動(dòng)單元，且三個(gè)傳動(dòng)單元固定連接在底部固定板；每個(gè)傳動(dòng)單元包括底部固定板、伺服電機(jī)、傳動(dòng)軸、磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪、磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪、從動(dòng)軸；

伺服電機(jī)固定在底部固定板上，其輸出軸通過彈性聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸的一端相連接，傳動(dòng)軸的另一端與相鄰的傳動(dòng)單元用軸承座固定在底部固定板；傳動(dòng)軸上等距間隔設(shè)置有多個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪，每個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪上對應(yīng)設(shè)置有磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪；磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪與從動(dòng)軸的一端剛性連接，從動(dòng)軸的另一端通過軸承座固定在底部固定板，從動(dòng)軸上等距間隔設(shè)置有多個(gè)固定連接的彈性橡膠圈，彈性橡膠圈用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件，依靠彈性橡膠圈與被檢觸摸屏玻璃元件之間接觸的摩擦力，驅(qū)動(dòng)被檢觸摸屏玻璃元件平動(dòng)；所述的磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪與磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪構(gòu)成一對直角傳動(dòng)副，功能等同于直角齒輪傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)垂直方向的同步傳動(dòng)，而磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)便驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

成像部分設(shè)置在中間傳動(dòng)單元上；成像部分包括兩個(gè)LED線光源和、線陣相機(jī)、光源夾持塊、光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸；兩個(gè)LED線光源和上的兩端分別裝有光源夾持塊，兩端的光源夾持塊通過抱緊方式固定于光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸上，光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸固定于外部支架，從而實(shí)現(xiàn)了LED線光源和LED線光源繞光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，便于線性照明角度的調(diào)整，以保證理想原始觸摸屏瑕疵灰度圖像的獲得；線陣相機(jī)設(shè)置在兩個(gè)LED線光源和正上方，與外部支架活動(dòng)連接，用于捕捉被檢觸摸屏玻璃元件表面瑕疵位置激發(fā)的散射光；

當(dāng)被檢觸摸屏玻璃元件隨傳動(dòng)部分平動(dòng)時(shí)，利用成像部分對被檢觸摸屏玻璃元件表面的瑕疵成像，成像過程可描述為：利用LED線光源1、LED線光源2產(chǎn)生的斜入射線光源照射被檢觸摸屏玻璃元件表面，利用線陣相機(jī)捕捉被檢觸摸屏玻璃元件表面瑕疵位置激發(fā)的散射光，得到原始觸摸屏瑕疵灰度圖像，然后通過圖像處理模塊對原始觸摸屏瑕疵灰度圖像進(jìn)行圖像處理，具體的對采集到的原始觸摸屏瑕疵灰度圖像進(jìn)行圖像校正、區(qū)域分割、瑕疵提取及標(biāo)記瑕疵位置信息等圖像處理過程，得到瑕疵評判結(jié)果。

篩選部分設(shè)置在最后傳動(dòng)單元上，且底部固定在底部固定板，篩選部分包括同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌、Z向平移導(dǎo)軌、真空吸盤、平帶傳輸機(jī)構(gòu)；真空吸盤固定在Z向平移導(dǎo)軌上，能夠沿著Z向平移導(dǎo)軌上下移動(dòng)；Z向平移導(dǎo)軌固定在同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌上，能夠沿著同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌左右移動(dòng)；同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌固定在底部固定板上，且位于最后傳動(dòng)單元上方；平帶傳輸機(jī)構(gòu)位于最后傳動(dòng)單元一側(cè)，且與底部固定板固定連接。

經(jīng)過成像單元評判后，合格觸摸屏玻璃元件隨最后傳動(dòng)單元平動(dòng)進(jìn)入下一工序；對于不合格觸摸屏玻璃元件，將進(jìn)行篩選，首先利用真空吸盤產(chǎn)生的負(fù)壓吸住不合格觸摸屏玻璃元件后，不合格觸摸屏玻璃元件隨Z向平移導(dǎo)軌向上平動(dòng)，再利用同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌做水平方向的平動(dòng)，移動(dòng)至平帶傳輸機(jī)構(gòu)處，此時(shí)驅(qū)動(dòng)Z向平移導(dǎo)軌向下平動(dòng)，并利用真空吸盤釋放負(fù)壓，將不合格觸摸屏玻璃元件放置至平帶傳輸機(jī)構(gòu)上，完成不合格元件的篩選過程。

該系統(tǒng)采用的圖像處理方法包括：圖像校正、區(qū)域分割、瑕疵提取及標(biāo)記瑕疵位置信息；圖像校正是指采用圖像變換算法，校正由于被檢觸摸屏玻璃元件的隨機(jī)性放置而導(dǎo)致采集到的原始觸摸屏瑕疵灰度圖像傾斜的問題；區(qū)域分割是指對校正后得到的無傾斜的觸摸屏瑕疵灰度圖像進(jìn)行區(qū)域分割；所述的瑕疵提取是對分割的每塊區(qū)域進(jìn)行瑕疵的提?。凰龅臉?biāo)記瑕疵位置信息是指依據(jù)提取的特征位置信息及定標(biāo)曲線，將瑕疵位置標(biāo)記在校正后的觸摸屏瑕疵灰度圖像上。

圖像校正具體過程為：首先讀入原始觸摸屏瑕疵灰度圖像，對該圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、錯(cuò)切等變換，將原始觸摸屏瑕疵灰度圖像校正為無傾斜觸摸屏瑕疵灰度圖像，再對校正后圖像進(jìn)行裁剪，使校正后圖像中僅包含當(dāng)前待檢測的觸摸屏灰度圖像；圖像校正后，進(jìn)行區(qū)域分割，分割出手機(jī)邊框區(qū)域、聽筒孔區(qū)域、IR孔區(qū)域、觸摸區(qū)域及印刷區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)域中含有的不同瑕疵種類，以及不同瑕疵之間的幾何特征差異，在不同的區(qū)域中分別進(jìn)行瑕疵的特征提取與瑕疵分類；區(qū)域分割后分別對各區(qū)域進(jìn)行特征提取，具體包括如下步驟：

步驟(1)對分割出的手機(jī)邊框區(qū)域，首先進(jìn)行濾波、二值化處理以及腐蝕膨脹操作后，提取該區(qū)域位置上存在的崩邊、倒邊以及邊漏等瑕疵的像素值，利用定標(biāo)曲線，將提取到的像素值轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸，得到崩邊、倒邊、漏邊等瑕疵的實(shí)際尺寸；

步驟(2)對分割出的聽筒孔區(qū)域，首先通過建立標(biāo)準(zhǔn)聽筒區(qū)域的理想模板圖像，然后通過與分割后的觸摸屏瑕疵灰度圖像中該區(qū)域的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，再進(jìn)行差分算法計(jì)算出該區(qū)域中存在的孔倒瑕疵像素尺寸，再利用定標(biāo)曲線，將提取到的像素尺寸轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸；

步驟(3)通過二值化以及邊緣檢測算法提取出聽筒孔區(qū)域中聽筒孔的邊界信息，根據(jù)邊界信息中邊緣的平滑程度判斷出當(dāng)前是否存在孔崩瑕疵，并計(jì)算得到孔崩瑕疵的像素值大小，最后利用定標(biāo)曲線，將像素值轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸值，得到孔崩瑕疵的實(shí)際尺寸；

步驟(4)針對分割出的IR孔區(qū)域，通過形態(tài)學(xué)操作將背景信息剔除，進(jìn)一步采用二值化、特征提取將該區(qū)域中的點(diǎn)狀瑕疵信息提取出來，得到晶點(diǎn)瑕疵的像素尺寸，再利用定標(biāo)曲線，將像素尺寸轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸，得到晶點(diǎn)瑕疵的實(shí)際尺寸；

步驟(5)針對分割出的觸摸區(qū)域，采用二值化、特征提取，提取出當(dāng)前區(qū)域中瑕疵的幾何特征，并利用定標(biāo)曲線得到實(shí)際幾何特征尺寸，包括面積、長度和寬度；根據(jù)提取的瑕疵的幾何特征，建立不同瑕疵的分類器，用于檢測并分類劃傷、凹坑、水漬、污漬等瑕疵；

步驟(6)針對分割出的印刷區(qū)域，通過采用不同的二值化灰度閾值提取出當(dāng)前區(qū)域中存在的異色瑕疵、透光瑕疵、針漏瑕疵和劃傷瑕疵。

針對流水線超大行程檢測需求，在傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)多個(gè)傳動(dòng)單元，傳動(dòng)部分包括底部固定板、大功率伺服電機(jī)、減速機(jī)和三個(gè)傳動(dòng)單元；三個(gè)傳動(dòng)單元包括一級傳動(dòng)單元、二級傳動(dòng)單元和三級傳動(dòng)單元；大功率伺服電機(jī)的輸出軸與減速機(jī)相連接，減速機(jī)通過聯(lián)軸器與一級傳動(dòng)單元相連接，每級傳動(dòng)單元與底部固定板固定連接；一級傳動(dòng)單元與二級傳動(dòng)單元的連接，二級傳動(dòng)單元與三級傳動(dòng)單元均通過同步帶的方式進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)連接；

所述的多級傳動(dòng)單元，每級傳動(dòng)單元包括、傳動(dòng)軸、磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪、磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪、從動(dòng)軸、主動(dòng)同步帶輪、同步帶、從動(dòng)同步帶輪和主動(dòng)軸；傳動(dòng)軸的兩端通過軸承座固定在底部固定板上；傳動(dòng)軸上等距間隔設(shè)置有多個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪，每個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪上對應(yīng)設(shè)置有磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪；磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪與從動(dòng)軸的一端剛性連接，從動(dòng)軸的另一端通過軸承座固定在底部固定板，從動(dòng)軸上等距間隔設(shè)置有多個(gè)固定連接的彈性橡膠圈，彈性橡膠圈用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件；

減速機(jī)通過聯(lián)軸器與一級傳動(dòng)單元的一級主動(dòng)軸的一端相連接，同時(shí)一級主動(dòng)軸的該端固定有一級主動(dòng)同步帶輪；一級同步帶將一級從動(dòng)同步帶輪和一級主動(dòng)同步帶輪連接，一級從動(dòng)同步帶輪設(shè)置在傳動(dòng)軸中間位置；一級主動(dòng)軸的另一端與一級傳動(dòng)同步帶輪相連接，一級傳動(dòng)同步帶輪和二級主動(dòng)同步帶輪通過同步帶2相連接；且二級主動(dòng)同步帶輪與二級主動(dòng)軸的一端連接，二級主動(dòng)軸的另一端穿過二級主動(dòng)同步帶輪后與二級傳動(dòng)同步帶輪相連接；二級同步帶將二級從動(dòng)同步帶輪和二級主動(dòng)同步帶輪連接，二級從動(dòng)同步帶輪設(shè)置在傳動(dòng)軸中間位置；三級同步帶將二級傳動(dòng)同步帶輪和三級主動(dòng)同步帶輪連接，三級主動(dòng)同步帶輪與三級主動(dòng)軸的一端連接，三級主動(dòng)軸的另一端與三級傳動(dòng)同步帶輪相連接；三級傳動(dòng)同步帶輪和一級從動(dòng)同步帶輪通過同步帶連接；

傳動(dòng)時(shí)，大功率伺服電機(jī)經(jīng)減速機(jī)調(diào)速后，通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)一級主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在一級傳動(dòng)軸上的一級傳動(dòng)同步帶輪隨一級傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過同步帶驅(qū)動(dòng)一級從動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一級從動(dòng)同步帶輪與傳動(dòng)軸剛性連接，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)固定在傳動(dòng)軸上的磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過安裝在從動(dòng)軸上的多個(gè)彈性橡膠圈，驅(qū)動(dòng)被檢觸摸屏玻璃元件平動(dòng)；同時(shí)，一級主動(dòng)軸帶動(dòng)剛性固定在一級主動(dòng)軸上的一級傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過同步帶驅(qū)動(dòng)二級主動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)二級主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)一級傳動(dòng)部分的動(dòng)力有效的傳遞至二級傳動(dòng)部分，以此類推，二級傳動(dòng)部分的動(dòng)力有效的傳遞至三級傳動(dòng)部分，從而實(shí)現(xiàn)了被檢觸摸屏玻璃元件的超大行程平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)過程。

本實(shí)用新型有益效果如下：

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)相對簡單，操作方便；且觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)及方法實(shí)現(xiàn)了觸摸屏玻璃的在線自動(dòng)化檢測，具有檢測精度高、檢測效率高、可定量識別的特點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)中采用了非接觸式的磁性齒輪副作為傳動(dòng)媒介，具有非接觸式、無噪音、無振動(dòng)、無污染的特點(diǎn)，適用于無塵環(huán)境中的觸摸屏玻璃檢測過程。

本實(shí)用新型利用新穎的觸摸屏面板的傳動(dòng)系統(tǒng)、完善的光源照明布局和高分辨的機(jī)器視覺成像系統(tǒng)、專業(yè)研發(fā)用于觸摸屏玻璃表面瑕疵特征提取的數(shù)字圖像處理方法、利用機(jī)器視覺的玻璃表面瑕疵的尺度標(biāo)定方法。自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)了觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測，利用機(jī)器視覺的方法代替人工，極大的提高了檢測效率及檢測的精準(zhǔn)度。

附圖說明

圖1.是觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)；

圖2.是觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測圖像處理流程；

圖3.是圖像校正流程；

圖4.是觸摸屏玻璃分割區(qū)域圖示；

圖5.是圖像分割以及檢測瑕疵的分類；

圖6.是觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)；

圖7.是原始觸摸屏瑕疵灰度圖像；

圖8.是校正后的觸摸屏瑕疵灰度圖像；

圖9.是觸摸屏玻璃區(qū)域分割結(jié)果；

圖10.是檢測到的觸摸屏玻璃表面劃傷圖。

具體實(shí)施說明

如圖1所示，一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)，包括傳動(dòng)部分、成像部分和篩選部分；傳動(dòng)部分用于將觸摸屏玻璃傳送至成像部分；成像部分用于檢測觸摸屏玻璃表面是否存在瑕疵；篩選部分用于剔除存在瑕疵的觸摸屏玻璃。

傳動(dòng)部分包括三個(gè)傳動(dòng)單元，且三個(gè)傳動(dòng)單元固定連接在底部固定板(S1)；每個(gè)傳動(dòng)單元包括底部固定板(S1)、伺服電機(jī)(S3)、傳動(dòng)軸(S5)、磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)、磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)、從動(dòng)軸(S8)；

伺服電機(jī)(S3)固定在底部固定板(S1)上，其輸出軸通過彈性聯(lián)軸器(S4)與傳動(dòng)軸(S5)的一端相連接，傳動(dòng)軸(S5)的另一端與相鄰的傳動(dòng)單元用軸承座固定在底部固定板(S1)；傳動(dòng)軸(S5)上等距間隔設(shè)置有多個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)，每個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)上對應(yīng)設(shè)置有磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)；磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)與從動(dòng)軸(S8)的一端剛性連接，從動(dòng)軸(S8)的另一端通過軸承座固定在底部固定板(S1)，從動(dòng)軸(S8)上等距間隔設(shè)置有多個(gè)固定連接的彈性橡膠圈(S9)，彈性橡膠圈(S9)用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件(S10)，依靠彈性橡膠圈(S9)與被檢觸摸屏玻璃元件(S10)之間接觸的摩擦力，驅(qū)動(dòng)被檢觸摸屏玻璃元件(S10)平動(dòng)；所述的磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)與磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)構(gòu)成一對直角傳動(dòng)副，功能等同于直角齒輪傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)垂直方向的同步傳動(dòng)，而磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)的轉(zhuǎn)動(dòng)便驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸(S8)轉(zhuǎn)動(dòng)。

成像部分設(shè)置在中間傳動(dòng)單元上；成像部分包括兩個(gè)LED線光源(S11)和(S12)、線陣相機(jī)(S13)、光源夾持塊(S14)、光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸(S15)；兩個(gè)LED線光源(S11)和(S12)上的兩端分別裝有光源夾持塊(S14)，兩端的光源夾持塊(S14)通過抱緊方式固定于光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸(S15)上，光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸(S15)固定于外部支架，從而實(shí)現(xiàn)了LED線光源(S11)和LED線光源(S12)繞光源調(diào)整轉(zhuǎn)軸(S15)的轉(zhuǎn)動(dòng)，便于線性照明角度的調(diào)整，以保證理想原始觸摸屏瑕疵灰度圖像的獲得；線陣相機(jī)(S13)設(shè)置在兩個(gè)LED線光源(S11)和(S12)正上方，與外部支架活動(dòng)連接，用于捕捉被檢觸摸屏玻璃元件(S10)表面瑕疵位置激發(fā)的散射光；

當(dāng)被檢觸摸屏玻璃元件(S10)隨傳動(dòng)部分平動(dòng)時(shí)，利用成像部分對被檢觸摸屏玻璃元件(S10)表面的瑕疵成像，成像過程可描述為：利用LED線光源1(S11)、LED線光源2(S12)產(chǎn)生的斜入射線光源照射被檢觸摸屏玻璃元件(S10)表面，利用線陣相機(jī)(S13)捕捉被檢觸摸屏玻璃元件(S10)表面瑕疵位置激發(fā)的散射光，得到原始觸摸屏瑕疵灰度圖像，然后通過圖像處理模塊對原始觸摸屏瑕疵灰度圖像進(jìn)行圖像處理，具體的對采集到的原始觸摸屏瑕疵灰度圖像進(jìn)行圖像校正、區(qū)域分割、瑕疵提取及標(biāo)記瑕疵位置信息等圖像處理過程，得到瑕疵評判結(jié)果。

篩選部分設(shè)置在最后傳動(dòng)單元上，且底部固定在底部固定板(S1)，篩選部分包括同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌(S16)、Z向平移導(dǎo)軌(S17)、真空吸盤(S18)、平帶傳輸機(jī)構(gòu)(S19)；真空吸盤(S18)固定在Z向平移導(dǎo)軌(S17)上，能夠沿著Z向平移導(dǎo)軌(S17)上下移動(dòng)；Z向平移導(dǎo)軌(S17)固定在同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌(S16)上，能夠沿著同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌(S16)左右移動(dòng)；同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌(S16)固定在底部固定板(S1)上，且位于最后傳動(dòng)單元上方；平帶傳輸機(jī)構(gòu)(S19)位于最后傳動(dòng)單元一側(cè)，且與底部固定板(S1)固定連接。

經(jīng)過成像單元評判后，合格觸摸屏玻璃元件(S21)隨最后傳動(dòng)單元平動(dòng)進(jìn)入下一工序；對于不合格觸摸屏玻璃元件(S20)，將進(jìn)行篩選，首先利用真空吸盤(S18)產(chǎn)生的負(fù)壓吸住不合格觸摸屏玻璃元件(S20)后，不合格觸摸屏玻璃元件(S20)隨Z向平移導(dǎo)軌(S17)向上平動(dòng)，再利用同步帶驅(qū)動(dòng)X向平移導(dǎo)軌(S16)做水平方向的平動(dòng)，移動(dòng)至平帶傳輸機(jī)構(gòu)(S19)處，此時(shí)驅(qū)動(dòng)Z向平移導(dǎo)軌(S17)向下平動(dòng)，并利用真空吸盤(S18)釋放負(fù)壓，將不合格觸摸屏玻璃元件(S20)放置至平帶傳輸機(jī)構(gòu)(S19)上，完成不合格元件的篩選過程。

如圖2所示為觸摸屏瑕疵灰度圖像處理流程，包括圖像校正、區(qū)域分割、瑕疵提取及標(biāo)記瑕疵位置信息；圖像校正是指采用圖像變換算法，校正由于被檢觸摸屏玻璃元件(S10)的隨機(jī)性放置而導(dǎo)致采集到的原始觸摸屏瑕疵灰度圖像傾斜的問題；區(qū)域分割是指對校正后得到的無傾斜的觸摸屏瑕疵灰度圖像進(jìn)行區(qū)域分割；所述的瑕疵提取是對分割的每塊區(qū)域進(jìn)行瑕疵的提??；所述的標(biāo)記瑕疵位置信息是指依據(jù)提取的特征位置信息及定標(biāo)曲線，將瑕疵位置標(biāo)記在校正后的觸摸屏瑕疵灰度圖像上。

如圖3所示，圖像校正具體過程如下：首先讀入原始觸摸屏瑕疵灰度圖像，對該圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、錯(cuò)切等變換，將原始觸摸屏瑕疵灰度圖像校正為無傾斜觸摸屏瑕疵灰度圖像，再對校正后圖像進(jìn)行裁剪，使校正后圖像中僅包含當(dāng)前待檢測的觸摸屏灰度圖像。

如圖4所示，圖像校正后，將圖像進(jìn)行分割，分割得到手機(jī)邊框區(qū)域、聽筒孔區(qū)域、IR孔區(qū)域、觸摸區(qū)域、印刷區(qū)域。

如圖5所示，根據(jù)不同區(qū)域中含有的不同瑕疵種類，以及不同瑕疵之間的幾何特征差異，在不同的區(qū)域中分別進(jìn)行瑕疵的特征提取與瑕疵分類。具體包括如下步驟：

步驟(1)對分割出的手機(jī)邊框區(qū)域，首先進(jìn)行濾波、二值化處理以及腐蝕膨脹操作后，提取該區(qū)域位置上存在的崩邊、倒邊以及邊漏等瑕疵的像素值，利用定標(biāo)曲線，將提取到的像素值轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸，得到崩邊、倒邊、漏邊等瑕疵的實(shí)際尺寸；

步驟(2)對分割出的聽筒孔區(qū)域，首先通過建立標(biāo)準(zhǔn)聽筒區(qū)域的理想模板圖像，然后通過與分割后的觸摸屏瑕疵灰度圖像中該區(qū)域的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，再進(jìn)行差分算法計(jì)算出該區(qū)域中存在的孔倒瑕疵像素尺寸，再利用定標(biāo)曲線，將提取到的像素尺寸轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸；

步驟(3)通過二值化以及邊緣檢測算法提取出聽筒孔區(qū)域中聽筒孔的邊界信息，根據(jù)邊界信息中邊緣的平滑程度判斷出當(dāng)前是否存在孔崩瑕疵，并計(jì)算得到孔崩瑕疵的像素值大小，最后利用定標(biāo)曲線，將像素值轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸值，得到孔崩瑕疵的實(shí)際尺寸；

步驟(4)針對分割出的IR孔區(qū)域，通過形態(tài)學(xué)操作將背景信息剔除，進(jìn)一步采用二值化、特征提取將該區(qū)域中的點(diǎn)狀瑕疵信息提取出來，得到晶點(diǎn)瑕疵的像素尺寸，再利用定標(biāo)曲線，將像素尺寸轉(zhuǎn)換為實(shí)際尺寸，得到晶點(diǎn)瑕疵的實(shí)際尺寸；

步驟(5)針對分割出的觸摸區(qū)域，采用二值化、特征提取，提取出當(dāng)前區(qū)域中瑕疵的幾何特征，并利用定標(biāo)曲線得到實(shí)際幾何特征尺寸，包括面積、長度和寬度；根據(jù)提取的瑕疵的幾何特征，建立不同瑕疵的分類器，用于檢測并分類劃傷、凹坑、水漬、污漬等瑕疵；

步驟(6)針對分割出的印刷區(qū)域，通過采用不同的二值化灰度閾值提取出當(dāng)前區(qū)域中存在的異色瑕疵、透光瑕疵、針漏瑕疵和劃傷瑕疵。

上述步驟中所述的定標(biāo)曲線是利用定標(biāo)板進(jìn)行觸摸屏玻璃表面瑕疵的尺度標(biāo)定。其過程為：利用離子束刻蝕方法刻蝕出定標(biāo)板，定標(biāo)板上包含有以1μm為間隔的5-30μm寬度標(biāo)準(zhǔn)線，利用觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動(dòng)化檢測系統(tǒng)對定標(biāo)板上標(biāo)準(zhǔn)線成像，統(tǒng)計(jì)不同線寬的標(biāo)準(zhǔn)線成像后所對應(yīng)的像素?cái)?shù)，并擬合得到定標(biāo)曲線，最后將檢測得到的瑕疵像素?cái)?shù)代入定標(biāo)曲線，得到表面瑕疵的實(shí)際尺度。

如圖6所示，針對流水線超大行程檢測需求，在傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)多個(gè)傳動(dòng)單元，傳動(dòng)部分包括底部固定板(S1)、大功率伺服電機(jī)(S22)、減速機(jī)(S23)和三個(gè)傳動(dòng)單元；三個(gè)傳動(dòng)單元包括一級傳動(dòng)單元、二級傳動(dòng)單元和三級傳動(dòng)單元；大功率伺服電機(jī)(S22)的輸出軸與減速機(jī)(S23)相連接，減速機(jī)(S23)通過聯(lián)軸器(S24)與一級傳動(dòng)單元相連接，每級傳動(dòng)單元與底部固定板(S1)固定連接；一級傳動(dòng)單元與二級傳動(dòng)單元的連接，二級傳動(dòng)單元與三級傳動(dòng)單元均通過同步帶的方式進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)連接；

所述的多級傳動(dòng)單元，每級傳動(dòng)單元包括、傳動(dòng)軸(S5)、磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)、磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)、從動(dòng)軸(S8)、主動(dòng)同步帶輪、同步帶、從動(dòng)同步帶輪和主動(dòng)軸；傳動(dòng)軸(S5)的兩端通過軸承座固定在底部固定板(S1)上；傳動(dòng)軸(S5)上等距間隔設(shè)置有多個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)，每個(gè)磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)上對應(yīng)設(shè)置有磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)；磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)與從動(dòng)軸(S8)的一端剛性連接，從動(dòng)軸(S8)的另一端通過軸承座固定在底部固定板(S1)，從動(dòng)軸(S8)上等距間隔設(shè)置有多個(gè)固定連接的彈性橡膠圈(S9)，彈性橡膠圈(S9)用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件(S10)；

減速機(jī)(S23)通過聯(lián)軸器(S24)與一級傳動(dòng)單元的一級主動(dòng)軸(S28)的一端相連接，同時(shí)一級主動(dòng)軸的該端固定有一級主動(dòng)同步帶輪(S25)；一級同步帶(S26)將一級從動(dòng)同步帶輪(S27)和一級主動(dòng)同步帶輪(S25)連接，一級從動(dòng)同步帶輪(S27)設(shè)置在傳動(dòng)軸(S5)中間位置；一級主動(dòng)軸(S28)的另一端與一級傳動(dòng)同步帶輪(S29)相連接，一級傳動(dòng)同步帶輪(S29)和二級主動(dòng)同步帶輪(S31)通過同步帶2(S30)相連接；且二級主動(dòng)同步帶輪(S31)與二級主動(dòng)軸(S32)的一端連接，二級主動(dòng)軸(S32)的另一端穿過二級主動(dòng)同步帶輪2(S33)后與二級傳動(dòng)同步帶輪(S34)相連接；二級同步帶將二級從動(dòng)同步帶輪和二級主動(dòng)同步帶輪2(S33)連接，二級從動(dòng)同步帶輪設(shè)置在傳動(dòng)軸(S5)中間位置；三級同步帶將二級傳動(dòng)同步帶輪(S34)和三級主動(dòng)同步帶輪連接，三級主動(dòng)同步帶輪與三級主動(dòng)軸的一端連接，三級主動(dòng)軸的另一端與三級傳動(dòng)同步帶輪相連接；三級傳動(dòng)同步帶輪和一級從動(dòng)同步帶輪通過同步帶連接；

傳動(dòng)時(shí)，大功率伺服電機(jī)(S22)經(jīng)減速機(jī)(S23)調(diào)速后，通過聯(lián)軸器(S24)驅(qū)動(dòng)一級主動(dòng)軸(S28)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在一級傳動(dòng)軸(S28)上的一級傳動(dòng)同步帶輪(S29)隨一級傳動(dòng)軸(S28)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過同步帶(S26)驅(qū)動(dòng)一級從動(dòng)同步帶輪(S27)轉(zhuǎn)動(dòng)，一級從動(dòng)同步帶輪(S27)與傳動(dòng)軸(S5)剛性連接，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)固定在傳動(dòng)軸(S5)上的磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)轉(zhuǎn)動(dòng)，磁性傳動(dòng)齒輪主動(dòng)輪(S6)驅(qū)動(dòng)磁性傳動(dòng)齒輪從動(dòng)輪(S7)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)從動(dòng)軸(S8)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過安裝在從動(dòng)軸(S8)上的多個(gè)彈性橡膠圈(S9)，驅(qū)動(dòng)被檢觸摸屏玻璃元件(S10)平動(dòng)；同時(shí)，一級主動(dòng)軸(S28)帶動(dòng)剛性固定在一級主動(dòng)軸(S28)上的一級傳動(dòng)同步帶輪(S29)轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過同步帶(S30)驅(qū)動(dòng)二級主動(dòng)同步帶輪(S30)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)二級主動(dòng)軸(S32)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)一級傳動(dòng)部分的動(dòng)力有效的傳遞至二級傳動(dòng)部分，以此類推，二級傳動(dòng)部分的動(dòng)力有效的傳遞至三級傳動(dòng)部分，從而實(shí)現(xiàn)了被檢觸摸屏玻璃元件(S10)的超大行程平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)過程。

實(shí)施例

針對手機(jī)用觸摸屏手機(jī)蓋板進(jìn)行表面瑕疵檢測試驗(yàn)。被測手機(jī)蓋板尺寸為63.3(mm)×129.6(mm)，掃描后得到手機(jī)蓋板原始灰度圖像，如圖7所示，在采集得到的圖像中既包含有手機(jī)蓋板的灰度圖像，也包括一些無用的冗余信息。為了提高后續(xù)圖像特征提取的速度，需要較少數(shù)據(jù)量的處理，因此可以通過旋轉(zhuǎn)、平移、錯(cuò)切等變換以及邊緣提取，對圖像進(jìn)行校正，得到只包含手機(jī)蓋板的圖像，如圖8所示。由于手機(jī)蓋板特征區(qū)域相對于手機(jī)邊框的物理位置較為固定，可以根據(jù)校正以后的圖像，提取邊框圖像的位置，進(jìn)而分割出圖像的每個(gè)子區(qū)域，得到圖9所示。針對每一種特征區(qū)域存在不同的疵病特征采取不同的缺陷提取算法，判斷出每個(gè)子區(qū)域中是否從在相應(yīng)的缺陷，待所有區(qū)域檢測完成以后，綜合判定待檢測手機(jī)蓋板中的存在的缺陷。其中該手機(jī)屏檢測得到劃傷瑕疵，如圖10所示，經(jīng)定標(biāo)后得到劃傷瑕疵的尺寸如下表所示：

表1觸摸屏手機(jī)蓋板檢測結(jié)果

表1中瑕疵位置坐標(biāo)是以圖10中左上角點(diǎn)O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，得到的X、Y方向坐標(biāo)值。通過檢測結(jié)果可判斷元件不合格，從而給篩選部分發(fā)送篩選信號，將其篩選出來。