Способ анализа качества стекла

Номер патента: 21862

Опубликовано: 30.09.2015

Авторы: Ле Моаль Симон, Пейен Коринн

Есть еще 8 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ анализа качества стекла (2) на основе искажений изображения миры, полученного при отражении от стекла, содержащий

этап генерирования первого цифрового изображения миры (4), получаемого при отражении от наружной поверхности стекла (2) в направлении от стекла (2), при этом мира (4) содержит рисунок, содержащий множество контрастных элементов (12), образующих между собой линии (13) раздела;

этап вычисления параметров, характеризующих стекло (2), на основании сгенерированного изображения, при этом вычисление производит блок (8) обработки;

этап сравнения значений вычисленных параметров, характеризующих стекло, с контрольными значениями,

отличающийся тем, что указанные параметры характеризуют деформацию изображения миры (4), полученного при отражении от наружной поверхности стекла (2), и по меньшей мере один из упомянутых параметров является параметром, характеризующим локальное изменение ориентации по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12).

2. Способ по п.1, в котором контрастные элементы являются чередующимися темными и светлыми полосами, образующими между собой параллельные линии (13) раздела, при этом линии раздела ориентированы таким образом, что образуют угол, составляющий от 20 до 70° с ожидаемым направлением дефекта стекла в заранее определенной зоне стекла, предпочтительно угол, составляющий от 20 до 60°, предпочтительно от 40 до 60°, предпочтительно примерно равный 45°.

3. Способ по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один из упомянутых параметров, характеризующих стекло, является статистическим.

4. Способ по п.3, в котором параметр выбирают из следующих величин, взятых отдельно или в любой возможной комбинации: среднее, взвешенное среднее, медиана, среднеквадратическое отклонение, число повторений со значением выше или ниже контрольного значения, максимум или минимум.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутые параметры содержат параметр, характеризующий значение ориентации по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12), и/или параметр, характеризующий размер по меньшей мере одного контрастного элемента (12), и/или параметр, характеризующий относительное локальное изменение размера по меньшей мере одного контрастного элемента (12).

6. Способ по п.5, в котором локальное изменение по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12), определяют путем вычисления о(Pk+s)-о(Pk), где s является выбранным шагом, о(Pk) является значением ориентации указанной по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию указанного по меньшей мере одного контрастного элемента в пикселе Pk с индексом k.

7. Способ по п.6, в котором по меньшей мере одна линия, характеризующая основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12), является одной из линий (13) раздела, ограничивающей, по меньшей мере, частично по меньшей мере один контрастный элемент (12).

8. Способ по п.6, в котором по меньшей мере одна линия, характеризующая основную ориентацию полосы (12), является одной из линий (13) раздела, ограничивающей полосу (12).

9. Способ по п.5, в котором размер по меньшей мере одного контрастного элемента (12) является локальной толщиной е(Pk) контрастного элемента (12) или расстоянием между двумя контрастными элементами (12).

10. Способ по п.9, в котором локальную толщину вычисляют по расстоянию между двумя смежными линиями (13) раздела.

11. Способ по п.9 или 10, в котором степень относительного локального изменения упомянутого размера определяют путем вычисления е(Pk+s)-е(Pk), где е(Pk) является значением упомянутого размера контрастного элемента (12) в пикселе Pk с индексом k, a s является шагом степени изменения.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап вычисления повторяют для нескольких линий (13) раздела и/или для нескольких контрастных элементов (12).

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап вычисления повторяют внутри одной или нескольких заранее определенных зон Z анализа изображения.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ повторяют по меньшей мере с одним дополнительным изображением, отличным от первого изображения.

15. Способ по п.14, в котором поворачивают миру и получают дополнительное изображение миры, причем поворот обеспечивает угол от 30 до 150°, предпочтительно угол, составляющий от 60 до 120°, предпочтительно от 80 до 100°, предпочтительно примерно равный 90°, между напрвлением линий (13) раздела миры на первом и дополнительном изображении.

16. Способ по п.15, в котором линии (13) раздела миры во втором положении ориентированы таким образом, что образуют угол, составляющий от 20 до 70°, с ожидаемым направлением дефекта стекла в заранее определенной зоне стекла, предпочтительно угол, составляющий от 20 до 60°, предпочтительно от 40 до 60°, предпочтительно примерно равный 45°.

17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором угол α падения между оптической осью аппарата для съемки изображения миры и нормалью к плоскости стекла составляет от 0 до 90°, предпочтительно от 40 до 70° для бокового стекла автотранспортного средства и предпочтительно составляет от 60 до 80° для крыши автотранспортного средства.

18. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором угол α падения между оптической осью аппарата для съемки изображения миры и нормалью к плоскости стекла (2) равен углу β между плоскостью миры (4) и плоскостью стекла (2).

19. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором контрастные элементы (12) являются полосами, и/или квадратами, и/или пятнами.

20. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап генерирования изображения содержит

этап экспонирования стекла (2) светом от миры (4);

этап цифровой съемки аппаратом (6) с цифровыми датчиками изображения, отраженного стеклом (2) в направлении аппарата (6).

21. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий этап принятия решения о выбраковке стекла (2) в зависимости от результата сравнения.

22. Способ изготовления стекла, содержащий способ получения стекла (2), содержащий этап формования стекла, определяющий упомянутое ожидаемое направление дефекта стекла (2) в заранее определенной зоне, за которым следует способ анализа качества полученного стекла (2), отличающийся тем, что способ анализа качества является способом по любому из предыдущих пунктов.

23. Способ по п.22, в котором этап формования стекла содержит этап установления контакта по меньшей мере с одним роликом, при этом ожидаемое направление дефекта проходит вдоль оси ролика или вдоль перпендикуляра к этому направлению.

24. Способ по п.22, в котором этап формования стекла содержит этап удержания краев стекла, например, посредством создания давления или за счет гравитационного опускания стекла (2), при этом ожидаемое направление дефектов в области краев параллельно или перпендикулярно по отношению к соответствующему краю.

25. Устройство (1) для анализа качества стекла (2), содержащее средства (4, 10, 6) для генерирования цифрового изображения миры (4), получаемого при отражении от наружной поверхности стекла (2) в направлении от стекла (2), и блок (8) обработки для обработки снятого сгенерированного изображения, при этом блок (8) обработки содержит память (14) и вычислительное устройство (16), отличающееся тем, что память (14) содержит программы, выполненные с возможностью осуществления способа по любому из пп.1-24, при этом программы выполнены с возможностью вычисления параметров, характеризующих стекло (2), на основании сгенерированного изображения, при этом параметры характеризуют деформацию изображения миры (4), полученного при отражении от наружной поверхности стекла (2).

26. Устройство (1) по п.25, в котором средства генерирования изображения содержат миру (4) и аппарат (6) с цифровыми датчиками, при этом мира (4) и аппарат (6) выполнены с возможностью соответственно создавать и снимать изображение миры (4), полученное при отражении от наружной поверхности стекла (2), при этом мира (4) представляет собой, например, экран, при этом устройство (1) содержит, например, проектор (10) для проецирования рисунка миры на экран.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА СТЕКЛА В изобретении предложен способ анализа качества стекла на основе искажений изображения миры, полученного при отражении от стекла, содержащий этап генерирования первого цифрового изображения миры, получаемого при отражении от наружной поверхности стекла в направлении от стекла, при этом мира содержит рисунок, содержащий множество контрастных элементов,образующих между собой линии раздела, этап вычисления параметров, характеризующих стекло,на основании сгенерированного изображения, при этом вычисление производит блок обработки,и этап сравнения значений вычисленных параметров, характеризующих стекло, с контрольными значениями. Заявленный способ отличается тем, что указанные параметры характеризуют деформацию изображения миры, полученного при отражении от наружной поверхности стекла,и по меньшей мере один из упомянутых параметров является параметром, характеризующим локальное изменение ориентации по меньшей мере одной линии, характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента. Предложены также устройство для анализа качества стекла, содержащее средства для генерирования цифрового изображения миры,получаемого при отражении от наружной поверхности стекла в направлении от стекла, и блок обработки для обработки снятого сгенерированного изображения, а также способ изготовления стекла, включающий в себя получение стекла и анализ качества полученного стекла. Заявленное изобретение обеспечивает возможность выбраковки стекла на основании технических критериев,которые являются наиболее существенными для оценки эстетического качества стекла при отражении. Настоящее изобретение относится к области анализа качества стекол, в частности автомобильных стекол. В частности, настоящее изобретение касается способа анализа качества стекла, содержащего следующие этапы: этап генерирования цифрового изображения миры, получаемого при отражении от стекла, при этом мира содержит рисунок, содержащий множество контрастных элементов, образующих между собой линии раздела; этап вычисления параметров, характеризующих стекло, на основании генерированного изображения, при этом вычисление производит блок обработки; этап сравнения значений, вычисленных для параметров, с контрольными значениями. В документе WO-A-02/42715 описан способ анализа поверхности стекла, согласно которому посредством цифровой обработки для каждого пикселя оцифрованного изображения выделяют локальные фазы по двум направлениям. Изменения локальных фаз позволяют вычислить изменения локальных наклонов поверхности стекла, чтобы на их основании определить изменения кривизны или изменения высоты поверхности. Сравнивая изменения кривизны стекла с контрольными значениями, можно принимать решение о выбраковке стекла. Однако, хотя этот возможный критерий выбора и позволяет оценивать кривизну стекла, но далеко не всегда позволяет вынести оценку эстетического качества изображения, получаемого при отражении от стекла. Действительно, в зависимости от положения наблюдателя поверхностный дефект не будет одинаково отображаться на отраженном изображении. Если применить такой способ для оценки эстетического качества стекла при отражении, то некоторые стекла могут быть отбракованы, не имея при этом реального эстетического дефекта, и наоборот. Кроме того, при таком способе значения, вычисленные на краях стекла, как правило, не отличаются надежностью. Наконец, такой способ требует длительной и трудоемкой калибровки. В документах WO-A-2007/115621 и US-B-6392754 описаны также способы, предназначенные для измерения формы поверхности стекла. Эти способы имеют тот же недостаток, касающийся возможности оценки эстетического качества стекла. Настоящее изобретение призвано предложить способ анализа качества изображения, получаемого при отражении от стекла, который позволяет принять решение о выбраковке стекла на основании технических критериев, которые являются наиболее существенными для оценки эстетического качества стекла при отражении. В связи с этим объектом изобретения является способ анализа качества стекла на основе искажений изображения миры, полученного при отражении от стекла, содержащий этап генерирования первого цифрового изображения миры, получаемого при отражении от наружной поверхности стекла в направлении от стекла, при этом мира содержит рисунок, содержащий множество контрастных элементов, образующих между собой линии раздела; этап вычисления параметров, характеризующих стекло, на основании сгенерированного изображения, при этом вычисление производит блок обработки; этап сравнения значений вычисленных параметров, характеризующих стекло, с контрольными значениями,отличающийся тем, что указанные параметры характеризуют деформацию изображения миры, полученного при отражении от наружной поверхности стекла, и по меньшей мере один из упомянутых параметров является параметром, характеризующим локальное изменение ориентации по меньшей мере одной линии, характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента. Преимуществом изобретения является то, что оно позволяет оценивать качество изображения, получаемого при отражении от стекла, не на основании размерных характеристик стекла, а на основании изображения при отражении от наружной поверхности стекла снаружи. В этом случае решение о выбраковке стекла является обоснованным с точки зрения оценки эстетического качества изображения, полученного при отражении от стекла в наружном направлении. Благодаря изобретению, можно избежать отбраковки стекла, которое имеет невидимый геометрический дефект и/или которое не признано неэстетичным. С другой стороны, изобретение позволяет улучшить селекцию для стекла, которое не имеет поверхностного дефекта, но которое все же создает существенный эстетический дефект в изображении, полученном при отражении. Кроме того, изобретение позволяет оценивать дефекты по всей зоне стекла, в частности по краям стекла. Изобретение позволяет также производить анализ без калибровки. Согласно частным вариантам выполнения способ в соответствии с изобретением имеет один или несколько следующих отличительных признаков, взятых отдельно или в любых технически возможных комбинациях: параметры характеризуют деформацию линий раздела изображения миры, полученного при отражении от наружной поверхности стекла; параметры характеризуют деформацию каждой линии раздела изображения миры, полученного при отражении от наружной поверхности стекла, в зоне стекла; контрастные элементы являются чередующимися темными и светлыми полосами, образующими между собой параллельные линии раздела, при этом линии раздела ориентированы таким образом, что образуют угол, составляющий от 20 до 70, с ожидаемым направлением дефекта стекла в заранее определенной зоне стекла, предпочтительно угол, составляющий от 20 до 60, предпочтительно от 40 до 60,предпочтительно примерно равный 45; по меньшей мере один из упомянутых параметров является статистической величиной; статистическую величину выбирают из следующих величин, взятых отдельно или в любой возможной комбинации: среднее, взвешенное среднее, медиана, среднеквадратическое отклонение, число повторений со значением выше или ниже контрольного значения, максимум или минимум; упомянутые параметры содержат параметр, характеризующий значение ориентации по меньшей мере одной линии, характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента, и/или параметр, характеризующий локальное изменение ориентации по меньшей мере одной линии, характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента, и/или параметр, характеризующий размер по меньшей мере одного контрастного элемента, и/или параметр,характеризующий относительное локальное изменение размера по меньшей мере одного контрастного элемента; локальное изменение линии, характеризующей основную ориентацию контрастного элемента, определяют путем вычисления о(Pk+s)-о(Pk), где s является выбранным шагом, о(Pk) является значением ориентации линии, характеризующей основную ориентацию контрастного элемента в пикселе Pk с индексом k; линия, характеризующая основную ориентацию контрастного элемента, является одной из линий раздела, ограничивающей, по меньшей мере, частично контрастный элемент; линия, характеризующая основную ориентацию полосы (12), является одной из линий (13) раздела,ограничивающей полосу (12); упомянутый размер является локальной толщиной е(Pk) контрастного элемента или расстоянием между двумя контрастными элементами; локальную толщину вычисляют по расстоянию между двумя смежными линиями раздела; степень относительного локального изменения упомянутого размера определяют путем вычисления е(Pk+s)-е(Pk), где е(Pk) является значением упомянутого размера контрастного элемента в пикселе Pk с индексом k, a s является шагом степени изменения; вычисление повторяют для нескольких линий раздела и/или для нескольких контрастных элементов; вычисление повторяют внутри одной или нескольких заранее определенных зон анализа изображения; способ повторяют по меньшей мере с одним дополнительным изображением, отличным от первого изображения; дополнительное изображение получают для миры, контрастными элементами которой являются чередующиеся темные и светлые полосы, образующие между собой параллельные линии (13) раздела, но образующие при этом угол от 30 до 150 с направлением линий (13) раздела миры, используемой для получения первого изображения, предпочтительно угол, составляющий от 60 до 120, предпочтительно от 80 до 100, предпочтительно примерно равный 90; линии (13) раздела миры, используемой для второго изображения, ориентированы таким образом,что образуют угол, составляющий от 20 до 70, с ожидаемым направлением дефекта стекла в заранее определенной зоне стекла, предпочтительно угол, составляющий от 20 до 60, предпочтительно от 40 до 60, предпочтительно примерно равный 45; угол падения между аппаратом и нормалью к плоскости стекла составляет от 0 до 90, предпочтительно от 40 до 70 для бокового стекла автотранспортного средства и предпочтительно составляет от 60 до 80 для крыши автотранспортного средства; угол падения между осью аппарата и нормалью к плоскости стекла равен углу между плоскостью миры и плоскостью стекла; контрастные элементы являются полосами, и/или квадратами, и/или пятнами; этап генерирования изображения содержит этап экспонирования стекла перед мирой, имеющей рисунок, состоящий из множества контрастных элементов, образующих между собой линии раздела; этап цифровой съемки аппаратом с цифровыми датчиками изображения, отраженного стеклом в на-2 021862 правлении аппарата; изображение миры при отражении от стекла получают посредством моделирования на основе наружной поверхности стекла, например на основе теоретической поверхности стекла, на основе измеренной поверхности стекла или на основе поверхности, полученной посредством моделирования изгиба стекла; способ содержит этап принятия решения о выбраковке стекла в зависимости от результата сравнения. Объектом изобретения является также способ изготовления стекла, содержащий способ получения стекла, за которым следует способ анализа качества полученного стекла, отличающийся тем, что способ анализа качества является описанным выше способом. Согласно частным вариантам выполнения способ изготовления стекла в соответствии с изобретением имеет один или несколько следующих отличительных признаков, взятых отдельно или в любых технически возможных комбинациях: способ получения стекла содержит этап формования стекла, определяющий упомянутое ожидаемое направление дефекта стекла в заранее определенной зоне; этап формования стекла содержит этап установления контакта по меньшей мере с одним роликом,при этом ожидаемое направление дефекта проходит вдоль оси ролика или вдоль перпендикуляра к этому направлению; этап формования стекла содержит этап удержания краев стекла, например, посредством создания давления или за счет гравитационного опускания стекла, при этом ожидаемое направление дефектов в области краев параллельно или перпендикулярно по отношению к соответствующему краю. Объектом изобретения является также устройство для анализа качества стекла, содержащее средства для генерирования цифрового изображения миры, получаемого при отражении от наружной поверхности стекла в направлении от стекла, и блок обработки для обработки генерированного изображения,при этом блок обработки содержит память и вычислительное устройство, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью осуществления описанного выше способа анализа качества, при этом память содержит программы, выполненные с возможностью осуществления описанного выше способа анализа качества, при этом программы выполнены с возможностью вычисления параметров, характеризующих стекло, на основании снятого сгенерированного изображения, при этом параметры характеризуют деформацию изображения миры, полученного при отражении от наружной поверхности стекла. Согласно частному варианту выполнения устройства средства генерирования изображения содержат миру и аппарат с цифровыми датчиками, при этом мира и аппарат выполнены с возможностью соответственно создавать и снимать изображение миры, полученное при отражении от наружной поверхности стекла, при этом мира представляет собой, например, экран, при этом устройство содержит, например, проектор для проецирования рисунка миры на экран. Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 - схематичный вид устройства для анализа качества стекла в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - увеличенный вид примера рисунка миры; фиг. 3 и 4 - необработанные цифровые изображения, полученные при отражении для двух разных стекол при помощи устройства, показанного на фиг. 1, и рисунка, показанного на фиг. 2, при этом стекло на фиг. 3 не имеет значительных недостатков, тогда как стекло на фиг. 4 имеет такие недостатки; фиг. 5 и 6 - изображения, соответственно показанные на фиг. 3 и 4, после обработки при помощи алгоритма в соответствии с изобретением; фиг. 7 и 8 - схематичный вид двух анализируемых типов деформации; фиг. 9 и 10 - изображение при отражении, полученное для одного стекла, согласно варианту выполнения изобретения, в котором рисунок миры имеет предпочтительное направление; фиг. 11 и 12 представлены для сравнения с фиг. 9 и 10 и иллюстрируют изображения, полученные для этого же стекла, но с другой ориентацией рисунка миры; фиг. 13 иллюстрирует результаты, полученные при вычислении среднего значения локального изменения ориентации в радианах/пиксель в зависимости от ориентации полос миры относительно направления дефекта в зоне, выделенной на фиг. 9-12. На фиг. 1 показано устройство 1 в соответствии с изобретением, предназначенное для анализа изображения, полученного при отражении от наружной поверхности стекла 2. Устройство содержит миру 4, цифровой съемочный аппарат 6 и блок 8 обработки изображения, полученного при помощи аппарата 6. В данном случае мира 4 является экраном, на который через проектор 10 проецируют изображение. Это изображение является, например, как показано на фиг. 2, рисунком из чередующихся светлых и темных полос. Как правило, речь идет о рисунке, состоящем из множества контрастных элементов 12, образующих между собой линии 13 раздела. Предпочтительно мира 4 является плоской. Она расположена, например, в плоскости, образующей угол от 0 до 90 с поверхностью стекла 2. Например, этот угол составляет от 40 до 70 в случае бокового стекла автотранспортного средства и, например, равен примерно 60, чтобы как можно ближе соответствовать реальным условиям наблюдения. Для крыши автотранспортного средства этот угол составляет,например, от 60 до 80, например равен примерно 75. Угол, превышающий, например, 40, позволяет уменьшить возможные искажения, связанные с второстепенными отражениями. Цифровой аппарат 6, который является, например, камерой (или фотоаппаратом) с датчиками CCD,выполнен с возможностью съемки отраженного изображения миры 4. В представленном примере аппарат 6 расположен со стороны, противоположной мире 4 относительно стекла 2. Уголмежду осью цифрового аппарата 6 и нормалью к плоскости стекла 2 равен углумежду плоскостью миры 4 и плоскостью стекла 2. В случае изогнутого внутрь стекла плоскостью стекла 4 будет считаться, например, плоскость, касательная к центру стекла 2. Цифровой аппарат 6 выдает в блок 8 обработки оцифрованное изображение миры 4, полученное при отражении от стекла 2. Необработанные изображения, полученные для каждого стекла 2, соответственно показаны на фиг. 3 и 4 для двух аналогичных стекол 2, имеющих разные уровни качества отражения. В этом примере речь идет, в частности, об автомобильных крышах. Снятое в цифровом режиме изображение подвергается затем автоматической обработке в блоке 8 обработки, по меньшей мере, для заранее определенной зоны Z изображения. Следует отметить, что в примере, показанном на фиг. 3 и 4, зона Z соответствует всему полученному изображению стекла, однако речь может идти о нескольких разных, в частности, не связанных друг с другом зонах Z. Блок 8 обработки содержит память 14, в которой записаны программы обработки, и вычислительное устройство 16, выполненное с возможностью исполнения программ обработки. Программы обработки выполнены с возможностью осуществления при помощи вычислительного устройства 16 вычислений параметров, характеризующих деформацию изображения, полученного при отражении стеклом 2. После этого параметры используют для принятия решения о выбраковке стекла 2 в результате сравнения параметров, вычисленных для соответствующего стекла 2, и контрольных значений. Контрольные значения получают, например, посредством измерений и вычислений на эталонных образцах. Параметрами являются, в частности, в описанном примере статистическая величина локального изменения ориентации линий раздела и/или статистическая величина относительного локального изменения толщины контрастных элементов. В целом согласно изобретению речь идет о величинах, характеризующих локальное изменение ориентации линии, характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента, и/или о величинах, характеризующих относительное локальное изменение линейного размера по меньшей мере одного контрастного элемента. Линия, характеризующая основную ориентацию контрастного элемента, в данном случае является одной из линий раздела, ограничивающих контрастный элемент. В целом согласно изобретению речь идет о величинах, характеризующих деформацию изображения, полученного при отражении от стекла 2, в частности характеризующих деформации контрастных элементов и/или линий раздела. Можно также предусмотреть и другие статистические величины, отличные от вышеупомянутых, что будет описано в вариантах ниже. Локальное изменение ориентации линии раздела вычисляют в виде степени локального изменения линии раздела или в виде значения, пропорционального этой степени. Таким образом, программа выполнена с возможностью вычисления для каждого пикселя Pk с индексом к линии (13) раздела значения To(Pk)=[о(Pk+s)-o(Pk)]/s], где s является выбранным шагом, o(Pk) является значением локальной ориентации линии раздела на пикселе Pk. При вычислении значение o(Pk) было выбрано в качестве значения ориентации нормали к линии раздела на пикселе Pk. В варианте, разумеется, речь может идти о значении ориентации касательной или любой функции, связанной со значением ориентации нормали. После этого вычисление To(Pk) повторяют для каждого пикселя Pk линии 13 раздела и затем повторяют для каждой полосы 12 внутри заранее определенной зоны Z анализа. На фиг. 5 и 6 показаны изображения, соответствующие фиг. 3 и 4, после обработки. В частности,видны линии 13 раздела, ограничивающие между собой полосы 12, а также центральные линии 18 полос 12. Для наглядного отображения величины степени изменения каждый пиксель линий 13 раздела, показанных на фиг. 5 и 6, был окрашен в зависимости от ее величины. Так, пиксели, соответствующие большим величинам степени, являются более светлыми. На следующем этапе вычисления в соответствии с программой блок 8 обработки вычисляет среднее значение Мо степени изменения То для каждого пикселя линий 13 раздела внутри каждой зоны Z анализа. Для каждого стекла 2 и каждой зоны Z анализа значение Мо сравнивают с контрольным значением. Например, программы обработки блока 8 выполнены с возможностью осуществления этого сравнения. Контрольные значения определены для каждой зоны Z и являются, например, разными для разных зон Z. Значение Мо, полученное для стекла 2, показанного на фиг. 4, больше, чем значение Мо стекла 2,показанного на фиг. 3. Следовательно, будет считаться, что стекло 2 на фиг. 3 отличается более высоким эстетическим качеством при отражении. Результат сравнения приведет, например, к выбраковке стекла 2, показанного на фиг. 4, тогда как стекло 2, показанное на фиг. 3, будет сохранено. Стекло 2, показанное на фиг. 3, будет, например, в дальнейшем подвергнуто другим тестам. В качестве примера на фиг. 7 показан тип деформации, выявляемый при вычислении степени локального изменения ориентации. Второй статистической величиной, применяемой в настоящем примере, является относительное локальное изменение линейного размера контрастного элемента 12. В данном случае выбранным линейным размером является локальная толщина полос 12. Как было указано выше, каждая полоса 12 ограничена первой линией 13 раздела и второй линией 13 раздела. Как было упомянуто выше, каждая полоса 12 имеет центральную линию 18. Центральной линией 18 полосы 12 является линия, каждый пиксель Pk которой находится на одинаковом расстоянии от линий 13 раздела, ограничивающих полосу 12. Локальную толщину e(Pk) вычисляют в этом примере для каждого пикселя Pk центральной линии 18 каждой полосы 12 зоны Z анализа. Речь идет о двойном расстоянии между пикселем Pk центральной линии 18 и одной из линий 13 раздела полосы 12. Вычисление e(Pk) производят для каждого пикселя Pk с индексом к центральной линии 18 и затем повторяют для каждой полосы 12 внутри каждой зоны Z анализа. Значение e(Pk) сохраняют в памяти 14 и связывают с соответствующим пикселем Pk. Затем вычисляют степень относительного локального изменения линейного размера при помощи формулы Те(Pk)=[e(Pk+s)-е(Pk)]/[s.e(Pk)] для пикселя Pk с индексом к центральной линии 18, где s является шагом степени изменения. После этого вычисление Те(Pk) повторяют внутри каждой зоны Z для каждого пикселя Pk с индексом кцентральной линии 18 каждой полосы 12 и для каждой полосы 12 зоны Z. После этого в соответствии с программой блок 8 обработки вычисляет среднее значение Me степени изменения Те для всех пикселей центральных линий 18 внутри каждой зоны Z анализа. Так же, как и для степени локального изменения ориентации То, среднее значение Me сравнивают с контрольными значениями для каждой зоны Z, и принятие решения о выбраковке стекла основано на результате этого или этих сравнений. На фиг. 8 показан пример деформации, которую выявило вычисление степени относительного локального изменения толщины. Кроме описанного выше устройства, объектом изобретения является также способ, в котором применяют вышеуказанное устройство, при этом способ в целом содержит этап генерирования цифрового изображения миры, получаемого при отражении от внешней поверхности стекла в направлении от стекла, при этом мира содержит рисунок, содержащий множество контрастных элементов, образующих между собой линии раздела; этап вычисления параметров, характеризующих стекло, на основании сгенерированного изображения, при этом вычисление производит блок обработки; этап сравнения значений, вычисленных для характерных величин, с контрольными значениями, при этом параметры характеризуют деформацию изображения миры, полученного при отражении от наружной поверхности стекла. Согласно частным вариантам выполнения способ в соответствии с изобретением имеет описанные выше отличительные признаки. В варианте способ повторяют по меньшей мере с одним дополнительным изображением, например с тремя дополнительными изображениями, чтобы принять решение о выбраковке в зависимости от результатов, полученных для разных изображений. Рисунки миры получают, например, посредством поворота для каждого из дополнительных изображений. Согласно другому примеру, чтобы получить дополнительные изображения поворачивают стекла 2, а не миру 4. Согласно варианту по меньшей мере одно дополнительное изображение получают посредством смещения миры поступательным движением относительно первого изображения в направлении, перпендикулярном к предпочтительному направлению миры. Опять же согласно варианту ориентацию контрастных элементов отображают, например, в виде линии, параллельной одной из линий раздела, ограничивающих полосу, или параллельной центральной линии. Речь может также идти о линии, соответствующей взвешенной средней величине для двух смежных линий раздела, имеющих соответствующие коэффициенты k и 1-k, при этом k находится в пределах от 0 до 1. Согласно варианту статистическая величина является взвешенным средним, медианой, среднеквад-5 021862 ратическим отклонением, максимумом, минимумом, числом повторений со значением выше или ниже контрольного значения, другой статистической величиной любого соответствующего типа или комбинацией нескольких из этих величин любого соответствующего типа. Вместе с тем, следует отметить, что, даже если наиболее предпочтительными являются статистические величины, то в варианте речь может идти о необработанных значениях, которые напрямую сравнивают с контрольными значениями. В варианте определяют разное число зон Z анализа. Число, положение и величина зоны или зон Z анализа могут быть любыми. В варианте параметром является размер контрастных элементов или статистическая величина этого размера, но необязательно степень относительного локального изменения этого размера. Так, например,можно сравнивать локальные значения толщины полос с контрольными значениями. В варианте сравнивают локальные значения ориентации характерной линии ориентации, то есть линии раздела, с контрольными значениями. Размер является, например, линейным размером (толщина, расстояние) или размером площади. В дополнительном варианте контрастными элементами являются полосы, и/или квадраты, и/или пятна, и/или один или несколько геометрических элементов любого соответствующего типа. В случае квадратов размером является, например, расстояние между квадратами или размер самих квадратов. В случае пятен прежде всего рассматривают размеры пятен, и/или расстояние между пятнами,и/или ориентацию пятен, если они деформированы в приоритетном направлении. Также в качестве варианта изображение получают путем моделирования на основе наружной поверхности стекла, например на основе теоретической поверхности стекла, на основе измеренной поверхности или на основе поверхности, полученной посредством моделирования изгиба стекла. В этом случае необязательно использовать миру и цифровой аппарат. В варианте изображение контрастных элементов получают не проецированием на экран, а при помощи миры, которая сама является контрастной. В варианте заявленный способ комбинируют с известным способом вычисления высоты наружной поверхности стекла. Действительно, оба способа могут давать взаимодополняющие данные. Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 9 и 10, рисунок миры состоит из чередующихся светлых и темных полос, образующих между собой параллельные линии раздела, которые образуют угол 45 относительно ожидаемого направления дефектов. Действительно, очень часто целью способа является обнаружение дефектов, связанных с формованием стекла, например дефектов, появляющихся при контакте с роликами (например, с направляющим роликом или с формовочным роликом) или при самом вытягивании стекла, когда его деформируют за счет силы тяжести (в частности, по краям стекла). Эти дефекты являются удлиненными и появляются всегда в одной или нескольких заранее определенных известных зонах (например, по краям) и в ожидаемом направлении, известном для каждой зоны (например, в направлении оси роликов или в направлении края). На крышах или лобовых стеклах автотранспортного средства и в целом на стеклах, по существу,прямоугольного контура направления этих дефектов являются, по существу, параллельными или перпендикулярными по отношению к краям этих стекол. Согласно этому варианту линии раздела миры образуют угол 45 с ожидаемым направлением дефекта. Согласно этому варианту снимают два изображения - одно для первой ориентации в 45 относительно ожидаемого направления дефектов и второе тоже для 45, но образующее угол 90 с рисунком миры, используемым для получения первого изображения. Для сравнения на фиг. 11 и 12 показаны рисунки миры, ориентированные под углами 0 или 90 относительно направления дефектов. Преимуществом ориентации миры согласно этому варианту изобретения (фиг. 9 и/или 10) является то, что она гарантирует обнаружение дефекта даже при съемке только одного изображения в отличие от результата, показанного на фиг. 12, где дефект не виден. Кроме того, такая ориентация полос позволяет визуально выявить протяженность дефекта. Действительно, как показано на фиг. 9 и 10, можно оценить ширину и длину дефекта в отличие от фиг. 11, на которой дефект виден, но его протяженность трудно оценить, и от фиг. 12, на которой дефект не виден. Кроме того, такая ориентация полос является особенно эффективной, когда целью вычисления является определение локального изменения ориентации для каждой рассматриваемой линии раздела или определение локального изменения толщины каждой рассматриваемой полосы. Действительно, как оказалось, это вычисление является исключительно надежным в том, что касается определения серьезности дефекта. Разумеется, ориентация полос миры необязательно должна соответствовать 45. Как правило, она составляет от 20 до 70, предпочтительно от 20 до 60, предпочтительно от 40 до 60 и предпочтительно примерно 45. На фиг. 13 показаны результаты, полученные для средней величины локального изменения ориентации, в радианах/пиксель в зависимости от ориентации полосы миры относительно направления дефекта в заранее определенной зоне, выделенной на фиг. 9-12. Для этого вычисляют значение локального изменения ориентации для каждого пикселя каждой из линий раздела внутри выделенной зоны. Затем вычисляют среднее значение для всех этих значений. Обработку повторяют для разных ориентаций полос миры относительно направления дефекта. Результаты, показанные на фиг. 13, представлены в нижеследующей таблице: Как показывают результаты на фиг. 13, обнаружение дефекта является оптимальным для ориентации от 20 до 70, затем от 110 до 160, в частности от 20 до 60 и от 120 до 160. Результаты являются симметричными, следовательно, можно считать, что в целом угол должен составлять от 20 до 70, предпочтительно от 20 до 60, что, естественно, эквивалентно соответственно углу от 110 до 160 и от 120 до 160. Предпочтение отдается интервалу между 40 и 60 и предпочтительно углу примерно 45, так как это обеспечивает надежность разных типов обработки изображения. Кроме того, необходимо отметить, что, если можно производить анализ только с одним изображением, то анализ с двумя разными изображениями, образующими между собой угол от 30 до 150, предпочтительно от 60 до 120, предпочтительно от 80 до 100, предпочтительно равный примерно 90, еще больше повышает надежность обнаружения и количественной характеристики дефекта. Речь идет о компромиссе между временем обработки и надежностью диагностики. Предпочтительно оба изображения имеют, каждое, ориентацию полосы миры от 20 до 70, предпочтительно от 20 до 60, предпочтительно от 40 до 60, предпочтительно примерно 45 относительно ожидаемого направления дефекта. Кроме того, преимуществом способа анализа является возможность его интегрирования в способ изготовления с анализом качества каждого стекла на производственной линии. Действительно, его время обработки является достаточно коротким, например порядка 3 с на одно изображение, и устройство анализа имеет достаточно небольшие габариты. Наконец, следует отметить, что изобретение можно применять для любого автомобильного стекла,в частности для бокового стекла, крыши, лобового стекла, заднего стекла и т.д. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ анализа качества стекла (2) на основе искажений изображения миры, полученного при отражении от стекла, содержащий этап генерирования первого цифрового изображения миры (4), получаемого при отражении от наружной поверхности стекла (2) в направлении от стекла (2), при этом мира (4) содержит рисунок, содержащий множество контрастных элементов (12), образующих между собой линии (13) раздела; этап вычисления параметров, характеризующих стекло (2), на основании сгенерированного изображения, при этом вычисление производит блок (8) обработки; этап сравнения значений вычисленных параметров, характеризующих стекло, с контрольными значениями,отличающийся тем, что указанные параметры характеризуют деформацию изображения миры (4),полученного при отражении от наружной поверхности стекла (2), и по меньшей мере один из упомянутых параметров является параметром, характеризующим локальное изменение ориентации по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12). 2. Способ по п.1, в котором контрастные элементы являются чередующимися темными и светлыми полосами, образующими между собой параллельные линии (13) раздела, при этом линии раздела ориентированы таким образом, что образуют угол, составляющий от 20 до 70 с ожидаемым направлением дефекта стекла в заранее определенной зоне стекла, предпочтительно угол, составляющий от 20 до 60,предпочтительно от 40 до 60, предпочтительно примерно равный 45. 3. Способ по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один из упомянутых параметров, характеризующих стекло, является статистическим. 4. Способ по п.3, в котором параметр выбирают из следующих величин, взятых отдельно или в любой возможной комбинации: среднее, взвешенное среднее, медиана, среднеквадратическое отклонение,число повторений со значением выше или ниже контрольного значения, максимум или минимум. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутые параметры содержат параметр, характеризующий значение ориентации по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12), и/или параметр, характеризующий размер по меньшей мере одного контрастного элемента (12), и/или параметр, характеризующий относительное локальное изменение размера по меньшей мере одного контрастного элемента (12). 6. Способ по п.5, в котором локальное изменение по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12), определяют путем вычисления о(Pk+s)-о(Pk), где s является выбранным шагом, о(Pk) является значением ориентации указанной по меньшей мере одной линии (13), характеризующей основную ориентацию указанного по меньшей мере одного контрастного элемента в пикселе Pk с индексом k. 7. Способ по п.6, в котором по меньшей мере одна линия, характеризующая основную ориентацию по меньшей мере одного контрастного элемента (12), является одной из линий (13) раздела, ограничивающей, по меньшей мере, частично по меньшей мере один контрастный элемент (12). 8. Способ по п.6, в котором по меньшей мере одна линия, характеризующая основную ориентацию полосы (12), является одной из линий (13) раздела, ограничивающей полосу (12). 9. Способ по п.5, в котором размер по меньшей мере одного контрастного элемента (12) является локальной толщиной е(Pk) контрастного элемента (12) или расстоянием между двумя контрастными элементами (12). 10. Способ по п.9, в котором локальную толщину вычисляют по расстоянию между двумя смежными линиями (13) раздела. 11. Способ по п.9 или 10, в котором степень относительного локального изменения упомянутого размера определяют путем вычисления е(Pk+s)-е(Pk), где е(Pk) является значением упомянутого размера контрастного элемента (12) в пикселе Pk с индексом k, a s является шагом степени изменения. 12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап вычисления повторяют для нескольких линий (13) раздела и/или для нескольких контрастных элементов (12). 13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап вычисления повторяют внутри одной или нескольких заранее определенных зон Z анализа изображения. 14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ повторяют по меньшей мере с одним дополнительным изображением, отличным от первого изображения. 15. Способ по п.14, в котором поворачивают миру и получают дополнительное изображение миры,причем поворот обеспечивает угол от 30 до 150, предпочтительно угол, составляющий от 60 до 120,предпочтительно от 80 до 100, предпочтительно примерно равный 90, между напрвлением линий (13) раздела миры на первом и дополнительном изображении. 16. Способ по п.15, в котором линии (13) раздела миры во втором положении ориентированы таким образом, что образуют угол, составляющий от 20 до 70, с ожидаемым направлением дефекта стекла в заранее определенной зоне стекла, предпочтительно угол, составляющий от 20 до 60, предпочтительно от 40 до 60, предпочтительно примерно равный 45. 17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором уголпадения между оптической осью аппарата для съемки изображения миры и нормалью к плоскости стекла составляет от 0 до 90, предпочтительно от 40 до 70 для бокового стекла автотранспортного средства и предпочтительно составляет от 60 до 80 для крыши автотранспортного средства. 18. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором уголпадения между оптической осью аппарата для съемки изображения миры и нормалью к плоскости стекла (2) равен углумежду плоскостью миры (4) и плоскостью стекла (2). 19. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором контрастные элементы (12) являются полосами, и/или квадратами, и/или пятнами. 20. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором этап генерирования изображения содержит этап экспонирования стекла (2) светом от миры (4); этап цифровой съемки аппаратом (6) с цифровыми датчиками изображения, отраженного стеклом(2) в направлении аппарата (6). 21. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий этап принятия решения о выбраковке стекла (2) в зависимости от результата сравнения. 22. Способ изготовления стекла, содержащий способ получения стекла (2), содержащий этап формования стекла, определяющий упомянутое ожидаемое направление дефекта стекла (2) в заранее определенной зоне, за которым следует способ анализа качества полученного стекла (2), отличающийся тем,что способ анализа качества является способом по любому из предыдущих пунктов. 23. Способ по п.22, в котором этап формования стекла содержит этап установления контакта по меньшей мере с одним роликом, при этом ожидаемое направление дефекта проходит вдоль оси ролика или вдоль перпендикуляра к этому направлению. 24. Способ по п.22, в котором этап формования стекла содержит этап удержания краев стекла, например, посредством создания давления или за счет гравитационного опускания стекла (2), при этом ожидаемое направление дефектов в области краев параллельно или перпендикулярно по отношению к соответствующему краю. 25. Устройство (1) для анализа качества стекла (2), содержащее средства (4, 10, 6) для генерирования цифрового изображения миры (4), получаемого при отражении от наружной поверхности стекла (2) в направлении от стекла (2), и блок (8) обработки для обработки снятого сгенерированного изображения,при этом блок (8) обработки содержит память (14) и вычислительное устройство (16), отличающееся тем,что память (14) содержит программы, выполненные с возможностью осуществления способа по любому из пп.1-24, при этом программы выполнены с возможностью вычисления параметров, характеризующих стекло (2), на основании сгенерированного изображения, при этом параметры характеризуют деформацию изображения миры (4), полученного при отражении от наружной поверхности стекла (2). 26. Устройство (1) по п.25, в котором средства генерирования изображения содержат миру (4) и аппарат (6) с цифровыми датчиками, при этом мира (4) и аппарат (6) выполнены с возможностью соответственно создавать и снимать изображение миры (4), полученное при отражении от наружной поверхности стекла (2), при этом мира (4) представляет собой, например, экран, при этом устройство (1) содержит, например, проектор (10) для проецирования рисунка миры на экран.

МПК / Метки

МПК: G01N 21/956, G01N 21/958, G01B 11/25

Метки: способ, стекла, качества, анализа

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/16-21862-sposob-analiza-kachestva-stekla.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ анализа качества стекла</a>

Похожие патенты