基于机器视觉技术的树脂镜片面状疵病检测研究

发布时间：2020-07-29 18:42

【摘要】：眼镜已成为现代人生活中必不可少的组成部分,不但起到矫正视力的作用,还具有装饰功能。截止2017年,我国眼镜产量高达64858.2万副,占全球的70%,且总体呈上升趋势。目前,我国镜片检测仍停留在人工检测阶段,人工检验最大的问题是对产品的优劣及合格判别完全取决于检验人员的经验和水平,受人为因素、个体差异的影响,带来了实际判别结果的不一致性。本文以树脂镜片为研究对象,研发了一种基于机器视觉技术的镜片面状疵病检测装置,以镜片面状疵病的光学特性分析与光路仿真研究为理论支持,设计了包含有视觉检测和自动上料的机器视觉系统,为镜片自动检测奠定基础,论文的主要研究内容如下:1.镜片面状疵病的光学成像方式研究。从仿真理论基础着手,建立了投影成像光学仿真模型,以光栅图标和散射体图标为依据,对比分析了不同光照方案对面状疵病的成像效果,确定并优化了点光源投影照明方案,通过点光源前端加入准直透镜,在接收面上疵病区域接收光线密度为3.7%,正常区域接收光线密度为63%,可实现面状疵病的最佳成像效果。为后期的实验提供了理论依据和参考。2.镜片面状疵病视觉检测装置设计。根据光学仿真结果,设计了一套适用于镜片面状疵病检测的视觉检测试验装置,并以工艺要求和基础试验为指导,对工业相机、镜头和点光源等视觉检测部件进行了选型,并对应设计了视觉检测箱体。3.镜片面状疵病的图像处理方法研究。利用区域生长生成二值图像进行背景分割、孔洞填充去除因区域生长导致内部孔洞,通过孔洞填充处理后的掩膜图像与镜片图像做点乘运算获得去除背景的镜片图像。利用均值滤波、边缘检测、阈值分割、形态学与特征筛选等方式进行镜片面状疵病的提取,算法识别成功率高达95.91%,平均检测耗时为794ms,检测的识别率和实时性均满足在线检测要求。4.镜片面状疵病自动检测系统研究。自主设计了一套基于机器视觉检测技术的镜片检测系统,分别包括镜片的上料系统、旋转系统和检测系统。镜片上料系统可完成不同大小,不同厚度镜片的上料,上料成功率高达100%,满足镜片的准确上料要求。针对镜片夹取要求,设计了镜片夹持装置,可满足镜片的夹取且不会损坏镜片的边缘,镜片夹取成功率高达100%。对所设计的镜片在线检测系统进行在线检测,检测成功率为95.48%,满足树脂镜片的检测要求。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TS959.6
【图文】：

眼镜,眼镜市场,消费观,模高

但具备矫正视力的功能，还起到装饰的作用，个性化的消费观更进眼镜市场带来了商机。从图 1.2 可以看出，截止 2017 年，我国眼镜模高达 730 亿元，并且市场规模将进一步扩大，预计 2020 年市场850 亿[1]。

目视法,检测原理,目测法

法的检测原理如图 1.3 所示，在暗场照明的情况下用肉眼或放大镜观测疵后对疵病的等级进行划分。目测法受到检验人员的经验水平，人为因素、个异的影响，限制了该方法的推广[12]。虽然该方法实际检测中并不可取，但受前检测技术的限制，镜片质量检测仍然以目测法为主。

模型图,树脂镜片,模型,疵病

图 2.2 树脂镜片模型Fig.2.2 Resin glasses model型的建立模拟设计过程中，不同镜片的曲面性与厚薄不，镜片中疵病深度和位置同样存在不确定性，，因此，在 light Tools 中无法直接进行建模。面状疵病进行建模，其结构模型如图 2.3 所示参数设置。镜片面状疵病的产生是因为镜片致镜片固化后内部密度不均匀，因此，疵病不同。研究发现，面状疵病的密度与 PC(polyc其折射率与 PMMA 有所不同，因此，选择 P疵病模型移至镜片模型内部，使其与镜片模

【参考文献】