一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法与流程

本发明属于在线检测汽车玻璃，尤其涉及一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法。

背景技术：

1、汽车玻璃的边缘应力是决定其力学性能、安全稳定性及使用寿命的核心指标，国标对该指标有明确的量化要求，因此在线生产过程中对玻璃边缘应力的精准检测至关重要。传统汽车玻璃应力检测多采用离线抽样检测或直接透射式在线检测，离线检测效率低，无法实现全批次覆盖，易导致不合格产品流入市场；直接透射式检测则由于汽车玻璃常带有黑色陶瓷涂层，光线无法穿透而不具备可行性。由于黑色陶瓷涂层的反射光极弱，传统的反射式检测效率更低。

2、随着汽车玻璃在交通等领域的应用日益广泛，市场对其生产效率和产品质量的要求不断提升，现有的离线和抽检方式存在检测滞后性，无法及时反馈生产工艺缺陷，影响生产调整效率，已难以满足工业化连续生产的需求。因此亟需一种高效、精准、不影响生产节奏的反射式在线检测技术来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法。

2、有鉴于此，本发明提供一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，包括如下步骤：

3、将像素偏振相机固定于传送带上方，相机搭载远心镜头，所述远心镜头景深不小于玻璃厚度且精确聚焦于玻璃边缘，镜头放大比与相机靶面尺寸适配，使成像范围覆盖汽车玻璃边缘单向应力区域且预留玻璃位置偏差余量；

4、在相机光路中设置集成光源，所述集成光源为单色中间带孔的led面光源，其发光面上铺设有高分子材料基底的园偏振片，偏振片中间开设有与光源中心孔尺寸一致的孔并通过玻璃板压实固定，相机镜头经光源中心孔拍摄玻璃边缘；在传送带玻璃行进路径前方设置感知传感器；

5、当感知传感器检测到玻璃到来时，发出电脉冲触发像素偏振相机拍摄，所述感知传感器通过光束发射与反射接收判断物体存在，相机与传感器间距根据玻璃尺寸调节，确保拍摄位置位于玻璃边缘国标规定采样点上方；

6、像素偏振相机拍摄后，抽取各组2×2像素中偏振方向分别为0°、45°、90°、135°的像素组成i0、i45、i90、i135四个子图像；对四个子图像按照下面公式进行计算，得到线偏振度（dolp）场：

7、dolp=|sin δ|=[(i0-i90)2+(i45-i135)2]0.5/(i0+i90) （2）

8、计算结果包含并放大了应力相关前景信息，通过图像识别算法识别玻璃磨边区及附近光弹条纹级数和中心位置，经拟合外推得到玻璃边缘的相位差，乘以玻璃光弹条纹值即可得到应力；

9、整个检测过程耗时不超过2秒，小于传送带上相邻两块玻璃的时间间隔。

10、优选的，所述远心镜头的成像范围为30mm。

11、优选的，所述感知传感器与相机之间的触发响应时间为微秒级。

12、优选的，所述像素偏振相机的每个像素前方设有纳米光栅制成的偏振片，每2×2个像素为一组，组内像素偏振方向分别为0°、45°、90°、135°。

13、优选的，所述集成光源中偏振片的孔径与光源中心孔孔径相同，且通过玻璃板压实固定于发光面上。

14、优选的，所述玻璃最外缘的相位差δ通过乘以光弹条纹值转化为汽车玻璃的实际应力值。

15、优选的，采用公式（2）对i0、i90、i45、i135四个子图像进行运算，消除了相同背景部分，保留并放大应力相关的前景变化信息。

16、优选的，采用图像识别与人工智能算法时，在2秒内完成玻璃磨边区及附近光弹条纹级数和中心位置的识别。并完成相位差场的正确分布计算。

17、优选的，所述感知传感器的安装位置与相机间距根据待测汽车玻璃的尺寸动态调节，确保拍摄位置始终位于国标规定的玻璃边缘待测点处。

18、优选的，所述集成光源发出的偏振光经玻璃透射后，在传送带上形成保留偏振性质的漫反射光，该漫反射光作为背景光再次透过玻璃并携带应力信息被相机捕捉。

19、本发明的有益效果是：通过创新采用反射式检测原理，以传送带或黑色陶磁镀层的漫反射光作为背景光并保留偏振特性，配合像素偏振相机的四方向偏振图像采集与相位差计算，有效突破了传统透射式检测无法穿透汽车玻璃边缘黑色陶瓷涂层的局限。借助图像相减及增强处理技术，成功抵消背景噪声并放大应力相关前景信息，结合图像识别算法，实现了玻璃磨边区光弹条纹的快速精准识别，检测结果与实际应力线性相关，确保了边缘最大应力检测的准确性，完全满足国标采样点的检测要求。

20、本发明检测全过程耗时仅2秒左右，小于生产线相邻玻璃的时间间隔，可在不中断生产流程的前提下完成全批次在线检测，彻底解决了离线检测效率低、覆盖不全的问题。同时，检测系统中相机与传感器间距可根据玻璃尺寸灵活调节，远心镜头的适配设计能够兼容玻璃位置偏差，设备布局简洁且适配性强，不仅降低了工业化应用的成本，还能及时反馈生产工艺缺陷，为生产调整提供实时数据支撑，显著提升了汽车玻璃生产的质量管控水平和生产效率。

1.一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：所述集成光源与像素偏振相机集成在一起，并共同置于待检玻璃上方，集成光源发出的园偏振光经玻璃透射后，在传送带或黑色陶瓷涂层上形成保留偏振性质的漫反射光，该漫反射光作为背景光再次透过玻璃并携带应力信息被相机捕捉。

3.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：所述感知传感器主动发光，通过接收玻璃反射的光感而知玻璃到来，并立即发出电脉冲触发相机拍照，触发响应时间为微秒级。

4.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：采用中心带孔的led面光源，位于待测点正上方，使得待测点亮度均匀。

5.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：所述集成光源是将园偏振片集成在面光源中，通过玻璃板压实固定于发光面上。

6.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：采用的相机为像素偏振相机，且位于带孔集成光源的中间，通过光源中心孔对玻璃边缘成像。

7.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：图像增强处理通过对i0、i90、i45、i135四个子图像进行相减运算，消除相同背景部分，保留并放大应力相关的前景变化信息。

8.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：采用图像识别与人工智能算法时，在2秒内完成玻璃磨边区及附近光弹条纹级数和中心位置的识别，并结合式(1)计算的dolp场结果，确定汽车玻璃最外缘处的压应力；

9.根据权利要求1所述的一种反射式在线检测汽车玻璃边缘应力的方法，其特征在于：所述感知传感器的安装位置与相机的间距根据待测汽车玻璃的尺寸动态调节，确保拍摄位置处于玻璃边缘的待检点之上；