(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210920777.4 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 贵州师范学院 地址 550018 贵州省贵阳市乌当区高新路 115号贵州师范学院 (72)发明人 王桥　余雄　桑海伟　左羽　 崔忠伟　冉思彬　袁梅梅　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 陈友 (51)Int.Cl. G02B 5/04(2006.01) G06V 20/52(2022.01) C03B 33/02(2006.01) G01N 21/958(2006.01)G01N 21/88(2006.01) (54)发明名称 基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制 方法 (57)摘要 本发明提供了基于计算机图像识别的光学 棱镜制造控制方法， 其将光学玻璃件激光切割形 成光学胚体， 以及将光学胚体抛光研磨形成光学 平板件； 再将若干光学平板件进行拼接组装 得到 光学棱镜， 拍摄与分析光学棱镜图像， 判断光学 棱镜是否存在组装缺陷和表面加工缺陷以及对 光学平板件进行更换； 当完成光学平板件的更换 后， 将光学棱镜的所有光学平板件进行粘结固 定， 以及将光学棱镜安装到光学设备中进行光路 对准调整， 这样能够在生产制造过程中对光学棱 镜实时进行品质监控， 及时对存在缺陷的光学棱 镜进行光学平板件的更换， 从而提高光学棱镜的 生产良品率和 加工生产可靠性与效率。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115220139 A 2022.10.21 CN 115220139 A 1.基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制方法， 其特 征在于， 其包括如下步骤： 步骤S1， 对光学玻璃件进行激光切割， 获得预定形状尺寸的光学胚体； 再将所述光学胚 体安装于六自由度设备中， 对所述 光学胚体进行抛光研磨， 以获得光学平板件； 步骤S2， 将若干光学平板件进行拼接组装得到光学棱镜， 并对所述光学棱镜进行拍摄， 得到光学棱镜图像； 分析所述光学棱镜图像， 判断所述光学棱镜是否存在组装缺陷和表面 加工缺陷； 再根据所述判断结果， 对相应的光学平板件进行 更换； 步骤S3， 当完成光学平板件的更换后， 将所述光学棱镜的所有光学平板件进行粘结固 定； 再将所述 光学棱镜安装到光学设备中进行光路对准调整。 2.如权利要求1所述的基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 对光学玻璃件进行激光切割， 获得预定形状尺寸的光学胚体具体包 括： 将光学玻璃件固定于光学平台上， 获取光学玻璃件在三维空间的X轴、 Y轴、 Z轴上的原 始形状尺寸； 将所述预定形状尺寸与所述原始形状尺寸进行比对， 确定对光学玻璃件进行激光切割 对应的切割体积量； 根据所述切割体积量在三维空间的X轴、 Y轴、 Z轴上的切割长度和切割边界线走向， 调 整切割激光束对所述 光学玻璃件的照射持续时间和照射方向。 3.如权利要求2所述的基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S1中， 将所述光学胚体安装于六自由度设备中， 对所述光学胚体进行抛光 研磨， 以获得光学平板件具体包括： 将所述光学胚体安装于六自由度设备中， 根据所述光学胚体与 抛光研磨头之间的相对 位姿关系， 确定所述 光学胚体的待抛光 光学表面与抛光研磨头之间的对准偏差角； 根据所述对准偏差角， 指示所述六自由度设备调整所述光学胚体的六自由度朝向， 使 调整后的对准偏差角在预设偏差角阈值范围内， 从而对所述光学胚体进行抛光研磨， 以获 得光学平板件。 4.如权利要求1所述的基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S2中， 将若干光学平板件进行拼接组装得到光学棱镜， 并对所述光学棱镜 进行拍摄， 得到光学棱镜图像具体包括： 按照预设光学棱镜形状模型， 将若干光学平板件以两两不平行的方式拼接组装得到光 学棱镜； 对所述光学棱镜进行扫描拍摄， 得到光学棱镜全景图像， 再对所述光学棱镜全景图像 进行卡尔曼 滤波处理和像素边 缘锐化处 理。 5.如权利要求 4所述的基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S2中， 分析所述光学棱镜 图像， 判断所述光学棱镜是否存在组装缺陷和表 面加工缺陷； 再根据所述判断结果， 对相应的光学平板件进行 更换具体包括： 从所述光学棱镜全景图像识别得到所述光学棱镜的主截面图像， 分析所述主截面图 像， 判断所述 光学棱镜的光学平板件之间是否存在组装缺陷； 从所述光学棱镜全景图像中识别得到所述光学棱镜的侧面对应光线入射状态和光线 出射状态， 再根据所述光线入射状态和所述光线出射状态， 判断所述光学棱镜的侧 面是否权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115220139 A 2存在表面加工缺陷； 根据所述组装缺陷和所述表面加工缺陷的判断结果确定是否 需要， 对相应的光学平板 件进行更换。 6.如权利要求5所述的基于计算机图像识别的光学棱镜制造控制方法， 其特 征在于： 在所述步骤S2中， 从所述光学棱镜全景图像识别得到所述光学棱镜的主截面图像， 分 析所述主截面图像， 判断所述 光学棱镜的光学平板件之间是否存在组装缺陷具体包括： 以所述光学棱镜全景图像的左下顶点为坐标原点， 下边界向右为X轴， 左边界向上为Y 轴建立平面直角坐标系， 且 X轴和Y轴上的单位长度分别对应于所述光学棱镜全 景图像相 邻 两个横向像素点之间的距离以及相邻两个纵向像素点之间的距离； 利用下面公式(1)， 根据 所述主截面图像 中每个顶点坐标， 判断光学棱镜的光学平板件 之间在光学棱镜侧面上 是否存在组装缺陷， 在上述公式(1)中， S(i)表示所述主截面图像中的第i个侧面图像的长度值； [x(i),y (i)]表示所述主截面图像中的第i个侧面与第i ‑1个侧面的相交顶点的坐标， 若i＝1， 则为 第1个侧面与第n个侧面的相交顶点坐标； n表示光学棱镜的侧面个数， 即光学棱镜为n棱镜； W(i)表示光学棱镜的光学平板件之间在 光学棱镜第i个侧面的组装缺陷判定值； 表示将i的值从1取到n 求取得到的众 数； 若W(i)＝0， 则表示光学棱镜的光学平板件之间在光学棱镜第i个侧面上不存在组装缺 陷； 若W(i)＝1， 则表示光学棱镜的光学平板件之间在光学棱镜第i个侧面上存在组装缺 陷； 在所述步骤S2中， 根据所述光线入射状态和所述光线出射状态， 判断所述光学棱镜的 侧面是否存在表面加工缺陷具体包括： 利用下面公式(2)， 根据 所述光线入射状态和所述光线出射状态， 判断所述光学棱镜的 侧面是否存在表面加工缺陷， 在上述公式(2)中， P(i)表示光学棱镜的第i个侧面的表面加工缺陷判定值； [Xin(i),Yin (i)]表示光线从光学棱镜的第i个侧面入射时对应的入射光方向向量； [Xout(i′),Yout(i′)] 表示光线从光学棱镜的第i个侧面入射时对应的出射光方向向量； [Xout(i),Yout(i)]表示光 线从光学棱镜的第i个侧 面出射时的射出光方向向量； [Xin(i″),Yin(i″)]表示光线从光学 棱镜的第i个侧面出射时对应的入射光方向向量； θ0表示预设光线入射到正n光学棱镜后相 应的入射方向与出射方向偏折角； ∧表示逻辑关系与； ∨表示逻辑关系或； 若P(i)＝0， 则表示所述 光学棱镜的第i个侧面 不存在表面加工缺陷； 若P(i)＝1， 则表示所述 光学棱镜的第i个侧面存在表面加工缺陷； 在所述步骤S2中， 根据所述组装缺陷和所述表面加工缺陷的判断结果， 确定是否需要 对相应的光学平板件进行 更换具体包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115220139 A 3