基於圖像的單板缺陷自動檢測及挖補技術的製作方法

2023-05-29 03:44:11

本發明屬於數字圖像處理在木材加工領域的應用，是對木材的單板缺陷進行檢測並挖補的一種方法，適用於大部分的木材缺陷(死節、活節、蟲眼、腐蝕)。

背景技術：

木材是世界四大材料中唯一可再生的生物質材料，關係著國民經濟的健康穩定發展。最新結果統計，中國人均森林蓄積量為世界平均水平的1/8，木材的綜合利用率僅為60％，世界發達國家如瑞典、芬蘭則達90％以上。人造板的使用可以提高木材的利用率，緩解木材的供需矛盾。林木生產期間，不斷會有枝丫生長，生產環境的影響等因素導致的木材內部和外部的損傷以及病態現象，統稱為木材缺陷。缺陷的出現會降低木材的強度，影響加工和裝飾質量，降低木材的商業價值與使用價值。對單板缺陷進行有效的識別，並通過挖補不僅可以提高強度，而且可以充分利用木材資源。國際上採用單板挖補技術來克服單板缺陷。但是，傳統的單板挖補技術更多依靠人作為識別，利用固定形狀的一系列尺寸的模具衝銑缺陷，並補上相應尺寸的單板。不僅要耗費大量的人工，而且因為是模具形狀固定(一般是圓形、橢圓形或者方形)，不能很好的適用於各種木材缺陷。

隨著計算機視覺技術、圖像傳感器工藝和數字圖像處理技術的不斷發展提高，精度高、速度快的圖像測量技術得以廣泛的應用。本發明嘗試將圖像測量技術與單板檢測挖補技術相結合，提出基於圖像的單板缺陷檢測及數控挖補方法。

技術實現要素：

本發明採用圖像處理的方法，克服了傳統方式僅僅依靠人工判定並進行挖補帶來人為判定不同的影響，目的在於準確高效的進行單板的挖補。

本發明主要包括以下部分：

固定拍攝臺，保證了拍攝單板以及標定板時有相同的拍攝背景，從而去除標定板和單板背景的操作相同，簡化操作過程。

採用工業攝像機進行單板圖像的採集，固定工業攝像機拍攝距離，固定拍攝光照。

已知標定板實際長度值l1，通過採集的標定板的圖片，自適應剪裁得出標定板的長度方向像素值n1，圖像處理後的單板圖像長度方向像素值，由於是在同樣條件下拍攝的，可得單板的實際尺寸值l2

對單板進行圖像增強、圖像分割、灰度化、濾波、二值化、邊緣檢測、腐蝕與膨脹等處理，獲取木材缺陷的邊緣圖像。

已知計算出的單板尺寸，以及邊緣圖像，通過後處理軟體最終獲得缺陷的刀具路徑。

通過相關的數控雕刻機對單板進行挖補。

具體實施方式

基於圖像的單板檢測挖補技術。工業攝像機採集木材單板圖片，獲得木材尺寸與圖片像素的關係，對單板進行一系列圖像處理，獲取木材缺陷的邊緣圖像，通過軟體最終生成刀具路徑。具體實施方式如下：

(1)標定板通過傳送進行傳送，到達固定採集圖像區域時停止，工業攝像機放置在該區域的垂直上方，拍攝帶背景的標定板圖片。

(2)單板通過傳送進行傳送，到達固定採集圖像區域時停止，工業攝像機放置在該區域的垂直上方，拍攝帶背景的單板圖片。

(3)已知標定板實際長度值l1，通過自適應剪裁去除背景幹擾，並得出標定板的長度方向像素值n1，圖像處理後的單板圖像長度方向像素值n2，由於是在同樣條件下拍攝的，可得單板的實際尺寸值l2

(4)對單板進行圖像增強、圖像分割、灰度化、濾波、二值化、邊緣檢測、腐蝕與膨脹等處理，獲取木材缺陷的邊緣圖像。

(5)已知計算出的單板尺寸，以及邊緣圖像，通過後處理軟體最終獲得缺陷的刀具路徑。

(6)通過相關的數控雕刻機對單板進行挖補。