[发明专利]锯材表面缺陷的图像采集系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及锯材表面缺陷检测，具体涉及一种锯材表面缺陷图像采集系统及检测方法。

背景技术

锯材缺陷(特别是节子、裂缝、虫眼等)会严重影响木材的质量、改变木材正常性能、降低木材利用率和使用价值。实现锯材表面缺陷的计算机监测，对锯材等级自动分选、提高锯材商品价值和加速锯材加工自动化有非常重要的作用。

针对锯材表面缺陷的检测，当前应用比较广泛的是目测分等方法(也称目测分级，Visual grading)，指用肉眼观测方式对锯材强度划分等级，主要是通过对锯材表面的各种影响强度或相关性能的缺陷进行评估实现的。随着锯材生产的发展，目测分等方法也在不断完善和调整，现在，目测分等方法仍然是北美地区锯材生产的主要分等方法和基础。由于人工检测具有一定的局限性，尤其是锯材表面有多种缺陷，缺陷的尺寸和形状变化很大，人工分类比较困难，所以这种检测方法已不能满足锯材生产中快速检测和连续检测的需要；以及锯材生产过程中的重复性和单一性的特点，人工检测存在着严重影响检测效果的因素，例如在生产过程中由于检测员注意力不集中及长时间疲劳的影响，以及检测经验不同而造成的检验结果不一致等。

随着计算机技术的飞速发展，利用计算机来代替人工检测锯材缺陷已经成为发展趋势。先进的自动化检测技术已较普遍地应用于木材加工的各个领域，锯材表面缺陷的在线检测对锯材加工过程中的质量控制及产品分等均具有重要意义。近年来，探测锯材缺陷的方法除人工方法外主要有超声波法、激光扫描射法、射线检测法和数字图像处理方法等，其中数字图像处理是可靠性、安全性和效率相对较高的一种方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现锯材表面缺陷的图像采集系统及检测方法，使用该系统和方法，可以利用图像检测技术由计算机得出锯材表面缺陷情况，从而实现对锯材等级的自动分选。

本发明提供的技术方案如下：

一种锯材表面缺陷的图像采集系统(参图1)，其特征在于，所述系统包括：

-用于安装固定的底座；

-用于输送锯材(即被测对象)的同步带，所述同步带通过主动轮和从动轮连接在底座上的；

-安装在底座上用于锯材导向的导向装置，包括：侧导向板、后导向板和前导向板；

-安装在底座上的至少1个图像采集装置，数量不局限于1个，可根据实际情况，沿X轴方向和Y轴方向各分布1个或多个；

-用于测量锯材的X方向有效移动距离的旋转光电编码器，所述旋转光电编码器安装在底座上，与主动轮同轴连接，或与其它随同步带同步转动的转轴同轴连接；

-安装在底座上的光电传感器，用于检测锯材是否存在在同步带上以及到达、离开同步带的时间点；所述光电传感器在X轴方向上位置可调，调节范围1m，调节方式：T型槽，导轨等，检测距离范围：10～200mm；

-安装固定在底座上的至少1个夹紧装置，用于使锯材向侧导向板对齐，提供拍照的侧向基准定位，位置可沿Y轴方向调节，如图2所示，数量2个(1个或多个均可)，调节范围10～200mm。

优选的，在图像采集装置上有环形圆顶光源，为锯材提供稳定的、固定的光照环境，克服环境对检测效果的干扰。

优选的，所述同步带的输送速度为0.01～2m/s，同步带主动轮的有效输送半径为R。

优选的，所述锯材的长为1000～6000mm，宽为50～300mm，厚度为10～150mm。

优选的，所述导向装置沿Y轴方向位置不可调或可调。侧导向板为一直板；所述侧导向板位置调节方式可以为T型槽调节，用螺栓螺母固定，或者螺母丝杠等方式固定；所述前导向板和后导向板也可沿Y轴方向调节位置，调节方式可以是T型槽，螺栓螺母固定，或螺母丝杠等。

优选的，所述图像采集装置包括安装架、工业相机(带外部触发)、镜头等；工业相机可沿X轴、Y轴、Z轴三维调节，调节方式：X轴：导轨、T型槽等；Y轴：导轨、T型槽等；Z轴：导轨和螺母丝杠(滚珠丝杠，T型槽等)；调节范围：X轴：1m；Y轴：1m；Z轴：0.3m(以底座X轴、Y轴方向中点向两侧平分，Z轴：镜头距同步带范围100～400mm)；工业相机的像素范围：30～500万；工业相机有两种安装方法：视眼长度方向沿X方向；视眼长度方向沿Y方向。

优选的，所述旋转光电编码器的分辨率e大于1000p/r，工业相机一次拍照所需旋转光电编码器脉冲数为N。

优选的，所述夹紧装置包括(如图2)：用作固定的安装支座；调节支座的位置的位置调节装置；弹簧；滚轮；滚轮支架；调节弹簧松紧的限位螺母；防止滚轮支架旋转的定位螺丝。