[发明专利]基于图像的单板缺陷自动检测及挖补技术

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理在木材加工领域的应用，是对木材的单板缺陷进行检测并挖补的一种方法，适用于大部分的木材缺陷(死节、活节、虫眼、腐蚀)。

背景技术

木材是世界四大材料中唯一可再生的生物质材料，关系着国民经济的健康稳定发展。最新结果统计，中国人均森林蓄积量为世界平均水平的1/8，木材的综合利用率仅为60％，世界发达国家如瑞典、芬兰则达90％以上。人造板的使用可以提高木材的利用率，缓解木材的供需矛盾。林木生产期间，不断会有枝丫生长，生产环境的影响等因素导致的木材内部和外部的损伤以及病态现象，统称为木材缺陷。缺陷的出现会降低木材的强度，影响加工和装饰质量，降低木材的商业价值与使用价值。对单板缺陷进行有效的识别，并通过挖补不仅可以提高强度，而且可以充分利用木材资源。国际上采用单板挖补技术来克服单板缺陷。但是，传统的单板挖补技术更多依靠人作为识别，利用固定形状的一系列尺寸的模具冲铣缺陷，并补上相应尺寸的单板。不仅要耗费大量的人工，而且因为是模具形状固定(一般是圆形、椭圆形或者方形)，不能很好的适用于各种木材缺陷。

随着计算机视觉技术、图像传感器工艺和数字图像处理技术的不断发展提高，精度高、速度快的图像测量技术得以广泛的应用。本发明尝试将图像测量技术与单板检测挖补技术相结合，提出基于图像的单板缺陷检测及数控挖补方法。

发明内容

本发明采用图像处理的方法，克服了传统方式仅仅依靠人工判定并进行挖补带来人为判定不同的影响，目的在于准确高效的进行单板的挖补。

本发明主要包括以下部分：

固定拍摄台，保证了拍摄单板以及标定板时有相同的拍摄背景，从而去除标定板和单板背景的操作相同，简化操作过程。

采用工业摄像机进行单板图像的采集，固定工业摄像机拍摄距离，固定拍摄光照。

已知标定板实际长度值l₁，通过采集的标定板的图片，自适应剪裁得出标定板的长度方向像素值n₁，图像处理后的单板图像长度方向像素值，由于是在同样条件下拍摄的，可得单板的实际尺寸值l₂

对单板进行图像增强、图像分割、灰度化、滤波、二值化、边缘检测、腐蚀与膨胀等处理，获取木材缺陷的边缘图像。

已知计算出的单板尺寸，以及边缘图像，通过后处理软件最终获得缺陷的刀具路径。

通过相关的数控雕刻机对单板进行挖补。

具体实施方式

基于图像的单板检测挖补技术。工业摄像机采集木材单板图片，获得木材尺寸与图片像素的关系，对单板进行一系列图像处理，获取木材缺陷的边缘图像，通过软件最终生成刀具路径。具体实施方式如下：

(1)标定板通过传送进行传送，到达固定采集图像区域时停止，工业摄像机放置在该区域的垂直上方，拍摄带背景的标定板图片。

(2)单板通过传送进行传送，到达固定采集图像区域时停止，工业摄像机放置在该区域的垂直上方，拍摄带背景的单板图片。

(3)已知标定板实际长度值l₁，通过自适应剪裁去除背景干扰，并得出标定板的长度方向像素值n₁，图像处理后的单板图像长度方向像素值n₂，由于是在同样条件下拍摄的，可得单板的实际尺寸值l₂

(4)对单板进行图像增强、图像分割、灰度化、滤波、二值化、边缘检测、腐蚀与膨胀等处理，获取木材缺陷的边缘图像。

(5)已知计算出的单板尺寸，以及边缘图像，通过后处理软件最终获得缺陷的刀具路径。

(6)通过相关的数控雕刻机对单板进行挖补。