基于图像的木材单板缺陷检测及数控挖补方法研究

发布时间：2020-06-15 02:56

【摘要】：木材是可再生的环境友好型生物质原料,人造板材中的单板产品在木制品中具有举足轻重的地位。国际上采用单板挖补技术来克服单板缺陷对单板产品性能的影响。但是,现阶段木材单板缺陷检测和挖补,普遍采用人工目测选取,后用冲孔机进行修补,存在缺陷和弊端。计算机视觉技术飞速发展,图像技术有着越来越深入的应用。本研究将图像技术与木材单板检测、数控挖补相结合,提出基于图像的木材单板缺陷检测及数控挖补方法,主要分为几项:(1)提出了基于图像的木材单板缺陷检测和数控挖补系统,分为采集系统、预处理系统、算法分析系统和数控挖补系统。并对各部分进行设计,最终搭建出的系统功能完备,结构合理,实用性强。(2)以木材缺陷中的死节、半活节、节孔和虫眼为主要研究对象,研究了单板缺陷的图像处理算法,主要分为预处理、分割和边缘检测三部分,通过缺陷图像的处理获得木材单板的边缘图像坐标值,克服了传统方法只能人工选取的弊端,提高了木材单板缺陷的自动化检测程度。(3)通过坐标转换,将图像坐标转换成数控机床可以识别的机械坐标,之后进行标定,获取像素和尺寸关系,通过工件装夹、回机械原点、找工件原点一系列操作,最后通过数控雕刻机对缺陷单板进行数控挖补。(4)基于MATLAB搭建了木材单板缺陷检测及数控挖补方法的软件平台,通过该软件平台的测试,能够实现木材单板缺陷的快速测定,从而准确、高效的进行单板挖补。本研究设计出的木材单板缺陷的检测及数控挖补系统,高度集成,克服了传统单板缺陷及挖补技术人力成本高、技术落后的缺点,提高了单板缺陷检测和挖补自动化程度、很大程度上提高了单板的利用率。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S781.5;TP391.41
【图文】：

单板,结构安排,缺陷检测,章节

获取缺陷的边缘图像，通过坐标转换成数控机床可以识别的机械坐标，最逡逑后采用数控挖补机进行木材单板缺陷的挖除以及补片的补缺。设计出了一套基于图逡逑像的木材单板缺陷检测及数控挖补方法，可以分为为图１－２所示的４层形式。主要逡逑分为图像获取、缺陷处理、单板挖补和软件设计四部分。通过采集图片获得图像和逡逑像素之间的关系，通过自适应裁剪去除背景，通过图像处理对单板的缺陷进行识逡逑别，从而获得拟合的边缘路径，最后通过数控挖补机进行木材单板缺陷数控挖补。逡逑４逡逑

单板,缺陷

单板缺陷检测挖补系统是将计算机图像检测技术应用于木材单板的缺陷检测中，逡逑并通过数控雕刻机进行缺陷的挖补，系统的构成主要由采集系统、预处理系统、算法逡逑分析系统、数控挖补系统四部分组成，具体如图２－１所示。逡逑采集逦预处逦算法逦数控逡逑系统逦＾邋ＩＴ．糸逦＾处理邋逦？挖补逡逑统逦系统逦系统逡逑木材逦合格逡逑缺陷逦１ｔ逦＊逦＊逦？逦Ｍ－，？逡逑单板逦传送市逦＾逡逑图２－１单板缺陷及挖补系统逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｖｅｎｅｅｒ邋ｄｅｆｅｃｔ邋ａｎｄ邋ｐａｔｃｈｉｎｇ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑系统的整体结构和工作流程如下：逡逑采集系统主要由计算机、光源和相机三个系统组成。采集系统的工作流程为：被逡逑检木材单板在传送带上运送，在进入规定的采集地方时，图像采集系统在固定的光照逡逑环境下，通过己经调整好位置的工业相机，采集图片并传送到预处理系统。逡逑预处理系统主要是通过一些基本的预处理算法对传输的单板以及标定板进行预逡逑处理，通过自适应裁剪系统，去除单板拍摄时环境因素以及背景的干扰，获得比较良逡逑好的图像，传输给算法处理系统，同时根据标定板的长度与实际图片的关系，获得阁逡逑像像素与实际长度关系。逡逑算法分析系统在本文起着重要的承上扃下的作用，？方而对于预处理输送的阁像逡逑进行处理确实是否存在缺陷，另一方面将缺陷板材的图像处理后的边缘图像传输给数逡逑控系统。通过这个系统对传输的木材１邋丫１．板阁像进行分祈处理

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