一种木材板的表面缺陷检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种木材板的表面缺陷检测装置，其包括木板材加工生产线、光学照明系统、CCD工业摄像机、图像采集卡、工业计算机、控制机构和报警机构，所述CCD工业摄像机、所述图像采集卡、所述工业计算机、所述控制机构和所述报警机构依次连接，所述光学照明系统和所述CCD工业摄像机安装在所述木板材加工生产线上，所述图像采集卡安装在所述工业计算机上。本发明专利技术将数字图像处理技术和计算机视觉技术应用于木材板的缺陷检测中，有效地提高了木材板的缺陷检测速度和准确率，提高了生产效率，节约了生产成本；通过对光源类别、生产线的传送速度和CCD工业摄像机参数的合理选取，有效地保障了检测系统的运行稳定性。

Surface defect detection device for wood board

The surface defects of the present invention relates to a wood board detecting device, which comprises a wood processing production line, optical lighting system, CCD camera, image acquisition card, industrial computer, control mechanism and an alarm mechanism, the CCD industrial camera, the image acquisition card and the industrial computer, the control mechanism and the alarm mechanism is connected to the optical lighting system and the industrial CCD cameras installed in the wood processing production line, the image acquisition card is installed in the industrial computer. In the invention, the defect detection of digital image processing technology and application of computer vision technology in the wood plate, effectively improve the defect detection speed and accuracy of the wood plate, improves production efficiency, saves the production cost; reasonable selection based on source categories, the transfer speed of the production line and CCD industrial camera parameters. To effectively guarantee the stability of detection system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木材质量检测
，尤其涉及一种木材板的表面缺陷检测装置。
技术介绍
随着社会的进步和经济的发展，我国木材的消费量逐年递增，目前已经成为世界木材消费第二大国，而我国的林木总蓄积量不足世界总量的3%，每年需要进口并加工大量的木材。由于生产环境、自然条件等因素影响，木材表面或内部存在节子、腐蚀、虫眼、裂纹等缺陷，这大大影响了木板的利用率，我国木材的利用率约为60%，这一数据与世界发达国家90%以上的利用率相差很大。利用自动化生产及自动化检测技术，能有效提高生产效率及木材利用率，因此自动化生产过程中的木材缺陷检测技术成为木材加工过程的重要环节。木材缺陷是指能影响木材的质量和使用价值的各种缺点的总称。木材缺陷会降低木材的刚度和强度、影响加工和装饰的质量与美观，其通常表现为节子、腐朽、虫眼、裂纹等，最为常见的是节子和虫眼。目前木材加工过程的检测手段主要包括人工检测、机械检测、射线检测、超声波检测等等。由于板材的缺陷类型与缺陷大小不同，人工检测存在效率低、误检率高和受干扰性强等不足。机械检测通常为接触式检测，存在检测范围有限、效率低、可能对板材造成损伤等缺点。射线检测虽然可提高效率和准确率，但存在手段复杂、成本高等弊端。超声波检测也为接触式检测，主要根据超声波在介质传播过程中发生的衰减和散射信号来检测，但这种检测仍然存在一些需要解决的技术难题，不适用于在线检测的大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述多种检测手段的不足，提供一种木材板的表面缺陷检测装置，其在有效地提高木材板的缺陷检测速度和准确率的同时还节约了生产成本，同时运行稳定，可靠性高。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种木材板的表面缺陷检测装置，其包括木板材加工生产线（1）、光学照明系统（2）、CCD工业摄像机（3）、图像采集卡（4）、工业计算机（5）、控制机构（6）和报警机构（7），其特征在于，所述CCD工业摄像机（3）、所述图像采集卡（4）、所述工业计算机（5）、所述控制机构（6）和所述报警机构（7）依次连接，所述光学照明系统（2）和所述CCD工业摄像机（3）安装在所述木板材加工生产线（1）上，所述图像采集卡（4）安装在所述工业计算机（5）上。作为上述木材板的表面缺陷检测装置的优选方案，所述光学照明系统的光源采用LED光源，颜色为黄色。作为上述木材板的表面缺陷检测装置的优选方案，所述CCD工业摄像机的像素不低于752H×582V，扫描频率不低于H：15.625kHz、V：50Hz。作为上述木材板的表面缺陷检测装置的优选方案，所述木板材加工生产线的线传送速度为20~50m/min。作为上述木材板的表面缺陷检测装置的优选方案，所述图像采集卡与所述工业计算机通过USB接口连接，所述图像采集卡的显示分辨率不低于640×480像素。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术将数字图像处理技术和计算机视觉技术应用于木材板的缺陷检测中，通过木材板表面缺陷的图像增强、纹理分割、特征提取等手段，有效地提高了木材板的缺陷检测速度和准确率，提高了生产效率，节约了生产成本。2.本专利技术根据木材缺陷的类型及特征，结合木材板自动化加工生产过程的生产线速度要求，合理选取了光源类别、生产线的传送速度和CCD工业摄像机的参数，有效地保障了检测系统的运行稳定性。附图说明图1是本专利技术具体实施方式提供的一种木材板的表面缺陷检测装置的结构图；图2是本专利技术具体实施方式提供的一种木材板的表面缺陷检测装置的目标图像的处理流程；图3是本专利技术具体实施方式提供的一种木材板的表面缺陷检测装置的目标数据的提取方法。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术提供了一种木材板的表面缺陷检测装置，其包括木板材加工生产线1、光学照明系统2、CCD工业摄像机3、图像采集卡4、工业计算机5、控制机构6和报警机构7，所述光学照明系统2和所述CCD工业摄像机3安装在所述木板材加工生产线1上，所述图像采集卡4安装在所述工业计算机5上。其工作过程是，所述木板材加工生产线1将木板材输送到指定位置，所述照明系统2的光线照射被测样本，其反射光线由所述CCD工业摄像机3采集，并通过合适的图像采集卡4获取被测样本图所述工业计算机5上。所述工业计算机5经过图像处理后，将判断结果信号通过I/O口传送给所述控制机构，以便做出相应的判断动作处理。进一步地，所述工业计算机5还包括监视器，所述工业计算机5安装在离所述木板材加工生产线1较近的监测室内，以便工作人员实时观测该系统的检测结果。光学照明系统的设计质量决定了图像采集的质量以及检测的准确率，因此要求光源具备亮度足够、均匀稳定、受干扰性小、照明视场足够、光谱特性稳定和使用寿命长等优点，同时还要根据木材的色泽、形状、平坦度、光滑度来选择最佳的光源波长。全自动化加工的板材形状规则，色泽鲜艳纯度高，大多为橙黄色，板面平坦度和光滑度都较好。综合考虑上述因素，本专利技术的光学照明系统2的光源采用LED光源，颜色为黄色。进一步地，为了获得更好的图像采集效果，所述CCD工业摄像机3的像素不低于752H×582V，扫描频率不低于H：15.625kHz、V：50Hz。进一步地，为了兼顾生产效率和检测效率，所述木板材加工生产线1的线传送速度为20~50m/min。进一步地，所述图像采集卡4与所述工业计算机5通过USB接口连接，所述图像采集卡4的显示分辨率不低于640×480像素。所述CCD工业摄像机3采集的图像由所述工业计算机5通过相关软件进行处理，处理流程如图2所示。首先将采集到的图像进行目标提取，去除背景干扰，获得要处理的目标数据，然后对目标数据进行特征描述，获得其特征数据，获取的特征数据进行分析后得出分析结果，最后将分析结果与待检测的标准参数进行对比，判断是否存在缺陷及缺陷类型。同时，将检测结果实时保存，形成数据库，以便统计板材的合格率。同时，将相应的检测结果通过I/O接口给出相应的指令至所述控制机构，所述控制机构做出相应的执行动作，以保证分选出缺陷板材。图像的目标提取方法如图3所示，首先对原始数据进行预处理，随后对预处理的数据进行感兴趣区域（ROI）检测，ROI检测一次可处理大量数据，满足加工过程在线检测的需要，有效降低误判率和漏检率。随后对ROI检测数据进行图像校正和图像增强，使图像转化为更适合人眼观察和机器分析、识别的形式，改善图像的视觉效果。增强后的图像进行分割处理，由于板材缺陷图像边缘清晰、较有代表性，采用边缘分割法进行分割更有效，具体可以采用Prewitt、Kirsch、Roberts或Sobel等一阶算子或Marr-Hildreth、LOG等二阶算子进行检测。分割后的图像进行特征提取，板材图像的主要特征有几何特征、灰度特征、纹理特征、频谱特征等。对木材这种纹理清晰的材料，主要进行纹理特征的提取，最后获得所需要的目标数据。以上结合具体实施例描述了本专利技术的技术原理。这些描述只是为了解释本专利技术的原理，而不能以任何方式解释为对本专利技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本专利技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木材板的表面缺陷检测装置，其包括木板材加工生产线（1）、光学照明系统（2）、CCD工业摄像机（3）、图像采集卡（4）、工业计算机（5）、控制机构（6）和报警机构（7），其特征在于，所述CCD工业摄像机（3）、所述图像采集卡（4）、所述工业计算机（5）、所述控制机构（6）和所述报警机构（7）依次连接，所述光学照明系统（2）和所述CCD工业摄像机（3）安装在所述木板材加工生产线（1）上，所述图像采集卡（4）安装在所述工业计算机（5）上。

【技术特征摘要】
1.一种木材板的表面缺陷检测装置，其包括木板材加工生产线（1）、光学照明系统（2）、CCD工业摄像机（3）、图像采集卡（4）、工业计算机（5）、控制机构（6）和报警机构（7），其特征在于，所述CCD工业摄像机（3）、所述图像采集卡（4）、所述工业计算机（5）、所述控制机构（6）和所述报警机构（7）依次连接，所述光学照明系统（2）和所述CCD工业摄像机（3）安装在所述木板材加工生产线（1）上，所述图像采集卡（4）安装在所述工业计算机（5）上。2.根据权利要求1所述的一种木材板的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述光学照明系统（...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志闻，吴巍巍，
申请(专利权)人：南通维新自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32