基于图像融合技术的板材材种分类识别装置制造方法及图纸

基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，属于利用光学手段进行测量和分析的技术领域；该装置包括图像式位移测量系统、图像式自动调焦瞄准系统，利用不同材种在近红外波长光线照射下具有的不同反射/透射特性，加装某一种模式可分性较好的近红外波段的窄带光学滤光片，以增强不同材种图像的颜色对比度/差异性；采用本实用新型专利技术对板材材料进行分类，可以提高材种颜色分类识别的精确性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

基于图像融合技术的板材材种分类识别装置属于利用光学手段进行测量和分析的

技术介绍
板材是基本的木材工业产品，它是家具建材行业的主要生产原料，不同品种的板材其木材材性、物理性能及价格差别很大。黑龙江省具有丰富的森林资源，木材工业是全省经济建设的重要产业，因此，对板材材种的正确识别至关重要。传统的人工识别法效率较低，容易受到人为主观因素的干扰。近年来发展的计算机图像处理法利用彩色摄像机采集 木材表面图像，利用数字图像处理技术进行板材种类识别。提取的分类特征包括板材颜色特征或者基于统计特性的图像纹理特征。这类图像处理的分类识别方法具有较高的效率及分类识别精度，适用于板材工业生产的大批量快速分类识别要求。虽然现有的图像处理法提高了材种识别的准确性及效率，但是仍然具有一定的局限性。这主要是考虑使用木材的颜色特征例如颜色矩特征进行木材种类分类识别时，经常会遇到不同树种的颜色相近性问题，这将导致分类识别误差产生。另外，在使用板材纹理特征进行分类时，经常遇到纹理分布的严重不规则性，这也将使分类识别产生较大误差。
技术实现思路
为了解决上面的问题，本技术设计了一种基于图像融合技术的板材材种分类识别装置；该装置包括图像式位移测量系统、图像式自动调焦瞄准系统，利用不同材种在近红外波长光线照射下具有的不同反射/透射特性，加装某一种模式可分性较好的近红外波段的窄带光学滤光片，以增强不同材种图像的颜色对比度/差异性，从而提高材种颜色分类识别的精确性。本技术的目的是这样实现的基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，包括图像式位移测量系统、图像式自动调焦瞄准系统；所述图像式位移测量系统包括能够随工作台在导轨上运动的光学标尺，以及在光学标尺上方，保持静止状态的纵向读数CCD和横向读数CCD，纵向读数CCD和横向读数CCD感光面垂直于光轴，对光学标尺准焦成像，得到的图像数据经接口电路输送到计算机进行处理；所述图像式自动调焦瞄准系统包括具有两个开孔且以穿过圆心且垂直盘面所在直线为转轴的旋转圆盘、成像光学系统以及瞄准CCD，旋转圆盘、成像光学系统和瞄准CCD相对静止，并一起沿图像式自动调焦瞄准系统光轴方向移动，使瞄准CCD准焦接收穿过旋转圆盘上开孔的来自与导轨方向平行放置的被测物表面的反射光线。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述的光学标尺为二维标尺。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述的旋转圆盘的两个开孔连线穿过旋转圆盘的圆心，且到圆心的距离相等。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述图像式自动调焦瞄准系统还包括光源、孔径光阑、调焦装置以及步进电机，光源发射的光线经过孔径光阑以及相应光学系统调整后变成平行光，穿过工作台经成像光学系统由瞄准CCD成像；得到的图像经接口电路输送给计算机，并由计算机驱动步进电机控制调焦装置，调整旋转圆盘、成像光学系统以及瞄准CCD所组成的系统，使瞄准CCD对被测物准焦成像。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述旋转圆盘的两个开孔第一开孔为通孔，第一开孔上面的成像光学系统以及瞄准CXD分别为可见光成像光学系统和彩色CCD ；第二开孔配有窄带近红外光学滤光片，第二开孔上面的成像光学系统以及瞄准CXD分别为近红外成像光学系统和黑白(XD。由于本技术采用图像式位移测量系统和图像式自动调焦瞄准系统的组合形式，并在图像式自动调焦瞄准系统中同时采用了可见光波段和近红外波段的瞄准CCD及滤光片；使得该装置可以增强不同材种图像的颜色对比度/差异性，从而有可能提高材种颜色分类识别的精确性。附图说明图I是基于图像融合技术的板材材种分类识别装置总体结构图。图2是开有两个孔的旋转圆盘示意图。图3是自动调焦瞄准系统结构简图。图中I光学标尺、2纵向读数CXD、3横向读数CXD、4瞄准CXD、5被测物、6工作台、7导轨、8成像光学系统、9旋转圆盘、10接口电路、11计算机、12光源、13孔径光阑、14调焦装置、15步进电机。具体实施方式以下结合附图对本技术具体实施例作进一步详细描述。图I是本技术基于图像融合技术的板材材种分类识别装置总体结构图，该装置包括图像式位移测量系统、图像式自动调焦瞄准系统；所述图像式位移测量系统包括能够随工作台6在导轨7上运动的光学标尺1，以及在光学标尺I上方，保持静止状态的纵向读数CCD2和横向读数CCD3，纵向读数CCD2和横向读数CCD3感光面垂直于光轴，对光学标尺I准焦成像，得到的图像数据经接口电路10输送到计算机11进行处理；所述图像式自动调焦瞄准系统包括具有两个开孔且以穿过圆心且垂直盘面所在直线为转轴的旋转圆盘9、成像光学系统8以及瞄准(XD4，旋转圆盘9、成像光学系统8和瞄准(XD4相对静止，并一起沿图像式自动调焦瞄准系统光轴方向移动，使瞄准CCD4准焦接收穿过旋转圆盘9上开孔的来自与导轨7方向平行放置的被测物5表面的反射光线；在准焦的过程中，被测物5放置在工作台6上，并保持静止状态；而测量的过程中，被测物5要随着工作台6 —起在导轨上运动。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述的光学标尺I为二维标尺。、上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述的旋转圆盘9的两个开孔连线穿过旋转圆盘9的圆心，且到圆心的距离相等，如图2所示，图中带阴影的圆孔表示配置有窄带近红外光学滤光片；另一个圆孔表示为通孔。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述图像式自动调焦瞄准系统还包括光源12、孔径光阑13、调焦装置14以及步进电机15，光源12发射的光线经过孔径光阑13以及相应光学系统调整后变成平行光，穿过工作台6经成像光学系统8由瞄准(XD4成像；得到的图像经接口电路10输送给计算机11，并由计算机驱动步进电机15控制调焦装置14，调整旋转圆盘9、成像光学系统8以及瞄准(XD4所组成的系统，使瞄准(XD4对被测物5准焦成像，自动调焦瞄准系统结构简图如图3所示。上述基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，所述旋转圆盘9的两个开孔第一开孔为通孔，第一开孔上面的成像光学系统8以及瞄准(XD4分别为可见光成像光学系统和彩色CCD ;第二开孔配有窄带近红外光学滤光片，第二开孔上面的成像光学系统8以及 瞄准CCD4分别为近红外成像光学系统和黑白CCD ;在准焦和测量的过程中，旋转旋转圆盘9，分别使被测物5、旋转圆盘9的第一开孔中心、与该开孔所对应的成像光学系统8中心以及瞄准(XD4在一条直线上；被测物5、旋转圆盘9的第二开孔中心、与该开孔所对应的成像光学系统8中心以及瞄准(XD4在一条直线上。权利要求1.基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，其特征在于包括图像式位移测量系统、图像式自动调焦瞄准系统； 所述图像式位移测量系统包括能够随工作台(6)在导轨(7)上运动的光学标尺(1)，以及在光学标尺(I)上方，保持静止状态的纵向读数CXD (2)和横向读数CXD (3)，纵向读数CXD (2)和横向读数CXD (3)感光面垂直于光轴，对光学标尺(I)准焦成像，得到的图像数据经接口电路(10)输送到计算机(11)进行处理； 所述图像式自动调焦瞄准系统包括具有两个开孔且以穿过圆心且垂直盘面所在直线为转轴的旋转圆盘(9)、成像光学系统(本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于图像融合技术的板材材种分类识别装置，其特征在于包括图像式位移测量系统、图像式自动调焦瞄准系统；所述图像式位移测量系统包括能够随工作台（6）在导轨（7）上运动的光学标尺（1），以及在光学标尺（1）上方，保持静止状态的纵向读数CCD（2）和横向读数CCD（3），纵向读数CCD（2）和横向读数CCD（3）感光面垂直于光轴，对光学标尺（1）准焦成像，得到的图像数据经接口电路（10）输送到计算机（11）进行处理；所述图像式自动调焦瞄准系统包括具有两个开孔且以穿过圆心且垂直盘面所在直线为转轴的旋转圆盘（9）、成像光学系统（8）以及瞄准CCD（4），旋转圆盘（9）、成像光学系统（8）和瞄准CCD（4）相对静止，并一起沿图像式自动调焦瞄准系统光轴方向移动，使瞄准CCD（4）准焦接收穿过旋转圆盘（9）上开孔的来自与导轨（7）方向平行放置的被测物（5）表面的反射光线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，陈广胜，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：实用新型
国别省市：