一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统及方法与流程

1.本发明涉及一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统及方法。


背景技术：

2.木质板材是木材应用中需求量最大的品种,其表面缺陷不仅直接影响板材的强度,而且影响板材的等级分类。因此研究木质板材表面缺陷检测技术,对提高板材商品价值,加速木材加工自动化具有重要的意义。
3.现今的木板表面缺陷检测技术主要是针对于木板中天然缺陷和生物缺陷为主，而针对于已加工木板的表面缺陷，如干裂、翘曲、锯口伤等检测效果不佳。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种能够针对于已加工木板表面的干裂、翘曲、锯口伤进行快速检测的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统及方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，包括：
7.图像采集单元，采集木板经过区域的检测图像，该图像为木板表面的环形图像，并以预设的角度值对环形图像进行分割，得到若干分割图像后发送至服务器单元进行分析；
8.服务器单元，用于接收分割图像信息，并进行缺陷分析，根据分析结果发送控制指令至输送单元；
9.移动单元，用于带动灯光照射单元进行移动，由一环形的框架，及设置在环形框架上的移动件组成；
10.灯光照射单元，对木板的图像检测区域以环形移动的方式进行倾斜照射，并形成环形移动的照射灯光，搭载于移动件上；
11.输送单元，用于搭载木板进行间隔式的移动，接收服务器单元的控制指令后启动。
12.作为优选，该图像采集单元为倾斜向下设置的若干摄像头，该摄像头环形框架上呈中心对称设置，且每一摄像头对应安装在一移动件的下方。
13.作为优选，该摄像头向下倾斜的角度为30-60
°
。
14.作为优选，该输送单元为用于木板检测图像的前输送带，及用于放入若干木板的后输送带，该后输送带与前输送带之间具有行进间隔，该服务器单元每次向输送单元发送的控制指令中的行进长度与该行进间隔一致。
15.作为优选，以90度的角度方向为间隔，对环形图像进行四等分的分割得到该分割图像。
16.作为优选，该移动件在环形框架上设置有移动段和静止段，该移动段与静止段采用交叉排列。
17.作为优选，该移动段对环形框架进行四等分分割，并通过分割形成四条移动段，该静止段位于相邻移动段的交接处。
18.作为优选，该服务器单元基于接收的分割图像生成第一图像，以及与第一图像方向相对的第二图像，并基于第一图像和第二图像生成差分图像，基于差分图像的亮部和暗部判断木板存在的表面缺陷。
19.一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测方法，包括以下步骤：
20.在木板经过的区域上方设置环形框架，并在环形框架上设置移动件；
21.在移动件上搭载摄像头和灯光照射单元以对木板的表面采集环形图像；
22.在环形框架上设置移动件的移动段与静止段，并在静止段时通过摄像头进行图像采集；
23.通过摄像头采集的第一图像，以及与第一图像方向相对的第二图像生成差分图像，并基于差分图像的亮部和暗部判断木板存在的表面缺陷。
24.作为优选，在环形框架上设置四个移动段与四个静止段，并在静止段时通过摄像头进行图像采集，移动件在静止段上的再启动时间为1-5s。
25.本发明的有益效果是：
26.通过采用移动单元在木板经过的区域上方形成采集位，并通过环形框架与移动件的组合设计，在木板的上方形成多角度的图像采集结构，搭配灯光照射单元形成多角度阴暗交错的环形图像，接着基于预设的角度设置对该环形图像进行分割，从而形成第一图像及与第一图像方向相对的第二图像，最后通过第一图像与第二图像生成差分图像来判断木板表面存在的缺陷。
附图说明
27.图1为本发明的一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统的流程示意图。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.实施例
31.参阅图1所示，一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，包括：
32.图像采集单元，采集木板经过区域的检测图像，该图像为木板表面的环形图像，并以预设的角度值对环形图像进行分割，得到若干分割图像后发送至服务器单元进行分析；
33.服务器单元，用于接收分割图像信息，并进行缺陷分析，根据分析结果发送控制指令至输送单元；
34.移动单元，用于带动灯光照射单元进行移动，由一环形的框架，及设置在环形框架上的移动件组成；
35.灯光照射单元，对木板的图像检测区域以环形移动的方式进行倾斜照射，并形成环形移动的照射灯光，搭载于移动件上；
36.输送单元，用于搭载木板进行间隔式的移动，接收服务器单元的控制指令后启动。
37.该图像采集单元为倾斜向下设置的若干摄像头，该摄像头环形框架上呈中心对称设置，且每一摄像头对应安装在一移动件的下方，该摄像头向下倾斜的角度为30-60
°
。
38.该输送单元为用于木板检测图像的前输送带，及用于放入若干木板的后输送带，该后输送带与前输送带之间具有行进间隔，该服务器单元每次向输送单元发送的控制指令中的行进长度与该行进间隔一致。
39.以90度的角度方向为间隔，对环形图像进行四等分的分割得到该分割图像，该移动件在环形框架上设置有移动段和静止段，该移动段与静止段采用交叉排列，该移动段对环形框架进行四等分分割，并通过分割形成四条移动段，该静止段位于相邻移动段的交接处。
40.在本实施例中，采用了四等分分割的设计来形成四张分割图像，当然，也可以采用六等分、八等份分割的方式来形成六张或八张分割图像，其分割等分越多，检测的精度越高，耗时越长，故而一般采用四等分即可。
41.该服务器单元基于接收的分割图像生成第一图像，以及与第一图像方向相对的第二图像，并基于第一图像和第二图像生成差分图像，基于差分图像的亮部和暗部判断木板存在的表面缺陷。
42.一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测方法，包括以下步骤：
43.在木板经过的区域上方设置环形框架，并在环形框架上设置移动件；
44.在移动件上搭载摄像头和灯光照射单元以对木板的表面采集环形图像；
45.在环形框架上设置移动件的移动段与静止段，并在静止段时通过摄像头进行图像采集；
46.通过摄像头采集的第一图像，以及与第一图像方向相对的第二图像生成差分图像，并基于差分图像的亮部和暗部判断木板存在的表面缺陷。
47.在环形框架上设置四个移动段与四个静止段，并在静止段时通过摄像头进行图像采集，移动件在静止段上的再启动时间为1-5s，在进行图像采集时，首先经过移动件在移动段上进行移动，然后在静止段进行减速停止，并在停止后进行拍摄，接着再次加速启动，直至完成四次图像采集后，驱动输送单元进行下一木板表面的缺陷检测。
48.本发明的有益效果是：
49.通过采用移动单元在木板经过的区域上方形成采集位，并通过环形框架与移动件的组合设计，在木板的上方形成多角度的图像采集结构，搭配灯光照射单元形成多角度阴暗交错的环形图像，接着基于预设的角度设置对该环形图像进行分割，从而形成第一图像及与第一图像方向相对的第二图像，最后通过第一图像与第二图像生成差分图像来判断木板表面存在的缺陷。
50.本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于，包括：图像采集单元，采集木板经过区域的检测图像，该图像为木板表面的环形图像，并以预设的角度值对环形图像进行分割，得到若干分割图像后发送至服务器单元进行分析；服务器单元，用于接收分割图像信息，并进行缺陷分析，根据分析结果发送控制指令至输送单元；移动单元，用于带动灯光照射单元进行移动，由一环形的框架，及设置在环形框架上的移动件组成；灯光照射单元，对木板的图像检测区域以环形移动的方式进行倾斜照射，并形成环形移动的照射灯光，搭载于移动件上；输送单元，用于搭载木板进行间隔式的移动，接收服务器单元的控制指令后启动。2.根据权利要求1所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：该图像采集单元为倾斜向下设置的若干摄像头，该摄像头环形框架上呈中心对称设置，且每一摄像头对应安装在一移动件的下方。3.根据权利要求2所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：该摄像头向下倾斜的角度为30-60
°
。4.根据权利要求1所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：该输送单元为用于木板检测图像的前输送带，及用于放入若干木板的后输送带，该后输送带与前输送带之间具有行进间隔，该服务器单元每次向输送单元发送的控制指令中的行进长度与该行进间隔一致。5.根据权利要求1所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：以90度的角度方向为间隔，对环形图像进行四等分的分割得到该分割图像。6.根据权利要求5所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：该移动件在环形框架上设置有移动段和静止段，该移动段与静止段采用交叉排列。7.根据权利要求6所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：该移动段对环形框架进行四等分分割，并通过分割形成四条移动段，该静止段位于相邻移动段的交接处。8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统，其特征在于：该服务器单元基于接收的分割图像生成第一图像，以及与第一图像方向相对的第二图像，并基于第一图像和第二图像生成差分图像，基于差分图像的亮部和暗部判断木板存在的表面缺陷。9.一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：在木板经过的区域上方设置环形框架，并在环形框架上设置移动件；在移动件上搭载摄像头和灯光照射单元以对木板的表面采集环形图像；在环形框架上设置移动件的移动段与静止段，并在静止段时通过摄像头进行图像采集；通过摄像头采集的第一图像，以及与第一图像方向相对的第二图像生成差分图像，并基于差分图像的亮部和暗部判断木板存在的表面缺陷。10.根据权利要求1所述的基于机械视觉的木板表面缺陷检测方法，其特征在于：在环形框架上设置四个移动段与四个静止段，并在静止段时通过摄像头进行图像采集，移动件
在静止段上的再启动时间为1-5s。

技术总结
本发明公开了一种基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统及方法，包括：图像采集单元，采集木板经过区域的检测图像，该图像为木板表面的环形图像，并以预设的角度值对环形图像进行分割，得到若干分割图像后发送至服务器单元进行分析；服务器单元，用于接收分割图像信息，并进行缺陷分析，根据分析结果发送控制指令至输送单元；移动单元，用于带动灯光照射单元进行移动，由一环形的框架，及设置在环形框架上的移动件组成；灯光照射单元，对木板的图像检测区域以环形移动的方式进行倾斜照射，并形成环形移动的照射灯光，搭载于移动件上；该基于机械视觉的木板表面缺陷检测系统及方法能够针对于已加工木板表面的干裂、翘曲、锯口伤进行快速检测。快速检测。快速检测。


技术研发人员：彭有财 陆宏雷 罗菲菲 彭美凤 符芳
受保护的技术使用者：广州惠中木业有限公司
技术研发日：2022.09.26
技术公布日：2023/1/6