CN108398431A - 一种木质材料缺陷检测的装置及方法 - Google Patents

一种木质材料缺陷检测的装置及方法 Download PDF

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范磊
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Abstract

本发明公开一种木质材料缺陷检测的装置及方法。该装置包括：检测箱体、传送带、灯源、摄像机、控制器；传送带、灯源和摄像机均置于检测箱体内；灯源和摄像机均固定于传送带的上方；传送带上标示有检测区域，检测箱体的顶面也对应标示有检测区域；灯源固定于检测箱体的检测区域内，灯源的个数为多个，且均匀分布在检测区域内；灯源用于检测时对传送带检测区域提供等亮度的光；摄像机固定于检测箱体顶面的检测区域内，摄像机的输出端与控制器的输入端连接，摄像机用于对待测木质材料拍摄图像，并将拍摄的图像传输至控制器进行处理；控制器用于根据摄像机传输的图像获得待测木质材料的缺陷参数。采用本发明的装置及方法，可以提高检测的精度及效率。

Description

一种木质材料缺陷检测的装置及方法
技术领域
本发明涉及木质材料检测领域，特别是涉及一种木质材料缺陷检测的装置及方法。
背景技术
木质材料的应用领域很广，通常在使用前也就是对于木材本身需要检测表面的缺陷，或者加工后也就是人造板材需要检测成品的缺陷，不同的应用领域对于木质材料的合格标准不同，因此，针对不同的应用领域需要检测出缺陷的具体参数，判定是否符合使用的标准。
现有的木质材料缺陷的检测通常是通过人工逐个检测，检测效率较低，不适用于大批量加工。也有专门针对木质材料缺陷的检测机器，但是检测机器价格昂贵，且操作复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种木质材料缺陷检测的装置及方法，以提高检测的精度，降低成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种木质材料缺陷检测的装置，所述装置包括：传送带、检测箱体、灯源、摄像机、控制器；
所述传送带、所述灯源和所述摄像机均置于所述检测箱体内；所述灯源和所述摄像机均固定于所述传送带的上方；
所述传送带上标示有检测区域，所述检测箱体的顶面也对应标示有检测区域；
所述灯源固定于所述检测箱体的检测区域内，所述灯源的个数为多个，且均匀分布在所述检测区域内；所述灯源用于检测时对所述传送带检测区域提供等亮度的光；
所述摄像机固定于所述检测箱体顶面的检测区域内，所述摄像机的输出端与所述控制器的输入端连接，所述摄像机用于对待测木质材料拍摄图像，并将拍摄的图像传输至所述控制器进行处理；所述待测木质材料包括待测木材和待测人造板材；
所述控制器用于根据所述摄像机传输的图像获得待测木质材料的缺陷参数。
可选的，所述灯源包括多个颜色，所述灯源的第一信号输入端与所述控制器的第一信号输出端连接，所述控制器用于根据待测木质材料的种类确定所述灯源的颜色。
可选的，所述灯源包括多种强度类型，所述灯源的第二信号输入端与所述控制器的第二信号输出端连接，所述控制器用于根据待测木质材料的种类确定所述灯源的强度。
可选的，所述传送带包括第一传送带和第二传送带；所述第一传送带与所述第二传送带置于一排，所述第一传送带的末端与所述第二传送带的首端之间留有空隙；
所述检测箱体的底面也对应标示有检测区域；所述箱体底面的检测区域位于所述第一传送带与所述第二传送带之间的空隙处；所述检测箱体底面的检测区域内也固定有所述摄像机和均匀分布的所述灯源；用于对待测木质材料的顶面的缺陷和底面的缺陷同时检测。
可选的，所述系统还包括：转动装置，所述转动转置固定于所述传送带的末端，用于转动到达所述传送带末端的待测木质材料，使待测木质材料与所述传送带贴合的一面转动至灯源照射的方向进行检测；
所述传送带的控制端与所述控制器的第三输出端连接，所述控制器用于控制所述传送带的正向传送和反向传送。
本发明还提供一种木质材料缺陷检测的方法，所述方法应用于上述木质材料缺陷检测的装置，所述装置包括：传送带、检测箱体、灯源、摄像机、控制器；所述传送带、所述灯源和所述摄像机均置于所述检测箱体内；所述灯源和所述摄像机均固定于所述传送带的上方；所述传送带上标示有检测区域，所述检测箱体的顶面也对应标示有检测区域；所述灯源固定于所述检测箱体的检测区域内，所述灯源的个数为多个，且均匀分布在所述检测区域内；所述灯源用于检测时对所述传送带检测区域提供等亮度的光；所述摄像机固定于所述检测箱体顶面的检测区域内，所述摄像机的输出端与所述控制器的输入端连接，所述摄像机用于对待测木质材料拍摄图像，并将拍摄的图像传输至所述控制器进行处理；
所述方法包括：
获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像；
对所述图像进行二值化处理，获得二值化图像；
根据所述二值化图像提取所述待测木质材料的缺陷的轮廓；
根据所述轮廓获得所述待测木质材料的缺陷参数。
可选的，所述获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像之前，还包括：
获取待测木质材料的种类；
确定所述待测木质材料对应的灯源的颜色；
调整所述灯源的颜色。
可选的，所述获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像之前，还包括：
获取待测木质材料的种类；
确定所述待测木质材料对应的灯源的强度；
调整所述灯源的强度。
可选的，所述获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像，具体包括：
获取位于所述检测箱体顶面的检测区域内的摄像机拍摄的图像；
获取位于所述检测箱体底面的检测区域内的摄像机拍摄的图像；所述箱体底面的检测区域位于第一传送带与第二传送带之间的空隙处；所述检测箱体底面的检测区域内也固定有所述摄像机和均匀分布的所述灯源；所述第一传送带与所述第二传送带置于一排，所述第一传送带的末端与所述第二传送带的首端之间留有空隙。
可选的，所述根据所述轮廓获得所述待测木质材料的缺陷参数之后，还包括：
通过固定于所述传送带的末端的转动装置转动所述待测木质材料，使待测木质材料与所述传送带贴合的一面转动至灯源照射的方向进行检测；
控制所述传送带的传送方向，所述传送带的传送方向包括正向传送和反向传送；
重新获取获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像；
对重新获取的图像进行二值化处理，获得新的二值化图像；
根据所述新的二值化图像提取所述待测木质材料的第二面缺陷的轮廓；
根据所述第二面缺陷的轮廓获得所述待测木质材料的第二面的缺陷参数。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种木质材料缺陷检测的装置及方法，通过传送带自动传输木质材料到检测区域进行检测，减少了人工操作导致的检测误差；通过均匀分布的灯源对待测木质材料提供光源，使得待测木质材料检测区域光强均匀分布，因此，拍摄的照片质量更好，提高了后期处理的效率，提高了检测的精度；而且，本发明采用的灯源是参数可调的，可以根据不同的木质材料种类，调节灯源的参数，以提高木质材料拍摄图像的成像质量及后期处理的精度。采用本发明的传送带及灯源的设置方式，可以实现对待测木质材料的双面检测，提高检测的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明木质材料缺陷检测装置实施例1的结构示意图；
图2为本发明木质材料缺陷检测装置实施例2的结构示意图；
图3为本发明木质材料缺陷检测装置实施例1和实施例2中灯源与摄像机的位置关系示意图；
图4为本发明木质材料缺陷检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明木质材料缺陷检测装置实施例1的结构示意图。如图1所示，所述装置包括：检测箱体1、传送带2、灯源3、摄像机4和控制器(图中未标示)；
所述传送带2、所述灯源3和所述摄像机4均置于所述检测箱体1内；所述灯源3和所述摄像机4均固定于所述传送带2的上方；
所述传送带2上标示有检测区域，所述检测箱体1的顶面也对应标示有检测区域；如图1中所示，灯源3和摄像机4所在的虚线标示区域即为检测箱体1顶面的检测区域。
所述灯源3固定于所述检测箱体1的检测区域内，所述灯源3的个数为多个，且均匀分布在所述检测区域内。例如可以以环形均匀分布在检测区域内。所述灯源3用于检测时对所述传送带2检测区域提供等亮度的光。其中灯源3包括不同的颜色参数或者不同的强度参数。
由于木质材料种类不同，导致不同种类的木质材料本身的颜色或纹理也不同，因此每一种木质材料都有对应灯源的颜色或者强度，使得在该颜色或强度的灯光的照射下，拍摄的图片效果好，得到的缺陷的轮廓参数更准确。因此，根据木质材料种类的不同，需要选取对应的灯源的颜色或强度。木质材料大类上包括木材和人造板材，此处木质材料的种类包括木材的具体种类和人造板材的具体种类。
关于灯源颜色，灯源3包括多个颜色，所述灯源3的第一信号输入端与所述控制器的第一信号输出端连接，所述控制器用于根据待测木质材料的种类确定所述灯源3的颜色。关于灯源强度，灯源3包括多种强度类型，所述灯源3的第二信号输入端与所述控制器的第二信号输出端连接，所述控制器用于根据待测木质材料的种类确定所述灯源的强度。
所述摄像机4固定于所述检测箱体1顶面的检测区域内，与灯源3均位于检测箱体1的顶面，因此，摄像机4不会遮挡灯源3的光线，灯源3也不会遮挡摄像机4的拍摄，此时摄像机4拍摄时不会拍摄到阴影。所述摄像机4的输出端与所述控制器的输入端连接，所述摄像机4用于对待测木质材料拍摄图像，并将拍摄的图像传输至所述控制器进行处理。
所述控制器用于根据所述摄像机4传输的图像获得待测木质材料的缺陷参数。控制器可以为计算机，根据控制器的图像处理功能提取图像中待测木质材料的缺陷的轮廓，进而得到待测木质材料的缺陷参数，包括缺陷的形状、大小等参数。
如图1所示，所述检测装置还包括转动装置5，所述转动转置5固定于所述传送带2的末端，用于转动到达所述传送带2末端的待测木质材料，使待测木质材料与所述传送带2贴合的一面转动至灯源照射的方向进行检测；同时传送带2的控制端与所述控制器的第三输出端连接，所述控制器用于控制所述传送带2转变传送方向，所述传送方向包括正向传送和反向传送。
图2为本发明木质材料缺陷检测装置实施例2的结构示意图，如图2所示，所述装置包括：检测箱体1、传送带2、灯源3、摄像机4和控制器(图中未标示)。
本实施例的装置与图1所示的实施例1的装置相比，置于检测箱体顶面的灯源与摄像机的具体位置两个实施例中相同。不同的是：
本实施例中传送带为两个，定义为第一传送带和第二传送带；所述第一传送带与所述第二传送带置于一排，所述第一传送带的末端与所述第二传送带的首端之间留有空隙；图中两个传送带之间的虚线框即为传送带之间的空隙区域。
所述检测箱体1的底面也对应标示有检测区域；所述箱体1底面的检测区域位于所述第一传送带与所述第二传送带之间的空隙处；图2中箱体底面的虚线框即为检测区域，所述检测箱体1底面的检测区域内也固定有摄像机4和均匀分布的灯源3。待测木质材料通过第一传送带传送至第二传送带时，可以通过箱体顶面的灯源与摄像机实现待测木质材料第一面(顶面)的缺陷检测，通过箱体底面的灯源与摄像机配合实现待测木质材料第二面(底面)的缺陷检测，实现待测木质材料的顶面的缺陷和底面的缺陷同时检测。
图3为本发明木质材料缺陷检测装置实施例1和实施例2中灯源与摄像机的位置关系示意图，如图所示，灯源3以环形均匀分布在检测箱体1的检测区域内，摄像机4位于检测区域的中心位置，灯源3与摄像机4均位于一个平面内，这样能够避免两者之间相互遮挡，避免检测效果出现误差。
图4为本发明木质材料缺陷检测方法的流程示意图。如图4所示，所述方法包括：
步骤100：获取灯源照射下摄像机拍摄的图像。
在此步骤之前，还需要获取待测木质材料的种类；确定所述待测木质材料对应的灯源的颜色；调整所述灯源的颜色。
或者，在此步骤之前，获取待测木质材料的种类；确定所述待测木质材料对应的灯源的强度；调整所述灯源的强度。
步骤200：对所述图像进行二值化处理，获得二值化图像。
步骤300：根据所述二值化图像提取所述待测木质材料的缺陷的轮廓。
步骤400：根据所述轮廓获得所述待测木质材料的缺陷参数。
为了实现待测木质材料的双面检测，可以采用两种检测方式
在步骤100获取灯源照射下摄像机拍摄的图像时，获取位于所述检测箱体顶面的检测区域内的摄像机拍摄的图像；同时获取位于所述检测箱体底面的检测区域内的摄像机拍摄的图像。以此实现对待测木质材料的第一面的缺陷和第二面的缺陷同时检测。
或者，在步骤400获得第一面的缺陷参数之后，通过固定于所述传送带的末端的转动装置转动所述待测木质材料，使待测木质材料与所述传送带贴合的一面转动至灯源照射的方向进行检测；同时控制所述传送带的传送方向，所述传送带的传送方向包括正向传送和反向传送；然后重新获取获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像；对重新获取的图像进行二值化处理，获得新的二值化图像；根据所述新的二值化图像提取所述待测木质材料的第二面缺陷的轮廓；根据所述第二面缺陷的轮廓获得所述待测木质材料的第二面的缺陷参数。
两种方法都可以实现待测木质材料第一面缺陷和第二面缺陷的检测。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种木质材料缺陷检测的装置，其特征在于，所述装置包括：检测箱体、传送带、灯源、摄像机、控制器；
所述传送带、所述灯源和所述摄像机均置于所述检测箱体内；所述灯源和所述摄像机均固定于所述传送带的上方；
所述传送带上标示有检测区域，所述检测箱体的顶面也对应标示有检测区域；
所述灯源固定于所述检测箱体的检测区域内，所述灯源的个数为多个，且均匀分布在所述检测区域内；所述灯源用于检测时对所述传送带的检测区域提供等亮度的光；
所述摄像机固定于所述检测箱体顶面的检测区域内，所述摄像机的输出端与所述控制器的输入端连接，所述摄像机用于对待测木质材料拍摄图像，并将拍摄的图像传输至所述控制器进行处理；所述待测木质材料包括待测木材和待测人造板材；
所述控制器用于根据所述摄像机传输的图像获得待测木质材料的缺陷参数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灯源包括多个颜色，所述灯源的第一信号输入端与所述控制器的第一信号输出端连接，所述控制器用于根据待测木质材料的种类确定所述灯源的颜色。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灯源包括多种强度类型，所述灯源的第二信号输入端与所述控制器的第二信号输出端连接，所述控制器用于根据待测木质材料的种类确定所述灯源的强度。
4.根据权利要求2或3任一项所述的装置，其特征在于，所述传送带包括第一传送带和第二传送带；所述第一传送带与所述第二传送带置于一排，所述第一传送带的末端与所述第二传送带的首端之间留有空隙；
所述检测箱体的底面也对应标示有检测区域；所述箱体底面的检测区域位于所述第一传送带与所述第二传送带之间的空隙处；所述检测箱体底面的检测区域内也固定有所述摄像机和均匀分布的所述灯源；用于对待测木质材料的顶面的缺陷和底面的缺陷同时检测。
5.根据权利要求2或3任一项所述的装置，其特征在于，所述系统还包括：转动装置，所述转动转置固定于所述传送带的末端，用于转动到达所述传送带末端的待测木质材料，使待测木质材料与所述传送带贴合的一面转动至灯源照射的方向进行检测；
所述传送带的控制端与所述控制器的第三输出端连接，所述控制器用于控制所述传送带的正向传送和反向传送。
6.一种木质材料缺陷检测的方法，其特征在于，所述方法应用于木质材料缺陷检测的装置，所述装置包括：传送带、检测箱体、灯源、摄像机、控制器；所述传送带、所述灯源和所述摄像机均置于所述检测箱体内；所述灯源和所述摄像机均固定于所述传送带的上方；所述传送带上标示有检测区域，所述检测箱体的顶面也对应标示有检测区域；所述灯源固定于所述检测箱体的检测区域内，所述灯源的个数为多个，且均匀分布在所述检测区域内；所述灯源用于检测时对所述传送带检测区域提供等亮度的光；所述摄像机固定于所述检测箱体顶面的检测区域内，所述摄像机的输出端与所述控制器的输入端连接，所述摄像机用于对待测木质材料拍摄图像，并将拍摄的图像传输至所述控制器进行处理；所述待测木质材料包括待测木材和待测人造板材；
所述方法包括：
获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像；
对所述图像进行二值化处理，获得二值化图像；
根据所述二值化图像提取所述待测木质材料的缺陷的轮廓；
根据所述轮廓获得所述待测木质材料的缺陷参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像之前，还包括：
获取待测木质材料的种类；
确定所述待测木质材料对应的灯源的颜色；
调整所述灯源的颜色。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像之前，还包括：
获取待测木质材料的种类；
确定所述待测木质材料对应的灯源的强度；
调整所述灯源的强度。
9.根据权利要求7或8任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像，具体包括：
获取位于所述检测箱体顶面的检测区域内的摄像机拍摄的图像；
获取位于所述检测箱体底面的检测区域内的摄像机拍摄的图像；所述箱体底面的检测区域位于第一传送带与第二传送带之间的空隙处；所述检测箱体底面的检测区域内也固定有所述摄像机和均匀分布的所述灯源；所述第一传送带与所述第二传送带置于一排，所述第一传送带的末端与所述第二传送带的首端之间留有空隙。
10.根据权利要求7或8任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述轮廓获得所述待测木质材料的缺陷参数之后，还包括：
通过固定于所述传送带的末端的转动装置转动所述待测木质材料，使待测木质材料与所述传送带贴合的一面转动至灯源照射的方向进行检测；
控制所述传送带的传送方向，所述传送带的传送方向包括正向传送和反向传送；
重新获取获取所述灯源照射下摄像机拍摄的图像；
对重新获取的图像进行二值化处理，获得新的二值化图像；
根据所述新的二值化图像提取所述待测木质材料的第二面缺陷的轮廓；
根据所述第二面缺陷的轮廓获得所述待测木质材料的第二面的缺陷参数。
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