CN108519387A - 原木旋切单板质量分级的智能识别方法 - Google Patents

原木旋切单板质量分级的智能识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出原木旋切单板质量分级的智能识别方法，所述智能识别方法通过在旋切单板输送路径上方设置若干扫描器对旋切单板表面进行分列扫描，并以包含微处理器的控制模块对各扫描器的扫描数据进行识别判断，以确定单板质量所属级别，所述扫描器可识别单板深色树皮及单板表面孔径在阈值以上的孔洞；各扫描器呈直线排列形成动态扫描组阵；控制模块以单板输送方向、扫描器排列方向建立平面坐标系对扫描数据进行处理；本发明能在线动态自动识别快速传送通过的原木旋切单板以进行质量分级。

Description

原木旋切单板质量分级的智能识别方法
技术领域
本发明涉及林业机械领域，尤其是原木旋切单板质量分级的智能识别方法。
背景技术
林业生产中，对原木旋切出的单板（木板）进行质量分级是重要的工序，传统工序中一般是以人工目测进行，效率低下，如何以自动化机械来完成这一工序，是一个研究方向。
发明内容
本发明提出原木旋切单板质量分级的智能识别方法，能快速地自动扫描原木旋切成的木板的表面以进行质量分级。
本发明采用以下技术方案。
原木旋切单板质量分级的智能识别方法，所述智能识别方法通过在旋切单板输送路径上方设置若干扫描器对旋切单板表面进行分列扫描，并以包含微处理器的控制模块对各扫描器的扫描数据进行识别判断，以确定单板质量所属级别，所述扫描器可识别单板深色树皮及单板表面孔径在阈值以上的孔洞；各扫描器呈直线排列形成动态扫描组阵；控制模块以单板输送方向、扫描器排列方向建立平面坐标系对扫描数据进行处理；
所述扫描及识别判断方法依次包括以下步骤；
A1、单板输送装置按与扫描器排列方向垂直的方向，匀速输送单板进入动态扫描组阵的扫描区域，控制模块获取该单板通过扫描区域的速度；
A2、单板输送装置输送单板在扫描区域内匀速运动；动态扫描组阵的各扫描器对经过其下方的单板表面进行扫描，并把扫描数据输送至控制模块；控制模块把扫描器识别的单板树皮位置、单板表面孔洞位置代入坐标系；
A3、控制模块以单板在扫描区域内的速度、单板通过扫描区域的时间计算单板长度，并把单板长度值代入坐标系；
A4、控制模块以动态扫描组阵扫描获知单板有效宽度；
A5、控制模块以单板有效宽度和单板长度计算得出单板有效面积；
A6、控制模块按扫描所得数据对单板进行质量分级评定，质量分级评定所依据的扫描数据包括单板有效面积内的孔洞数量、孔洞分布位置和单板外形尺寸值。
在步骤A6中，控制模块按用户预设的单板规格数据生成单板的质量分级标准；并按质量分级标准对单板进行质量分级评定。
所述质量分级标准包括一级板、二级板和三级板；当单板有效面积的尺寸符合A1(mm)xB1(mm)、孔洞数少于K1个且无附着深色树皮时，单板质量为一级板；当单板有效面积的尺寸符合A2(mm)xB2(mm)且孔洞数少于K2个时，单板质量为二级板；当单板有效面积皆不符合一级板、二级板标准时，单板质量为三级板。
所述扫描器均内置光发射端和光接收端。
当单板通过动态扫描组阵时，各扫描器在木板表面的扫描区域宽度相同且互不重叠。
当单板通过动态扫描组阵时，动态扫描组阵内的相邻扫描器在木板表面的扫描区域在边界处相接或紧邻。
所述扫描器的扫描区域宽度小于原木旋切单板质量分级标准规定的最小缺陷点面积或小于单板边侧深色树皮宽度。
所述缺陷点为单板表面孔洞或单板边缘残留树皮；所述扫描器能扫描识别孔径在10mm以上的单板表面孔洞及深色树皮。
所述扫描器以红外线对单板表面进行扫描，动态扫描组阵处设有遮光罩以遮挡外界光线。
本发明由于在各扫描器内均设置发射端和接收端，且各扫描器呈直线排列形成动态扫描组阵；因此本产品的动态扫描组阵能在单板表面形成均匀的分列扫描区域以覆盖单板表面，实现对单板表面的扫描检测。
本发明中，控制模块以单板输送方向、扫描器排列方向建立平面坐标系对扫描数据进行处理，该设计可以把对单板的扫描结果形成扫描器扫描时的开关量，例如当扫描器扫描的表面无缺陷时，扫描器光发射端发出的红外线能被同个扫描器的光接收端接收，扫描器向控制模块返回正常信号，当扫描至单板边缘的树皮或单板表面的孔洞时，扫描器光发射端发出的红外线被吸收或散射，无法被同个扫描器的光接收端正常接收，使扫描器向控制模块返回异常；从而以开关量信号来简易便捷地形成数字化的点阵，使得控制模块能快速分析数据以评定单板质量，而且该设计能把大图像转为开关量相关的数字化点阵，使其扫描数据占用空间极大地减小，利于数据存贮，也便于抽检时的回溯数据。
由于本发明能把旋切单板的表面扫描结果转为点阵化的数据进行存贮，所以其存贮数据是可索引的矩阵，可使用计算机对存贮的点阵数据进行快速扫描、统计和分析，经营人员可通过大数据管理来对旋切单板各批次的质量水平、缺陷成因进行分析，从而极大地提升了对旋切单板的质量管理水平；例如，当计算机对一大批单板的扫描存贮点阵数据进行分析后，发现这批旋切单板缺陷点在单板的某一区域出现概率很高时，就可以推断是伐木设备或木材加工设备方面可能存在有问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的动态扫描组阵的示意图；
附图2是本发明的动态扫描组阵内的扫描器的电路示意图；
附图3是本发明在扫描原木旋切单板时的示意图；
附图4是原木经旋切后所得单板的表面示意图；
图中：1-扫描器；2-动态扫描组阵；3-单板输送装置；4-光接收端；5-光发射端；6-单板；7-单板表面的缺陷点；8-单板边侧树皮。
具体实施方式
如图1-4所示，原木旋切单板质量分级的智能识别方法，所述智能识别方法通过在旋切单板输送路径上方设置若干扫描器1对旋切单板6表面进行分列扫描，并以包含微处理器的控制模块对各扫描器1的扫描数据进行识别判断，以确定单板6质量所属级别，所述扫描器1可识别单板深色树皮及单板表面孔径在阈值以上的孔洞；各扫描器1呈直线排列形成动态扫描组阵2；控制模块以单板输送方向、扫描器1排列方法建立平面坐标系对扫描数据进行处理；
所述扫描及识别判断方法依次包括以下步骤；
A1、单板输送装置3按与扫描器1排列方向垂直的方向，匀速输送单板进入动态扫描组阵的扫描区域，控制模块获取该单板通过扫描区域的速度；
A2、单板输送装置输送单板在扫描区域内匀速运动；动态扫描组阵的各扫描器对经过其下方的单板表面进行扫描，并把扫描数据输送至控制模块；控制模块把扫描器识别的单板树皮位置、单板表面孔洞位置代入坐标系；
A3、控制模块以单板在扫描区域内的速度、单板通过扫描区域的时间计算单板长度，并把单板长度值代入坐标系；
A4、控制模块以动态扫描组阵扫描获知单板有效宽度；
A5、控制模块以单板有效宽度和单板长度计算得出单板有效面积；
A6、控制模块按扫描所得数据对单板进行质量分级评定，质量分级评定所依据的扫描数据包括单板有效面积内的孔洞数量、孔洞分布位置和单板外形尺寸值。
在步骤A6中，控制模块按用户预设的单板规格数据生成单板的质量分级标准；并按质量分级标准对单板进行质量分级评定。
所述质量分级标准包括一级板、二级板和三级板；当单板有效面积的尺寸符合A1(mm)xB1(mm)、孔洞数少于K1个且无附着深色树皮时，单板质量为一级板；当单板有效面积的尺寸符合A2(mm)xB2(mm)且孔洞数少于K2个时，单板质量为二级板；当单板有效面积皆不符合一级板、二级板标准时，单板质量为三级板。
所述扫描器1均内置光发射端5和光接收端4。
当单板通过动态扫描组阵2时，各扫描器在木板表面的扫描区域宽度相同且互不重叠。
当单板通过动态扫描组阵时，动态扫描组阵内的相邻扫描器在木板表面的扫描区域在边界处相接或紧邻。
所述扫描器的扫描区域宽度小于原木旋切单板质量分级标准规定的最小缺陷点7面积或小于单板边侧深色树皮8宽度。
所述缺陷点7为单板表面孔洞或单板边缘残留树皮；所述扫描器能扫描识别深色树皮8及孔径在10mm以上的单板表面孔洞。
所述扫描器以红外线对单板表面进行扫描，动态扫描组阵处设有遮光罩以遮挡外界光线。
实施例：
动态扫描组阵2内的扫描器水平排列为直线；原木经旋切后，形成的单板被单板输送装置3送入动态扫描组阵2的扫描区域；动态扫描组阵2内的扫描器对单板表面进行扫描，当扫描器扫描的表面无缺陷时，扫描器光发射端5发出的红外线能被同个扫描器的光接收端4接收，扫描器向控制模块返回正常信号，当扫描至单板边缘的树皮或单板表面的孔洞时，扫描器光发射端5发出的红外线被吸收或散射，无法被同个扫描器的光接收端4正常接收，使扫描器向控制模块返回异常；从而就在控制模块处形成了可记录的开关量，控制模块以扫描器排列方向为X轴，各扫描器的扫描宽度为X轴刻度，单板输送方向为Y轴，单板在单位时间内的行进距离（以速度测算）为Y轴刻度，以动态扫描组阵2扫描时生成的开关量建立起旋切单板表面的扫描点阵示意图，并以此对单板质量进行评估。

Claims (9)

1.原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：所述智能识别方法通过在旋切单板输送路径上方设置若干扫描器对旋切单板表面进行分列扫描，并以包含微处理器的控制模块对各扫描器的扫描数据进行识别判断，以确定单板质量所属级别，所述扫描器可识别单板深色树皮及单板表面孔径在阈值以上的孔洞；各扫描器呈直线排列形成动态扫描组阵；控制模块以单板输送方向、扫描器排列方向建立平面坐标系对扫描数据进行处理；
所述扫描及识别判断方法依次包括以下步骤；
A1、单板输送装置按与扫描器排列方向垂直的方向，匀速输送单板进入动态扫描组阵的扫描区域，控制模块获取该单板通过扫描区域的速度；
A2、单板输送装置输送单板在扫描区域内匀速运动；动态扫描组阵的各扫描器对经过其下方的单板表面进行扫描，并把扫描数据输送至控制模块；控制模块把扫描器识别的单板树皮位置、单板表面孔洞位置代入坐标系；
A3、控制模块以单板在扫描区域内的速度、单板通过扫描区域的时间计算单板长度，并把单板长度值代入坐标系；
A4、控制模块以动态扫描组阵扫描获知单板有效宽度；
A5、控制模块以单板有效宽度和单板长度计算得出单板有效面积；
A6、控制模块按扫描所得数据对单板进行质量分级评定，质量分级评定所依据的扫描数据包括单板有效面积内的孔洞数量、孔洞分布位置和单板外形尺寸值。
2.根据权利要求1所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：在步骤A6中，控制模块按用户预设的单板规格数据生成单板的质量分级标准；并按质量分级标准对单板进行质量分级评定。
3.根据权利要求2所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：所述质量分级标准包括一级板、二级板和三级板；当单板有效面积的尺寸符合A1(mm)xB1(mm)、孔洞数少于K1个且无附着深色树皮时，单板质量为一级板；当单板有效面积的尺寸符合A2(mm)xB2(mm)且孔洞数少于K2个时，单板质量为二级板；当单板有效面积皆不符合一级板、二级板标准时，单板质量为三级板。
4.根据权利要求3所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：所述扫描器均内置光发射端和光接收端。
5.根据权利要求4所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：当单板通过动态扫描组阵时，各扫描器在木板表面的扫描区域宽度相同且互不重叠。
6.根据权利要求5所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：当单板通过动态扫描组阵时，动态扫描组阵内的相邻扫描器在木板表面的扫描区域在边界处相接或紧邻。
7.根据权利要求1所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：所述扫描器的扫描区域宽度小于原木旋切单板质量分级标准规定的最小缺陷点面积或小于单板边侧深色树皮宽度。
8.根据权利要求7所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：所述缺陷点为单板表面孔洞或单板边缘残留树皮；所述扫描器能扫描识别孔径在10mm以上的单板表面孔洞及深色树皮。
9.根据权利要求1所述的原木旋切单板质量分级的智能识别方法，其特征在于：所述扫描器以红外线对单板表面进行扫描，动态扫描组阵处设有遮光罩以遮挡外界光线。
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