CN108554844A - 一种基于图像识别的木薄板分类方法及装置 - Google Patents

一种基于图像识别的木薄板分类方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于图像识别的木薄板分类方法及装置，包括：获取所述木薄板上表面图像；从所述图像中提取缺陷的图像，并计算所述缺陷的数量和面积；设定数量阈值和面积阈值，并根据所述缺陷的数量和面积判断所述木薄板是否合格；根据所述判断结果将所述木薄板分类。并且本发明将人类劳动力从复杂的工作中解放出来，使得使用者可以在同样的时间做更多的事，得到更多的信息，补足了传统薄板分类过程中浪费人力，效率低下的不足。

Description

一种基于图像识别的木薄板分类方法及装置
技术领域
本发明属于木材薄板加工技术领域，具体涉及一种基于图像识别的木薄板分类方法及装置。
背景技术
近年来，第二次工业革命引起的重工业以及轻工业的飞速发展，带动了社会经济以及社会人口的急剧增加，与此同时，薄板的使用也随着工业的发展成几何状增长，但是如何将不同品质的薄板通过自动化的方式分离开来，仍然是一个还无法解决的难题，人工分类的方法存在着耗时耗力，精准度低等诸多缺点，寻找一种省时省力的分类装置及系统成为了急需解决的问题。图像识别技术作为人工智能的一个重要领域，是一种对图像进行对象识别，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。由于我国在图像识别领域的研究起步慢，水平低，导致在薄板分类这一重要领域的研究一直处于空白阶段，因此，一套高识别率，高自动化程度，低成本的薄板分类系统具有重要的现实意义。目前，国内各大薄板加工厂对薄板的分类主要以肉眼观察，手工分类的方式为主，无法对薄板产品中的材质缺陷进行精准的判断，更无法达到高度自动化成产的速度要求，准确性及可靠性远远低于市场要求。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于图像识别的木薄板分类方法及装置，以解决上述技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种基于图像识别的木薄板分类方法，包括：获取所述木薄板上表面图像；从所述图像中提取缺陷的图像，并计算所述缺陷的数量和面积；设定数量阈值和面积阈值，并根据所述缺陷的数量和面积判断所述木薄板是否合格；根据所述判断结果将所述木薄板分类。
结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，获取木薄板上表面图像包括：获取木薄板长度；根据所述木薄板长度和相机视野调整相机与所述木薄板上表面的距离；根据所述木薄板长度和木薄板长度采集点到相机的水平距离控制相机进行拍照。
结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，获取木薄板长度包括：获取所述木薄板经过固定点的运行时间；根据输送线运行速度和所述木薄板运行时间计算木薄板长度。
结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，根据所述木薄板长度和木薄板长度采集点到相机的水平距离控制相机进行拍照包括：通过用木薄板长度采集点到相机的水平距离与木薄板一半长度的差比上输送线运行速度得到间隔时间；从木薄板末端经过木薄板长度采集点开始计时，时长达到间隔时间时立即启动相机拍照。
结合第一方面，在第一方面的第四种实施方式中，设定数量阈值和面积阈值并根据所述缺陷的数量和面积判断所述木薄板是否合格包括：判断所述木薄板的缺陷是否满足数量不超过数量阈值且面积不超过面积阈值：是，则木薄板合格；否，则木薄板不合格。
结合第一方面，在第一方面的第五种实施方式中，根据所述判断结果将所述木薄板分类包括：将不合格的木薄板移出输送线。
第二方面，本申请实施例提供一种基于图像识别的木薄板分类装置，用于木薄板输送线上，装置包括：相机，活动安装在所述输送线的中轴线的正上方且竖直方向上高度可调；处理器，所述处理器与所述相机电连接；机械臂，所述机械臂与所述处理器的输出端电连接。
结合第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，输送线为滚筒式输送线，所述装置还包括：光电传感器，安装在正对滚筒式输送线的中轴线和滚筒孔隙处，与所述处理器的输入端电连接；相机固定器，所述相机固定器包括支撑架、固定件和多节电动伸缩杆；所述多节电动伸缩杆一端连接支撑架，另一端连接固定件，并与所述处理器的输出端电连接；所述固定件固定相机。
结合第二方面的第一种实施方式，在第二方面的第二种实施方式中，支撑架包括：底座、支撑杆和支撑臂，所述支撑杆一端与所述底座固定连接，另一端与所述支撑臂的一端固定连接；所述支撑臂的另一端与多节电动伸缩杆的一端连接，使多节电动伸缩杆保持竖直且在所述输送线的中轴线的正上方。
结合第二方面的第一种实施方式，在第二方面的第三种实施方式中，固定件为开口向下的固定夹。
本发明的有益效果在于，
将薄板分类的关键判别点进行实时的监测，可以使使用者更加轻易地获得不同薄板表面坏洞、黑斑等瑕疵的数量、面积信息，对后续薄板的分类加工具有重要的指导意义，同时可作为其他商业用途的参考指标。并且本发明将人类劳动力从复杂的工作中解放出来，使得使用者可以在同样的时间做更多的事，得到更多的信息，补足了传统薄板分类过程中浪费人力，效率低下的不足。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的基于图像识别的木薄板分类方法的示例性流程图；
图2为本申请实施例提供的基于图像识别的木薄板分类方法的示例性流程图；
图3为本申请实施例提供的基于图像识别的木薄板分类装置的示意图；
图4为本申请实施例提供的基于图像识别的木薄板分类装置的示意图；
图5为本申请实施例提供的基于图像识别的木薄板分类装置的示意图；
图6为本申请实施例提供的基于图像识别的木薄板分类装置的示意图；
其中，1、输送线；2、相机；3、扩散反射型光电传感器；4、底座；5、支撑杆；6、支撑臂；7、多节电动伸缩杆；8、固定件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请结参考图1和图2，本实施例提供的基于图像识别的木薄板分类方法如下：
S1、相机的放置。相机的放置应置于薄板入口的中上方处，因为相机需采集薄板整个表面图像数据，所以相机的取景范围应当完全覆盖整个薄板表面，通过对瑕疵数量，面积，形状等图像的数据处理达到对薄板进行完整的数据采集。此外，由于薄木板的尺寸存在差异，而相机的视野是不变的，所以，相机相对于输送线1的高度必须是能够调节的。
S2、木薄板输送线1采用滚筒式输送线1，获取所述木薄板经过输送线1上固定不动的长度采集点的运行时间t；根据输送线1运行速度v和所述木薄板运行时间t计算木薄板长度l；根据所述木薄板长度l和相机视野调整相机与所述木薄板上表面的距离h，该方法无需人工根据调节相机高度，不仅节约了成本且自动调节的高度更准确，效率更高。
另外，根据所述木薄板长度l和木薄板长度采集点到相机的水平距离L控制相机进行拍照,进一步实现自动化精确拍摄，即计算间隔时间Δt，从木薄板末端经过木薄板长度采集点开始计时，时长达到间隔时间时立即启动相机拍照。
S3、采集薄板表面直径大于2厘米的瑕疵的信息，并通过对坏洞，黑斑等不同的缺陷的数量和面积进行统计，得到木薄板缺陷的数量和面积；分别设定数量阈值和面积阈值并根据统计出的缺陷的数量和面积判断所述木薄板是否合格，判断木薄板的缺陷是否满足数量不超过数量阈值且面积不超过面积阈值：是，则木薄板合格；否，则木薄板不合格。
S4、由上位机分析后的数据通过控制信号控制机械臂对薄板进行机械分类，即将不合格的木薄板移出输送线1，合格的木薄板进入下一个工序。
请参考图3、图4和图5，本实施例提供一种基于图像识别的木薄板分类装置，该装置用于木薄板输送线1，主要包括：相机2，活动安装在所述输送线1的中轴线的正上方且竖直方向上高度可调；处理器，所述处理器与所述相机电连接；机械臂，所述机械臂与所述处理器的输出端电连接。其中，相机2的高度是可调节的，且最大高度必须满足能够使相机2拍摄到尺寸最大的木薄板的完整图片。
相机2采集木薄板的图像，并将图像传输至处理器；处理器从图像中提取坏洞，黑斑等不同的缺陷，并统计缺陷数量和面积，根据预先设定的数量阈值和面积阈值判断木薄板是否合格，并根据判断结果控制机械臂将不合格的木薄板移出输送线1。
选用滚筒式输送线1，在正对滚筒式输送线1的中轴线和滚筒孔隙处安装扩散反射型光电传感器3，并将该扩散反射型光电传感器3电连接至处理器的输入端。为了能够实现自动根据木薄板的尺寸调节相机2高度，为装置配置一个相机固定器，其中，相机固定器包括支撑架、固定件8和多节电动伸缩杆7；多节电动伸缩杆7一端连接支撑架，另一端连接固定件8，并与处理器的输出端电连接，以接收处理器发出的高度调节命令；固定件8用于固定相机，为开口向下的固定夹。其中的支撑架包括：底座4、支撑杆5和支撑臂6，其中支撑杆5一端与底座4固定连接，另一端与支撑臂6的一端垂直固定连接，使支撑臂保持水平；支撑臂6的另一端保证在输送线1的中轴线的正上方并与多节电动伸缩杆7的一端垂直固定连接，使多节电动伸缩杆7保持竖直；底座4固定在地面上。
该装置在使用时，薄木板先经过扩散反射型光电传感器3，扩散反射型光电传感器3发出的光被薄木板遮挡反射后向处理器发送电信号。处理器记录下电信号的持续时间t和一段电信号的终止时刻t1。人工在处理器中输入匀速行驶的输送线1的运动速度v和扩散反射型光电传感器3到相机2的水平距离L，即木薄板从扩散反射型光电传感器3到相机2的路程。处理器根据已知的运动速度v、水平距离L和获取的持续时间t计算出薄木板的长度l和启动相机2的时刻t2到终止时刻t1的间隔时间Δt，由此，处理器根据计算出的木薄板长度l和已知的相机2视野控制多节电动伸缩杆7进行伸缩从而达到自动调节相机2高度的目的；另外，处理器根据计算出的间隔时间Δt和已知的终止时刻t1计算出启动相机的时刻t2，在t2时刻控制相机2启动进行拍摄，从而达到智能采集图片的目的。相机2将拍摄的图片传输至处理器，处理器根据图片判断木薄板是否合格，并控制机械臂将不合格的木薄板移出输送线1。
请参考图6，此实施例提供的基于图像识别的木薄板分类装置与上述实施例的区别在于，相机固定器的支撑架，其中支撑杆5一端与底座4固定连接，另一端与支撑臂6的一端活动连接；支撑臂6的另一端与多节电动伸缩杆7的一端活动连接，即支撑杆5与支撑臂6之间的角度和支撑臂6与多节电动伸缩杆7之间的角度均可以调节，底座4放置在地面上。但在调节该相机固定器时必须要保证使多节电动伸缩杆7保持竖直且在输送线1的中轴线的正上方。
本实施例其他部分与上述实施例相同。对相机固定器的改进使相机2的位置更加灵活，增大了相机2高度的可调节范围。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的木薄板分类方法，用于木薄板输送线，其特征在于，所述方法包括：
获取所述木薄板上表面图像；
从所述图像中提取缺陷的图像，并计算所述缺陷的数量和面积；
设定数量阈值和面积阈值，并根据所述缺陷的数量和面积判断所述木薄板是否合格；
根据所述判断结果将所述木薄板分类。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取木薄板上表面图像包括：
获取木薄板长度；
根据所述木薄板长度和相机视野调整相机与所述木薄板上表面的距离；
根据所述木薄板长度和木薄板长度采集点到相机的水平距离控制相机进行拍照。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取木薄板长度包括：获取所述木薄板经过所述输送线上固定点的运行时间；
根据输送线运行速度和所述木薄板运行时间计算木薄板长度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述木薄板长度和木薄板长度采集点到相机的水平距离控制相机进行拍照包括：
通过用木薄板长度采集点到相机的水平距离与木薄板一半长度的差比上输送线运行速度得到间隔时间；
从木薄板末端经过木薄板长度采集点开始计时，时长达到间隔时间时立即启动相机拍照。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定数量阈值和面积阈值并根据所述缺陷的数量和面积判断所述木薄板是否合格包括：
判断所述木薄板的缺陷是否满足数量不超过数量阈值且面积不超过面积阈值：
是，则木薄板合格；
否，则木薄板不合格。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述判断结果将所述木薄板分类包括：
将不合格的木薄板移出输送线。
7.一种基于图像识别的木薄板分类装置，用于木薄板输送线，其特征在于，所述装置包括：
相机，活动安装在所述滚筒式输送线的中轴线的正上方且竖直方向上高度可调；
处理器，所述处理器与所述相机电连接；
机械臂，所述机械臂与所述处理器的输出端电连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述输送线为滚筒式输送线，所述装置还包括：
光电传感器，安装在正对所述滚筒式输送线的中轴线和滚筒孔隙处，与所述处理器的输入端电连接；
相机固定器，所述相机固定器包括支撑架、固定件和多节电动伸缩杆；所述多节电动伸缩杆一端连接支撑架，另一端连接固定件，并与所述处理器的输出端电连接；所述固定件固定相机。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述支撑架包括：底座、支撑杆和支撑臂，所述支撑杆一端与所述底座固定连接，另一端与所述支撑臂的一端固定连接；所述支撑臂的另一端与多节电动伸缩杆的一端固定连接，使所述多节电动伸缩杆保持竖直且在所述输送线的中轴线的正上方。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述固定件为开口向下的固定夹。
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