CN109374638A - 一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法 - Google Patents

一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法，其中基于机器视觉的木地板表面检测装置，包括用于承载木地板的承载平台、位于承载平台上方的横向驱动单元、安装在横向驱动单元上的光源、第一图像采集单元、以及第二图像采集单元、以及图像处理单元；第一图像采集单元、光源、以及第二图像采集单元沿着纵向依次隔开，光源的打光方向和承载平台上的木地板垂直，第一图像采集单元和第二图像采集单元的图像采集方向均偏向于光源的打光方向；第一图像采集单元的图像采集方向、光源的打光方向、以及第二图像采集单元的图像采集方向的汇聚点位于木地板上。

Description

一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于机器视觉的木地板表面检测装置，特别涉及用于木地板表面划痕缺陷检测的一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法。
背景技术
木地板是由木材制成的地板，因为现代审美的原因，木地板的表面保留许多不规则的木质纹。在生产过程中需要检测木地板表面是否存在缺陷。在以前，厂商出产纯色木地板的时候，这项工作由人工完成。在现在，随着审美的改变，厂商近乎只出产带木质纹的木地板，再将这项工作交给人工时就容易导致出厂效率低下。因为不规则的木质纹严重影响了人工检查。
在此基础上，有公开号为CN108181324A的专利申请公开了一种基于机器视觉的木板表面检测方法。但是该检测方法仅针对木地板表面纹路、表面颜色存在的缺陷。当木地板存在表面划痕缺陷时，通过该检测方法就无法识别。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种基于机器视觉的木地板表面检测装置及其检测方法，用于木地板表面划痕缺陷检测，有别于木地板表面纹路缺陷检测。
本发明的一技术方案是，一种基于机器视觉的木地板表面检测装置，包括用于承载木地板的承载平台、位于所述承载平台上方的横向驱动单元、安装在所述横向驱动单元上的光源、第一图像采集单元、以及第二图像采集单元、以及图像处理单元。所述第一图像采集单元、所述光源、以及所述第二图像采集单元沿着纵向依次隔开，所述光源的打光方向和所述承载平台上的所述木地板垂直，所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元的图像采集方向均偏向于所述光源的所述打光方向。所述第一图像采集单元的图像采集方向、所述光源的所述打光方向、以及所述第二图像采集单元的图像采集方向的汇聚点位于所述木地板上。当所述承载平台和所述横向驱动单元在纵向上相对移动时，所述汇聚点沿着所述木地板的长度方向移动。所述图像处理单元具有以下图像处理策略：周期性获取所述第一图像采集单元采集的第一图像和所述第二图像采集单元采集的第二图像，将所述第一图像和所述第二图像进行分割，将包括部分所述木地板在内的第一分割图像和第二分割图像分别从所述第一图像和所述第二图像中分割出来。将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行平滑处理。将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行分割，将显示为高亮的边缘区域分割出来以确定感兴趣区域，将感兴趣区域内显示为高亮的边界区域提取并且进行比对，根据比对结果确定所述木地板上是否有划痕。
作为一种实施方式，所述第一图像采集单元和所述光源的间隔等于所述第二图像采集单元和所述光源的间隔。
作为一种实施方式，所述承载平台为固定式平台。所述木地板表面检测装置还包括第一纵向驱动单元和第二纵向驱动单元。所述第一纵向驱动单元和所述第二纵向驱动单元沿着纵向分别设于所述承载平台的两侧。所述横向驱动单元操作性连接在所述第一纵向驱动单元和所述第二纵向驱动单元上，以和所述承载平台在纵向上相对移动。
作为一种实施方式，还包括第一钢材支撑件和第二钢材支撑件。所述第一钢材支撑件和所述第二钢材支撑件分别支撑在所述第一纵向驱动单元和所述第二纵向驱动单元下方。
作为一种实施方式，所述承载平台为纵向输送带式平台。以和所述横向驱动单元在纵向上相对移动时。
作为一种实施方式，还包括图像采集安装盒。所述图像采集安装盒具有上下通透的开口，所述图像采集安装盒的内部设有安装板，所述光源、所述第一图像采集单元、以及所述第二图像采集单元通过所述安装板安装在所述图像采集安装盒内，所述图像采集安装盒安装在所述横向驱动单元上。
本发明的另一技术方案是，一种检测方法，用于木地板表面检测装置以检测木地板表面，所述木地板表面检测装置包括用于承载木地板的承载平台、位于所述承载平台上方的横向驱动单元、安装在所述横向驱动单元上的光源、第一图像采集单元、以及第二图像采集单元、以及图像处理单元。其中，所述第一图像采集单元的图像采集方向、所述光源的所述打光方向、以及所述第二图像采集单元的图像采集方向的汇聚点位于所述木地板上。所述检测方法包括图像分割步骤：周期性获取所述第一图像采集单元采集的第一图像和所述第二图像采集单元采集的第二图像，将所述第一图像和所述第二图像进行分割，将包括部分所述木地板在内的第一分割图像和第二分割图像分别从所述第一图像和所述第二图像中分割出来。图像平滑步骤：将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行平滑处理。区域特征提取步骤：将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行分割，将显示为高亮的边缘区域分割出来以确定感兴趣区域，将感兴趣区域内显示为高亮的边界区域提取并且进行比对，根据比对结果确定所述木地板上是否有划痕。
本发明相比于现有技术的有益效果是，通过第一图像采集单元和第二图像采集单元从两个相反的采集角度采集同一区域内的图像。依靠图像处理算法可以鉴别木地板的平面缺陷和立体缺陷。即用于木地板表面划痕缺陷检测，有别于木地板表面纹路缺陷检测。
附图说明
图1为本发明一实施方式提供的木地板表面检测装置的立体图；
图2为本发明一实施方式提供的第一图像采集单元、光源、以及第二图像采集单元的侧视图；
图3为本发明一实施方式提供的具有纹路缺陷的木地板的侧剖视图；
图4为本发明一实施方式提供的具有划痕缺陷的木地板的侧剖视图。
图中：1、木地板；2、承载平台；3、横向驱动单元；4、光源；5、第一图像采集单元；6、第二图像采集单元；7、第一纵向驱动单元；8、第二纵向驱动单元；9、第一钢材支撑件；10、第二钢材支撑件；11、图像采集安装盒。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。
如图1所示，示出了基于机器视觉的木地板表面检测装置的立体图。在一种实施方式中，木地板表面检测装置包括用于承载木地板1的承载平台2、位于承载平台2上方的横向驱动单元3、安装在横向驱动单元3上的光源4、第一图像采集单元5、以及第二图像采集单元6、以及图像处理单元（图像处理单元为计算机，图中未示出）。在本实施方式中，第一图像采集单元5、光源4、以及第二图像采集单元6沿着纵向依次隔开。图中a方向和b方向分别示出了纵向和横向。为了方便理解，图2示出了第一图像采集单元5及其图像采集方向、第二图像采集单元6及其图像采集方向、光源4及其打光方向的侧视图。在本实施方式中，光源4的打光方向和承载平台2上的木地板1垂直，第一图像采集单元5和第二图像采集单元6的图像采集方向均偏向于光源4的打光方向。第一图像采集单元5的图像采集方向、光源4的打光方向、以及第二图像采集单元6的图像采集方向的汇聚点位于木地板1上。并且，当承载平台2和横向驱动单元3在纵向上相对移动时，汇聚点沿着木地板1的长度方向移动。
在本实施方式中，通过第一图像采集单元5和第二图像采集单元6从两个相反的采集角度采集第一图像和第二图像，依靠图像处理算法可以鉴别木地板1的平面缺陷和立体缺陷。为了便于图像处理，第一图像采集单元5和光源4的间隔等于第二图像采集单元6和光源4的间隔。
先以木地板1表面纹路缺陷进行说明，木地板1表面纹路缺陷属于平面缺陷。是因为木地板1复合时拉伸不匀而导致的。当然也有局部纹路凸起的现象，如图3所示。图中c位置示出了该局部纹路凸起，而d1和d2分别示出了两个相反的采集角度。需要加以解释的是，从d1方向采集图像时，图像中局部纹路凸起不明显。而从d2方向采集图像时，图像中局部纹路凸起明显。
有别于木地板1表面纹路缺陷，木地板1表面划痕缺陷属于立体缺陷。如图4所示。图中e位置示出了该划痕，而f1和f2分别示出了两个相反的采集角度。需要加以解释的是，从f1方向采集图像时，图像中划痕明显。而从f2方向采集图像时，图像中划痕也明显。
因此，在本实施方式中，图像处理单元具有以下图像处理策略：第一步，周期性获取第一图像采集单元5采集的第一图像和第二图像采集单元6采集的第二图像，将第一图像和第二图像进行分割，将包括部分木地板1在内的第一分割图像和第二分割图像分别从第一图像和第二图像中分割出来。第二步，将第一分割图像和第二分割图像进行平滑处理。第三步，将第一分割图像和第二分割图像进行分割，将显示为高亮的边缘区域分割出来以确定感兴趣区域，将感兴趣区域内显示为高亮的边界区域提取并且进行比对，根据比对结果确定木地板1上是否有划痕。依靠以上图像处理算法，从比对结果中可以确定木地板1上是否有划痕。
本发明对划痕的检测有别于在其他物品上对划痕的检测。因为木地板1自身具有纹路，对划痕的检测造成极大干扰，所以使用传统的机器视觉难以进行检测。
以下提供两种实施方式，以实现承载平台2和横向驱动单元3在纵向上相对移动时，汇聚点沿着木地板1的长度方向移动。
在一种实施方式中，如图1所示。承载平台2为固定式平台。相应的，木地板表面检测装置还包括第一纵向驱动单元7和第二纵向驱动单元8。第一纵向驱动单元7和第二纵向驱动单元8沿着纵向分别设于承载平台2的两侧。横向驱动单元3操作性连接在第一纵向驱动单元7和第二纵向驱动单元8上，以和承载平台2在纵向上相对移动。在第一纵向驱动单元7和第二纵向驱动单元8的驱动下，横向驱动单元3可以沿着纵向移动。此外，木地板表面检测装置还包括第一钢材支撑件9和第二钢材支撑件10。第一钢材支撑件9和第二钢材支撑件10分别支撑在第一纵向驱动单元7和第二纵向驱动单元8下方。
在另一种实施方式中，承载平台2为纵向输送带式平台。以和横向驱动单元3在纵向上相对移动时。承载平台2可以沿着纵向输送。
在一种实施方式中，如图1所示。木地板表面检测装置还包括图像采集安装盒11。图像采集安装盒11具有上下通透的开口，图像采集安装盒11的内部设有安装板，光源4、第一图像采集单元5、以及第二图像采集单元6通过安装板安装在图像采集安装盒11内，图像采集安装盒11安装在横向驱动单元3上。
在以上木地板表面检测装置的基础上，具有检测方法，用于木地板表面检测装置以检测木地板表面，木地板表面检测装置包括用于承载木地板的承载平台、位于承载平台上方的横向驱动单元、安装在横向驱动单元上的光源、第一图像采集单元、以及第二图像采集单元、以及图像处理单元。其中，第一图像采集单元的图像采集方向、光源的打光方向、以及第二图像采集单元的图像采集方向的汇聚点位于木地板上。该检测方法包括图像分割步骤：周期性获取第一图像采集单元采集的第一图像和第二图像采集单元采集的第二图像，将第一图像和第二图像进行分割，将包括部分木地板在内的第一分割图像和第二分割图像分别从第一图像和第二图像中分割出来。图像平滑步骤：将第一分割图像和第二分割图像进行平滑处理。区域特征提取步骤：将第一分割图像和第二分割图像进行分割，将显示为高亮的边缘区域分割出来以确定感兴趣区域，将感兴趣区域内显示为高亮的边界区域提取并且进行比对，根据比对结果确定木地板上是否有划痕。
以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的木地板表面检测装置，其特征在于，包括用于承载木地板(1)的承载平台(2)、位于所述承载平台(2)上方的横向驱动单元(3)、安装在所述横向驱动单元(3)上的光源(4)、第一图像采集单元(5)、以及第二图像采集单元(6)、以及图像处理单元；
所述第一图像采集单元(5)、所述光源(4)、以及所述第二图像采集单元(6)沿着纵向依次隔开，所述光源(4)的打光方向和所述承载平台(2)上的所述木地板(1)垂直，所述第一图像采集单元(5)和所述第二图像采集单元(6)的图像采集方向均偏向于所述光源(4)的所述打光方向；所述第一图像采集单元(5)的图像采集方向、所述光源(4)的所述打光方向、以及所述第二图像采集单元(6)的图像采集方向的汇聚点位于所述木地板(1)上；
当所述承载平台(2)和所述横向驱动单元(3)在纵向上相对移动时，所述汇聚点沿着所述木地板(1)的长度方向移动；
所述图像处理单元具有以下图像处理策略：
周期性获取所述第一图像采集单元(5)采集的第一图像和所述第二图像采集单元(6)采集的第二图像，将所述第一图像和所述第二图像进行分割，将包括部分所述木地板(1)在内的第一分割图像和第二分割图像分别从所述第一图像和所述第二图像中分割出来；
将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行平滑处理；
将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行分割，将显示为高亮的边缘区域分割出来以确定感兴趣区域，将感兴趣区域内显示为高亮的边界区域提取并且进行比对，根据比对结果确定所述木地板(1)上是否有划痕。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的木地板表面检测装置，其特征在于，所述第一图像采集单元(5)和所述光源(4)的间隔等于所述第二图像采集单元(6)和所述光源(4)的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的木地板表面检测装置，其特征在于，所述承载平台(2)为固定式平台；
所述木地板表面检测装置还包括第一纵向驱动单元(7)和第二纵向驱动单元(8)；所述第一纵向驱动单元(7)和所述第二纵向驱动单元(8)沿着纵向分别设于所述承载平台(2)的两侧；所述横向驱动单元(3)操作性连接在所述第一纵向驱动单元(7)和所述第二纵向驱动单元(8)上，以和所述承载平台(2)在纵向上相对移动。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的木地板表面检测装置，其特征在于，还包括第一钢材支撑件(9)和第二钢材支撑件(10)；
所述第一钢材支撑件(9)和所述第二钢材支撑件(10)分别支撑在所述第一纵向驱动单元(7)和所述第二纵向驱动单元(8)下方。
5.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的木地板表面检测装置，其特征在于，所述承载平台(2)为纵向输送带式平台；以和所述横向驱动单元(3)在纵向上相对移动时。
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的木地板表面检测装置，其特征在于，还包括图像采集安装盒(11)；
所述图像采集安装盒(11)具有上下通透的开口，所述图像采集安装盒(11)的内部设有安装板，所述光源(4)、所述第一图像采集单元(5)、以及所述第二图像采集单元(6)通过所述安装板安装在所述图像采集安装盒(11)内，所述图像采集安装盒(11)安装在所述横向驱动单元(3)上。
7.一种检测方法，用于木地板表面检测装置以检测木地板表面，所述木地板表面检测装置包括用于承载木地板的承载平台、位于所述承载平台上方的横向驱动单元、安装在所述横向驱动单元上的光源、第一图像采集单元、以及第二图像采集单元、以及图像处理单元；其中，所述第一图像采集单元的图像采集方向、所述光源的所述打光方向、以及所述第二图像采集单元的图像采集方向的汇聚点位于所述木地板上；其特征在于，所述检测方法包括
图像分割步骤：周期性获取所述第一图像采集单元采集的第一图像和所述第二图像采集单元采集的第二图像，将所述第一图像和所述第二图像进行分割，将包括部分所述木地板在内的第一分割图像和第二分割图像分别从所述第一图像和所述第二图像中分割出来；
图像平滑步骤：将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行平滑处理；
区域特征提取步骤：将所述第一分割图像和所述第二分割图像进行分割，将显示为高亮的边缘区域分割出来以确定感兴趣区域，将感兴趣区域内显示为高亮的边界区域提取并且进行比对，根据比对结果确定所述木地板上是否有划痕。
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