本發(fā)明涉及農(nóng)林行業(yè)中木材加工
技術(shù)領(lǐng)域:
,特別是涉及一種基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法。
背景技術(shù):
:板材有多個(gè)外觀特征,特別是表面材質(zhì)缺陷、加工缺陷、色差和紋理,是決定外觀質(zhì)量的主要因素。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t5849-2006(細(xì)木工板)gb/t9846-2004(第4部分:普通膠合板外觀分等技術(shù)條件)、gb/t13010-2006(刨切單板)、gb/t17656-2008(混凝土模板用膠合板)、gb/t19536-2004(集裝箱底板用膠合板)、gb/t20241-2006(單板層積材)等,以及林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ly/t1654-2006(重組裝飾單板)、ly/t1655-2006(重組裝飾材)、ly/t1599-2011(旋切單板)、ly/t1738-2008(實(shí)木復(fù)合地板用膠合板)等中,都有關(guān)于板材外觀質(zhì)量的要求和限定,涉及到的主要影響因素有活節(jié)、死節(jié)、裂縫、孔洞、蟲(chóng)眼、變色、色差等。這些缺陷中節(jié)疤、裂縫是最為常見(jiàn)和對(duì)板材外觀質(zhì)量影響最大的因素。外觀質(zhì)量(appearancequality)是評(píng)價(jià)板材加工質(zhì)量、使用價(jià)值和商品價(jià)值的重要指標(biāo),是影響單板利用和材質(zhì)特性的重要因素。對(duì)于外觀質(zhì)量的評(píng)價(jià),目前主要是通過(guò)視覺(jué)觀察由業(yè)內(nèi)專家做出評(píng)價(jià)或分級(jí)。然而,該方法缺乏客觀性,而且是未量化的,因?yàn)樗诤艽蟪潭壬先Q于特定專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí);同時(shí)如果考慮因素過(guò)多的話,就很難做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià),特別是某些因素重復(fù)性和單一性的特點(diǎn),在生產(chǎn)過(guò)程中很難達(dá)到在線生產(chǎn)要求;而且,隨著勞力工資的不斷增長(zhǎng),人工成本不斷攀升,這已成為相關(guān)企業(yè)不可忽視的一項(xiàng)支出。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是提供一種鋸材表面檢測(cè)效率高、檢測(cè)效果好的基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法,以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,從而在檢測(cè)鋸材表面粗糙度的基礎(chǔ)上對(duì)其他鋸材表面缺陷進(jìn)行檢測(cè),使得鋸材表面檢測(cè)效率以及檢測(cè)效果得以提高。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下方案:一種基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法,包括以下步驟:獲取鋸材3d結(jié)構(gòu)信息,進(jìn)行信息處理后,測(cè)量鋸材特征參數(shù),所述特征參數(shù)包括鋸材的長(zhǎng)度a,鋸材的寬度b,鋸材待測(cè)表面的中線高度g、鋸材待測(cè)表面的輪廓上各點(diǎn)的高度t;在所述鋸材待測(cè)表面的測(cè)量長(zhǎng)度l范圍內(nèi),計(jì)算鋸材待測(cè)表面輪廓上各點(diǎn)至中線距離絕對(duì)值的算術(shù)平均偏差,即輪廓算術(shù)平均偏差值ra:其中:l的取值范圍為l1,l2…ln;分析比較各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…,ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…,ran,若測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…或ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran小于預(yù)設(shè)粗糙度閾值,則不獲取該測(cè)量長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋸材圖像;若某測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran大于預(yù)設(shè)粗糙度閾值,則獲取該測(cè)量長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋸材圖像,進(jìn)行圖像處理后,測(cè)量所述鋸材圖像的特征參數(shù),包括所述鋸材圖像中節(jié)疤的長(zhǎng)軸尺寸d,節(jié)疤的面積a,節(jié)疤個(gè)數(shù)m;根據(jù)所述鋸材圖像中節(jié)疤的長(zhǎng)軸尺寸d和鋸材的寬度b計(jì)算確定表面節(jié)疤外觀質(zhì)量影響系數(shù)h,節(jié)疤影響系數(shù)h的計(jì)算公式:其中,h的取值范圍為1≤h1≤h2≤h3≤h4≤900;1≤h1≤150;150≤h2≤350;350≤h3≤650;650≤h4≤900;根據(jù)表面節(jié)疤外觀質(zhì)量影響系數(shù)h、鋸材面積、節(jié)疤面積計(jì)算確定鋸材節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk,節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk的計(jì)算公式:其中,an為第n個(gè)節(jié)疤的面積,m為所述鋸材圖像內(nèi)的節(jié)疤個(gè)數(shù),s為所述鋸材圖像面積;根據(jù)鋸材的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︿彶耐庥^質(zhì)量的要求,將qk分為四個(gè)等級(jí),qk在0.98~1.0范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為一級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;qk在0.90~0.97范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為二級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;qk在0.70~0.89范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為三級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;qk在0.00~0.69范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為四級(jí)質(zhì)量鋸材圖像。優(yōu)選的,所述特征參數(shù)還包括鋸材圖像裂縫的長(zhǎng)度e,裂縫沿長(zhǎng)度方向距鋸材邊緣的最小距離e,裂縫個(gè)數(shù)n;根據(jù)鋸材圖像中裂縫沿長(zhǎng)度方向距鋸材邊緣的最小距離e計(jì)算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量影響系數(shù)k,裂縫位置影響系數(shù)k的計(jì)算公式:其中,k的取值范圍為1.8≤k1≤2.0;1.5≤k2≤1.8;1.3≤k3≤1.5;1.0≤k4≤1.3;根據(jù)鋸材圖像中裂縫長(zhǎng)度e計(jì)算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量影響系數(shù)p,裂縫長(zhǎng)度影響系數(shù)p的計(jì)算公式:其中,p的取值范圍為1.0≤p1≤1.2;1.2≤p2≤1.6;1.6≤p3≤2.0;根據(jù)裂縫位置影響系數(shù)、裂縫長(zhǎng)度影響系數(shù)計(jì)算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc,裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc的計(jì)算公式:其中,kn為第n個(gè)裂縫位置影響系數(shù),pn為第n個(gè)裂縫長(zhǎng)度影響系數(shù);根據(jù)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk和裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc構(gòu)建鋸材外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q,外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q的計(jì)算公式為:q=0.3qk+0.7qc其中,q分為四個(gè)等級(jí),q在0.98~1.0范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為一級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;q在0.90~0.97范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為二級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;q在0.70~0.89范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為三級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;q在0.00~0.69范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為四級(jí)質(zhì)量鋸材圖像。優(yōu)選的,根據(jù)各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…ran,計(jì)算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra,粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra的計(jì)算公式:其中,qra分為四個(gè)等級(jí),qra在0.00~1.99范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為一級(jí)質(zhì)量鋸材;qra在2.0~3.99范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為二級(jí)質(zhì)量鋸材;qra在4.0~5.99范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為三級(jí)質(zhì)量鋸材;qra在6.0~12.5范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為四級(jí)質(zhì)量鋸材。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下有益效果:1、本發(fā)明提供的一種基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法中首先對(duì)鋸材待測(cè)表面進(jìn)行輪廓算術(shù)平均偏差值ra的計(jì)算,當(dāng)測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…或ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran大于預(yù)設(shè)粗糙度閾值時(shí),則獲取該測(cè)量長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋸材圖像,即通過(guò)采用檢測(cè)鋸材待測(cè)表面粗糙度的方式,快速、準(zhǔn)確的確定出鋸材待測(cè)表面中需要檢測(cè)的區(qū)域,并對(duì)該區(qū)域進(jìn)行節(jié)疤、裂縫進(jìn)行分析,進(jìn)而得到該區(qū)域的節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk、裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc以及外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q,避免了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋸材待測(cè)表面的圖像進(jìn)行整體分析導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理量大、數(shù)據(jù)處理效率低的問(wèn)題,提高了鋸材待測(cè)表面的檢測(cè)效率。2、本發(fā)明提供的一種基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法中為了進(jìn)一步提高鋸材待測(cè)表面的檢測(cè)效率,還根據(jù)各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…ran,計(jì)算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra,并通過(guò)粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra與預(yù)設(shè)閾值范圍的比較,快速的粗選出待測(cè)鋸材的質(zhì)量分級(jí),隨后再將各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…ran與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行具體比較,進(jìn)而通過(guò)節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk、裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc以及外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q精選出待測(cè)鋸材的質(zhì)量分級(jí),即通過(guò)先粗選再精選的方式,使得鋸材待測(cè)表面的檢測(cè)效率得以提高。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明中板材圖像;圖2為本發(fā)明中圖像處理后的板材圖像;其中,圖1中ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ為獲取的四塊板材圖像;圖2中ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ為圖1四塊板材圖像相對(duì)應(yīng)的進(jìn)行了圖像處理后的板材圖像。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的目的是提供一種鋸材表面檢測(cè)效率高、檢測(cè)效果好的基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法,以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,從而在檢測(cè)鋸材表面粗糙度的基礎(chǔ)上對(duì)其他鋸材表面缺陷進(jìn)行檢測(cè),使得鋸材表面檢測(cè)效率以及檢測(cè)效果得以提高。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1-2所示,本發(fā)明提供的一種基于結(jié)構(gòu)激光掃描技術(shù)的鋸材表面缺陷的研究方法,包括以下步驟:獲取鋸材3d結(jié)構(gòu)信息,進(jìn)行信息處理后,測(cè)量鋸材特征參數(shù),所述特征參數(shù)包括鋸材的長(zhǎng)度a,鋸材的寬度b,鋸材待測(cè)表面的中線高度g、鋸材待測(cè)表面的輪廓上各點(diǎn)的高度t;在所述鋸材待測(cè)表面的測(cè)量長(zhǎng)度l范圍內(nèi),計(jì)算鋸材待測(cè)表面輪廓上各點(diǎn)至中線距離絕對(duì)值的算術(shù)平均偏差,即輪廓算術(shù)平均偏差值ra:其中:l的取值范圍為l1,l2…ln;分析比較各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…,ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…,ran,若測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…或ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran小于預(yù)設(shè)粗糙度閾值,則不獲取該測(cè)量長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋸材圖像;若某測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran大于預(yù)設(shè)粗糙度閾值,則獲取該測(cè)量長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋸材圖像,進(jìn)行圖像處理后,測(cè)量所述鋸材圖像的特征參數(shù),包括所述鋸材圖像中節(jié)疤的長(zhǎng)軸尺寸d,節(jié)疤的面積a,節(jié)疤個(gè)數(shù)m;根據(jù)所述鋸材圖像中節(jié)疤的長(zhǎng)軸尺寸d和鋸材的寬度b計(jì)算確定表面節(jié)疤外觀質(zhì)量影響系數(shù)h,節(jié)疤影響系數(shù)h的計(jì)算公式:其中,h的取值范圍為1≤h1≤h2≤h3≤h4≤900;1≤h1≤150;150≤h2≤350;350≤h3≤650;650≤h4≤900;根據(jù)表面節(jié)疤外觀質(zhì)量影響系數(shù)h、鋸材面積、節(jié)疤面積計(jì)算確定鋸材節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk,節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk的計(jì)算公式:其中,an為第n個(gè)節(jié)疤的面積,m為所述鋸材圖像內(nèi)的節(jié)疤個(gè)數(shù),s為所述鋸材圖像面積;根據(jù)鋸材的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︿彶耐庥^質(zhì)量的要求,將qk分為四個(gè)等級(jí),qk在0.98~1.0范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為一級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;qk在0.90~0.97范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為二級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;qk在0.70~0.89范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為三級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;qk在0.00~0.69范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為四級(jí)質(zhì)量鋸材圖像。其中,通過(guò)采用檢測(cè)鋸材待測(cè)表面粗糙度的方式,快速、準(zhǔn)確的確定出鋸材待測(cè)表面中需要檢測(cè)的區(qū)域,并對(duì)該區(qū)域進(jìn)行節(jié)疤、裂縫進(jìn)行分析,進(jìn)而得到該區(qū)域的節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk,避免了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋸材待測(cè)表面的圖像進(jìn)行整體分析導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理量大、數(shù)據(jù)處理效率低的問(wèn)題,提高了鋸材待測(cè)表面的檢測(cè)效率。為了更加準(zhǔn)確、詳細(xì)的對(duì)鋸材圖像進(jìn)行分析,本發(fā)明中特征參數(shù)還包括鋸材圖像裂縫的長(zhǎng)度e,裂縫沿長(zhǎng)度方向距鋸材邊緣的最小距離e,裂縫個(gè)數(shù)n;根據(jù)鋸材圖像中裂縫沿長(zhǎng)度方向距鋸材邊緣的最小距離e計(jì)算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量影響系數(shù)k,裂縫位置影響系數(shù)k的計(jì)算公式:其中,k的取值范圍為1.8≤k1≤2.0;1.5≤k2≤1.8;1.3≤k3≤1.5;1.0≤k4≤1.3;根據(jù)鋸材圖像中裂縫長(zhǎng)度e計(jì)算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量影響系數(shù)p,裂縫長(zhǎng)度影響系數(shù)p的計(jì)算公式:其中,p的取值范圍為1.0≤p1≤1.2;1.2≤p2≤1.6;1.6≤p3≤2.0;根據(jù)裂縫位置影響系數(shù)、裂縫長(zhǎng)度影響系數(shù)計(jì)算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc,裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc的計(jì)算公式:其中,kn為第n個(gè)裂縫位置影響系數(shù),pn為第n個(gè)裂縫長(zhǎng)度影響系數(shù);根據(jù)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk和裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc構(gòu)建鋸材外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q,外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q(如表1所示)的計(jì)算公式為:q=0.3qk+0.7qc其中,q分為四個(gè)等級(jí),q在0.98~1.0范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為一級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;q在0.90~0.97范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為二級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;q在0.70~0.89范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為三級(jí)質(zhì)量鋸材圖像;q在0.00~0.69范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為四級(jí)質(zhì)量鋸材圖像。圖像qkqcqa0.83561.00000.9568b0.98611.00000.9958c1.00000.65730.7611d0.91760.15130.3812表1其中,a、b、c、d分別為四副不同鋸材圖像。為了進(jìn)一步提高待測(cè)鋸材表面的檢測(cè)效率,本發(fā)明中根據(jù)各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…ran,計(jì)算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra,粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra的計(jì)算公式:其中,qra分為四個(gè)等級(jí),qra在0.00~1.99范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為一級(jí)質(zhì)量鋸材;qra在2.0~3.99范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為二級(jí)質(zhì)量鋸材;qra在4.0~5.99范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為三級(jí)質(zhì)量鋸材;qra在6.0~12.5范圍內(nèi)時(shí),對(duì)應(yīng)鋸材定義為四級(jí)質(zhì)量鋸材。即先計(jì)算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra,并通過(guò)粗糙度外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qra與預(yù)設(shè)閾值范圍的比較,快速的粗選出待測(cè)鋸材的質(zhì)量分級(jí),隨后再將各測(cè)量長(zhǎng)度l1,l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1,ra2…ran與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行具體比較,進(jìn)而通過(guò)節(jié)疤外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qk、裂縫外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)量值qc以及外觀質(zhì)量綜合量化評(píng)價(jià)量值q精選出待測(cè)鋸材的質(zhì)量分級(jí),即通過(guò)先粗選再精選的方式,使得鋸材待測(cè)表面的檢測(cè)效率得以提高。本發(fā)明中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述,本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁(yè)12