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。國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t5849-2006(細木工板)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、蟲眼、變色、色差等。這些缺陷中節(jié)疤、裂縫是最為常見和對板材外觀質(zhì)量影響最大的因素。外觀質(zhì)量(appearancequality)是評價板材加工質(zhì)量、使用價值和商品價值的重要指標(biāo)，是影響單板利用和材質(zhì)特性的重要因素。對于外觀質(zhì)量的評價，目前主要是通過視覺觀察由業(yè)內(nèi)專家做出評價或分級。然而，該方法缺乏客觀性，而且是未量化的，因為它在很大程度上取決于特定專家的經(jīng)驗知識；同時如果考慮因素過多的話，就很難做出準(zhǔn)確評價，特別是某些因素重復(fù)性和單一性的特點，在生產(chǎn)過程中很難達到在線生產(chǎn)要求；而且，隨著勞力工資的不斷增長，人工成本不斷攀升，這已成為相關(guān)企業(yè)不可忽視的一項支出。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種鋸材表面檢測效率高、檢測效果好的基于結(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)存在的問題，從而在檢測鋸材表面粗糙度的基礎(chǔ)上對其他鋸材表面缺陷進行檢測，使得鋸材表面檢測效率以及檢測效果得以提高。為實現(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，進行信息處理后，測量鋸材特征參數(shù)，所述特征參數(shù)包括鋸材的長度a，鋸材的寬度b，鋸材待測表面的中線高度g、鋸材待測表面的輪廓上各點的高度t；在所述鋸材待測表面的測量長度l范圍內(nèi)，計算鋸材待測表面輪廓上各點至中線距離絕對值的算術(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；分析比較各測量長度l1，l2…，ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…，ran，若測量長度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，則不獲取該測量長度范圍內(nèi)的鋸材圖像；若某測量長度內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran大于預(yù)設(shè)粗糙度閾值，則獲取該測量長度范圍內(nèi)的鋸材圖像，進行圖像處理后，測量所述鋸材圖像的特征參數(shù)，包括所述鋸材圖像中節(jié)疤的長軸尺寸d，節(jié)疤的面積a，節(jié)疤個數(shù)m；根據(jù)所述鋸材圖像中節(jié)疤的長軸尺寸d和鋸材的寬度b計算確定表面節(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)疤面積計算確定鋸材節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk，節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk的計算公式：其中，an為第n個節(jié)疤的面積，m為所述鋸材圖像內(nèi)的節(jié)疤個數(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分為四個等級，qk在0.98～1.0范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為一級質(zhì)量鋸材圖像；qk在0.90～0.97范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為二級質(zhì)量鋸材圖像；qk在0.70～0.89范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為三級質(zhì)量鋸材圖像；qk在0.00～0.69范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為四級質(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度e，裂縫沿長度方向距鋸材邊緣的最小距離e，裂縫個數(shù)n；根據(jù)鋸材圖像中裂縫沿長度方向距鋸材邊緣的最小距離e計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)鋸材圖像中裂縫長度e計算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量影響系數(shù)p，裂縫長度影響系數(shù)p的計算公式：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)、裂縫長度影響系數(shù)計算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc，裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc的計算公式：其中，kn為第n個裂縫位置影響系數(shù)，pn為第n個裂縫長度影響系數(shù)；根據(jù)疤外觀質(zhì)量評價量值qk和裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc構(gòu)建鋸材外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q，外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q的計算公式為：q＝0.3qk+0.7qc其中，q分為四個等級，q在0.98～1.0范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為一級質(zhì)量鋸材圖像；q在0.90～0.97范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為二級質(zhì)量鋸材圖像；q在0.70～0.89范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為三級質(zhì)量鋸材圖像；q在0.00～0.69范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為四級質(zhì)量鋸材圖像。優(yōu)選的，根據(jù)各測量長度l1，l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…ran，計算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra，粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra的計算公式：其中，qra分為四個等級，qra在0.00～1.99范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為一級質(zhì)量鋸材；qra在2.0～3.99范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為二級質(zhì)量鋸材；qra在4.0～5.99范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為三級質(zhì)量鋸材；qra在6.0～12.5范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為四級質(zhì)量鋸材。本發(fā)明相對于現(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鋸材待測表面進行輪廓算術(shù)平均偏差值ra的計算，當(dāng)測量長度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，則獲取該測量長度范圍內(nèi)的鋸材圖像，即通過采用檢測鋸材待測表面粗糙度的方式，快速、準(zhǔn)確的確定出鋸材待測表面中需要檢測的區(qū)域，并對該區(qū)域進行節(jié)疤、裂縫進行分析，進而得到該區(qū)域的節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk、裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc以及外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q，避免了現(xiàn)有技術(shù)中對鋸材待測表面的圖像進行整體分析導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理量大、數(shù)據(jù)處理效率低的問題，提高了鋸材待測表面的檢測效率。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一步提高鋸材待測表面的檢測效率，還根據(jù)各測量長度l1，l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…ran，計算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra，并通過粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra與預(yù)設(shè)閾值范圍的比較，快速的粗選出待測鋸材的質(zhì)量分級，隨后再將各測量長度l1，l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…ran與預(yù)設(shè)閾值進行具體比較，進而通過節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk、裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc以及外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q精選出待測鋸材的質(zhì)量分級，即通過先粗選再精選的方式，使得鋸材待測表面的檢測效率得以提高。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，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應(yīng)的進行了圖像處理后的板材圖像。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明的目的是提供一種鋸材表面檢測效率高、檢測效果好的基于結(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)存在的問題，從而在檢測鋸材表面粗糙度的基礎(chǔ)上對其他鋸材表面缺陷進行檢測，使得鋸材表面檢測效率以及檢測效果得以提高。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。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，進行信息處理后，測量鋸材特征參數(shù)，所述特征參數(shù)包括鋸材的長度a，鋸材的寬度b，鋸材待測表面的中線高度g、鋸材待測表面的輪廓上各點的高度t；在所述鋸材待測表面的測量長度l范圍內(nèi)，計算鋸材待測表面輪廓上各點至中線距離絕對值的算術(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；分析比較各測量長度l1，l2…，ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…，ran，若測量長度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，則不獲取該測量長度范圍內(nèi)的鋸材圖像；若某測量長度內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ran大于預(yù)設(shè)粗糙度閾值，則獲取該測量長度范圍內(nèi)的鋸材圖像，進行圖像處理后，測量所述鋸材圖像的特征參數(shù)，包括所述鋸材圖像中節(jié)疤的長軸尺寸d，節(jié)疤的面積a，節(jié)疤個數(shù)m；根據(jù)所述鋸材圖像中節(jié)疤的長軸尺寸d和鋸材的寬度b計算確定表面節(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)疤面積計算確定鋸材節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk，節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk的計算公式：其中，an為第n個節(jié)疤的面積，m為所述鋸材圖像內(nèi)的節(jié)疤個數(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分為四個等級，qk在0.98～1.0范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為一級質(zhì)量鋸材圖像；qk在0.90～0.97范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為二級質(zhì)量鋸材圖像；qk在0.70～0.89范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為三級質(zhì)量鋸材圖像；qk在0.00～0.69范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為四級質(zhì)量鋸材圖像。其中，通過采用檢測鋸材待測表面粗糙度的方式，快速、準(zhǔn)確的確定出鋸材待測表面中需要檢測的區(qū)域，并對該區(qū)域進行節(jié)疤、裂縫進行分析，進而得到該區(qū)域的節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk，避免了現(xiàn)有技術(shù)中對鋸材待測表面的圖像進行整體分析導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理量大、數(shù)據(jù)處理效率低的問題，提高了鋸材待測表面的檢測效率。為了更加準(zhǔn)確、詳細的對鋸材圖像進行分析，本發(fā)明中特征參數(shù)還包括鋸材圖像裂縫的長度e，裂縫沿長度方向距鋸材邊緣的最小距離e，裂縫個數(shù)n；根據(jù)鋸材圖像中裂縫沿長度方向距鋸材邊緣的最小距離e計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)鋸材圖像中裂縫長度e計算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量影響系數(shù)p，裂縫長度影響系數(shù)p的計算公式：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)、裂縫長度影響系數(shù)計算確定鋸材裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc，裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc的計算公式：其中，kn為第n個裂縫位置影響系數(shù)，pn為第n個裂縫長度影響系數(shù)；根據(jù)疤外觀質(zhì)量評價量值qk和裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc構(gòu)建鋸材外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q，外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q(如表1所示)的計算公式為：q＝0.3qk+0.7qc其中，q分為四個等級，q在0.98～1.0范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為一級質(zhì)量鋸材圖像；q在0.90～0.97范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為二級質(zhì)量鋸材圖像；q在0.70～0.89范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為三級質(zhì)量鋸材圖像；q在0.00～0.69范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為四級質(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。為了進一步提高待測鋸材表面的檢測效率，本發(fā)明中根據(jù)各測量長度l1，l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…ran，計算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra，粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra的計算公式：其中，qra分為四個等級，qra在0.00～1.99范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為一級質(zhì)量鋸材；qra在2.0～3.99范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為二級質(zhì)量鋸材；qra在4.0～5.99范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為三級質(zhì)量鋸材；qra在6.0～12.5范圍內(nèi)時，對應(yīng)鋸材定義為四級質(zhì)量鋸材。即先計算確定鋸材粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra，并通過粗糙度外觀質(zhì)量評價量值qra與預(yù)設(shè)閾值范圍的比較，快速的粗選出待測鋸材的質(zhì)量分級，隨后再將各測量長度l1，l2…ln內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差值ra1，ra2…ran與預(yù)設(shè)閾值進行具體比較，進而通過節(jié)疤外觀質(zhì)量評價量值qk、裂縫外觀質(zhì)量評價量值qc以及外觀質(zhì)量綜合量化評價量值q精選出待測鋸材的質(zhì)量分級，即通過先粗選再精選的方式，使得鋸材待測表面的檢測效率得以提高。本發(fā)明中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁12