人造板在线同步图像采集系统设计与实现

针对基于机器视觉的人造板表面缺陷检测过程中因板面幅度大,运动速度快而导致获取的人造板图像模糊的问题,设计了人造板在线同步图像采集系统,实现在摄像的过程中相机与人造板保持相对静止,进而实现在线获取人造板高清图像。该系统由计算机、西门子1200系列1214-DC/DC/DC-PLC、松下伺服电机、工业相机、传送系统、同步跟踪装置及检测设备(光电开关、行程开关、接近开关、两个编码器)等组成。本研究对该系统进行硬件、软件设计后并进行相关的调试。本研究证明人造板在线同步图像采集系统设计的可行性,能够实现工业相机自动跟踪人造板的速度,到达摄像位置时进行摄像,完成人造板图像的高清采集,为后续人造板表面缺陷自动检测提供重要保障。     

基于区域筛选分割和随机森林的人造板表面缺陷识别

连续压机生产线的普及使我国人造板企业实现自动化生产,但缺陷检测环节仍依靠人工。缺陷识别是检测的一个重要环节,是根据缺陷的特征值使用分类器对缺陷进行分类的过程。在连续压机生产线以1.5m/s的速度运行,生产线上两块人造板的间距小于0.4m,缺陷识别必须在3s之内完成,且识别正确率要达到95%。为了满足人造板缺陷识别的实时性、准确性的要求,提出基于随机森林(random forest,RF)的分类方法。首先通过区域筛选分割的方法提取缺陷纹理、形状特征;再次利用上述提取出的特征值用CART算法构建RF;最后利用RF分类。本研究证明基于RF算法的分类器用于人造板表面缺陷在线识别的可行性和优势,能够实现人造板表面缺陷的快速、准确识别,满足人造板缺陷在线检测系统的需求。     

基于PLC的X射线无损检测系统研究CSCD

研制基于PLC的X射线无损检测系统,系统主要应用于木材内部结构成像,呈现出横切面、径切面和弦切面木材内部图像。设计搭建西门子S7-1200PLC控制系统、升降旋转检测平台、CT检测设备,编写下位机控制程序和上位机人机交互界面。调试设备,将木材试样放于升降旋转检测平台中心,开启升降旋转检测平台和CT检测设备。在对木材试样进行扫描的过程中,X射线源发射扇形束X射线,X射线穿透木材试样。由X射线探测器接收数据,上传至上位机进行数据处理,完成图像重建。本研究完成了无损检测系统平台的设计调试,精确控制升降旋转检测平台动作,旋转精度达0.01°/s,升降精度达0.01mm/s。精确、稳定的运动控制使采集的投影数据准确可靠,实现了木材内部的高质量横经弦三切面成像。设计双伺服电机同步控制系统,实现基于PLC的X射线无损检测平台高精度控制,旋转和升降精度均达到较高水平,同步性能优越,完全满足科研人员对木材扫描要求,重建出高质量、高分辨率的木材内部构造图像,为木材无损检测提供了新方法。     

基于剪枝决策树的人造板表面缺陷识别

连续压机生产线的发展,使人造板实现自动化生产,但缺陷检测环节仍为人工.缺陷识别是检测中的一个重要环节,是根据缺陷特征值利用分类器进行识别的过程.由于人造板连续生产,实时性要求高,为实现缺陷的快速、准确识别,提出了一种基于剪枝的CART树对人造板进行缺陷识别.通过对已有的人造板缺陷图像进行预处理、分割,获得缺陷的形状、纹理特征作为输入,通过基于Gini指数的CART算法生成CART树.针对于自由生长的CART树容易出现过拟合的问题,利用代价复杂度算法对生成的CART树进行剪枝,通过十折交叉验证对剪枝前后的子树进行比较,获得最优子树.通过实验证明剪枝后的CART树缺陷识别正确率高达93%,满足人造板缺陷识别的实时性和正确率的要求,可以实现人造板在线缺陷检测.