移动人造板高清图像采集方法与装置运动学分析

作     者：王霄 郭慧 刘传泽 陈龙现 周玉成 Wang Xiao;Guo Hui;Liu Chuanze;Chen Longxian;Zhou Yucheng

作者机构：中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 山东建筑大学信息与电气工程学院济南250101 

基　　金：中国林业科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2018MB002) 泰山学者优势特色学科人才团队(2015162) 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2018年第54卷第11期

页      码：172-179页

摘      要：【目的】提出一种适用于移动人造板的高清图像采集方法,解决生产线上相机与板材相对运动引起的图像模糊问题,为人造板表面缺陷自动化检测的可靠性提供保证。【方法】通过机械传动方式实现相机对人造板的同步跟踪,从根本上消除运动模糊。采用凸轮作为驱动机构,使相机与人造板同向运动并借助弹簧实现自动复位;通过合理设计凸轮轮廓线达到相机与人造板同向、等速运动的效果,消除相对运动。利用Adams软件进行运动学仿真,考察结构参数对从动件运动行为的影响,得出最优凸轮轮廓线,并开展试验检验凸轮机构运行效果,通过计算所采集在线图像的PSF函数对运动模糊改善程度作出评价。【结果】运动学仿真结果显示,增大基圆半径可降低凸轮转速,减小凸轮和从动件受力,并提高运行稳定性;匀速段压力角与运动周期呈正比,与主动和从动件间的相互作用力呈反比;滚轮半径变化不会影响相机运动规律,但实际轮廓线与滚轮半径不匹配会导致速度波动增大;摆线式加速方式可使相机加速度曲线连续、光滑,避免刚性和柔性冲击,可作为加速方式的首选。最终确定基圆半径80 mm、匀速段压力角20°、滚轮半径13.5 mm以及摆线式加速规律的凸轮机构并完成加工。基于该凸轮机构完成人造板在线图像采集并提取PSF函数以考察模糊改善效果,结果显示,与相机静止拍摄所得图像相比,同步拍摄得到的图像模糊长度显著降低,在速度0.05～1.2 m·s^(-1)范围内维持在±2像素以内,使图像中人造板及其缺陷近乎清晰。【结论】通过运动学仿真与试验相结合的方式验证了利用凸轮机构实现相机对移动人造板同步跟踪的可行性,有效解决了图像运动模糊问题,使得所拍摄图像人造板清晰度大幅提高,并可缓解传统图像处理耗时久的问题,为人造板表面缺陷在线检测创造了可能性,为人造板检测装置设计提供了新思路。

主 题 词：人造板 运动模糊 凸轮机构 表面缺陷 运动学分析 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0830[工学-生物工程类] 0907[农学-草药学] 08[工学] 0829[工学-安全科学与工程类] 080203[080203] 09[农学] 0901[农学-植物生产类] 0802[工学-机械学] 0902[农学-自然保护与环境生态类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.11707/j.1001-7488.20181124

馆 藏 号：203416714...