一种组坯过程中刨花定向角度的测量方法

本发明涉及一种组坯过程中刨花定向角度的测量方法，属于定向刨花结构材加工。

背景技术：

1、目前，研究人员尝试使用了刨花图像识别和激光监测系统采集长片刨花的定向角度数据。刨花图像识别系统是基于刨花照片，通过人工判断刨花形貌，梳理出铺装后刨花的定向程度。结合刨花图像与计算识别方法，可以模拟出单片长刨花的形状轮廓。吕同玲等采用小波边缘检测的方法，实现了长片刨花的长度、宽度和厚度参数的计算。基于木材纤维管胞效应，激光会沿木材管胞形成长椭圆亮斑。激光监测系统是通过测量和计算激光亮斑方向，实现刨花定向程度的监测。激光监测系统较适用于针叶材刨花，阔叶材的微观结构较为复杂，激光在阔叶材的木纤维中传导并不理想，因此这一方法在阔叶材刨花角度监测方面的研究仍然较少。以上研究主要针对单片刨花而非层叠刨花，在定向刨花结构材板坯的铺装中，层叠结构会产生遮挡和重影，直接应用现有的图像分析方法在计算层叠刨花定向角度上仍存在困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种组坯过程中刨花定向角度的测量方法，能够准确计算层叠刨花的定向角度，解决了当前测量方法无法对层叠刨花定向角度进行精准测量的问题。

2、为达到上述目的/为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、一种组坯过程中刨花定向角度的测量方法，包括：

4、获取具有散落刨花的板坯铺装层照片a；

5、对板坯铺装层照片a进行提取处理，获取板坯铺装层照片a上包括表层刨花和次表层刨花的图像；

6、通过预先训练好的yolov5模型对包括表层刨花和次表层刨花的图像进行实例分割处理，获取表层刨花和次表层刨花的位形特征；

7、根据位形特征计算刨花的定向角度。

8、进一步地，所述具有散落刨花的板坯铺装层照片a的获取，包括：向板坯上铺设刨花，每铺设一层后采用工业相机对板坯进行拍摄，直到铺设层数满足要求。

9、更进一步地，所述板坯铺装层照片a像素不低于640×640。

10、更进一步地，所述刨花尺寸为150±50mm×40±10mm×0.5±0.2mm。

11、进一步地，所述对板坯铺装层照片a进行提取处理，获取包括表层刨花和次表层刨花的图像，包括：

12、对板坯铺装层照片a进行分离处理，获取与背景分离的板坯铺装层照片b；

13、对板坯铺装层照片b进行刨花提取处理，获取包括表层刨花和次表层刨花的图像。

14、更进一步地，所述对板坯铺装层照片a进行提取处理采用segmentanything模型。

15、更进一步地，所述对板坯铺装层照片b进行刨花提取处理，获取包括表层刨花和次表层刨花的图像，包括：

16、设定面积阈值提取板坯铺装层照片b中的表层和次表层刨花；

17、将提取出的表层和次表层刨花恢复为原始图像，得到仅包含表层和次表层刨花的新图像。

18、进一步地，所述表层刨花和次表层刨花的位形特征包括刨花轮廓坐标。

19、更进一步地，所述根据位形特征计算刨花的定向角度，包括：

20、采用预先训练好的yolov5模型提取刨花轮廓坐标，获取刨花轮廓的凸多边形；

21、根据刨花轮廓的凸多边形，求取对应的最小外接矩形；

22、获取最小外接矩形的计算因子，其中，计算因子包括旋转角度和定义长边；

23、通过计算因子计算刨花的定向角度。

24、更进一步地，所述通过计算因子计算刨花的定向角度，包括：

25、

26、其中：do表示刨花的实际轮廓形貌，lo表示刨花的实际最大长度，wo表示刨花的实际最大宽度，θo表示刨花的定向角度；

27、dr表示刨花的最小外接矩形，lr表示刨花最小外接矩形的长边，wr表示刨花最小外接矩形的宽边，θr表示刨花最小外接矩形的旋转角度。

28、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

29、本发明提取得到叠层刨花的表层刨花和次表层刨花的图像，采用预先训练好的yolov5模型对叠层刨花的表层刨花和次表层刨花的图像进行实例分割处理，获取表层刨花和次表层刨花的位形特征，最终根据位形特征计算刨花的定向角度，避免了复杂背景对定向角度计算的影响，能够准确计算层叠刨花的定向角度，解决了当前测量方法无法对层叠刨花定向角度进行精准测量的问题。

技术特征：

1.一种组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述具有散落刨花的板坯铺装层照片a的获取，包括：向板坯上铺设刨花，每铺设一层后采用工业相机对板坯进行拍摄，直到铺设层数满足要求。

3.根据权利要求2所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述板坯铺装层照片a像素不低于640×640。

4.根据权利要求2所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述刨花尺寸为150±50mm×40±10mm×0.5±0.2mm。

5.根据权利要求1所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述对板坯铺装层照片a进行提取处理，获取包括表层刨花和次表层刨花的图像，包括：

6.根据权利要求5所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述对板坯铺装层照片a进行提取处理采用segment anything模型。

7.根据权利要求5所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述对板坯铺装层照片b进行刨花提取处理，获取包括表层刨花和次表层刨花的图像，包括：

8.根据权利要求1所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述表层刨花和次表层刨花的位形特征包括刨花轮廓坐标。

9.根据权利要求8所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述根据位形特征计算刨花的定向角度，包括：

10.根据权利要求9所述的组坯过程中刨花定向角度的测量方法，其特征在于，所述通过计算因子计算刨花的定向角度，包括：

技术总结
本发明公开了一种组坯过程中刨花定向角度的测量方法，属于定向刨花结构材加工技术领域，包括获取具有散落刨花的板坯铺装层照片A；对板坯铺装层照片A进行提取处理，获取板坯铺装层照片A上包括表层刨花和次表层刨花的图像；通过预先训练好的YOLOv5模型对包括表层刨花和次表层刨花的图像进行实例分割处理，获取表层刨花和次表层刨花的位形特征。本发明提取得到板坯中的表层刨花和次表层刨花的图像，采用预先训练好的YOLOv5模型对表层刨花和次表层刨花的图像进行实例分割处理，获取表层刨花和次表层刨花的位形特征，最终根据位形特征计算刨花的定向角度，避免了复杂背景对定向角度计算的影响，能够准确计算层叠刨花的定向角度。

技术研发人员：洪吾俊,李万兆,梅长彤,周继鹏
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7