(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210681120.7 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 华侨大学 地址 362000 福建省泉州市丰泽区城东城 华北路269号 申请人 南安华大石材产业 技术研究院 (72)发明人 尹方辰　秦光林　崔长彩　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 专利代理师 林燕玲 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01B 11/00(2006.01) G01B 11/24(2006.01)G01J 3/46(2006.01) (54)发明名称 一种石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测 装置 (57)摘要 一种石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测 装置， 包括： 输送机构用于输送石材大板图像； 采 集机构架采集石材大板的图像； 三维线激光扫描 仪用于采集凹坑和裂缝的三维点云数据进行预 处理和三维重建得到凹坑和裂缝的三维形貌； 机 械臂驱动三维线激光扫描仪移动； 主控装置与输 送机构、 图像采集机构、 三维线激光扫描仪和机 械臂相连， 用于对采集的图像进行处理得到凹坑 和裂缝周围的颜色及其在石材大板上的位置和 形状， 根据位置控制机械臂驱动三维线激光扫描 仪移动以获取凹坑和裂缝的三维形貌进行最小 包围盒计算， 并且对凹坑和裂缝进行容积估算。 本发明可大大的提高检测速度， 同时也可以获得 石板表面更多的信息数据， 有助于后续实现石材 大板自动化补 胶。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115078384 A 2022.09.20 CN 115078384 A 1.一种石材 大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特 征在于， 包括： 输送机构， 用于 输送石材 大板； 图像采集机构， 架设于 输送机构上 方以采集石材 大板处于静止状态的图像； 三维线激光扫描仪， 用于采集凹坑和裂缝的三维点云数据进行预处理和三维重建得到 凹坑和裂缝的三维形貌； 机械臂， 与三维线激光扫描仪相连以驱动三维线激光扫描仪移动； 主控装置， 与输送机构、 图像采集机构、 三维线激光扫描仪和机械臂相连， 用于对采集 的图像进 行处理得到凹坑和裂缝周围的颜色及其在石 材大板上的位置和形状， 根据位置控 制机械臂驱动三 维线激光扫描仪移动以获取凹坑和裂缝的三 维形貌进 行最小包围盒计算， 并且对凹坑和裂缝进行容积估算。 2.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 所 述输送机构为辊筒式输送机构。 3.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 所 述机械臂还包括有滑轨和滑座， 该滑轨位于所述输送机构一侧且与其输送方向平行， 所述 滑座安装于机械臂底部且与该滑轨为滑动配合。 4.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 还 包括有三 维数控滑动机构， 该三 维数控滑动机构与所述输送机构滑动配合并连接驱动所述 图像采集机构移动。 5.如权利要求4所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 还 包括有至少一照明灯， 所述三维数控滑动机构还连接驱动该照明灯与所述图像采集机构同 步移动。 6.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 所 述对采集的图像进行处理得到凹坑和裂缝周围的颜色及其在石材大板上的位置和形状具 体包括如下： 对采集的含有共同区域的多张图像进行图像拼接； 对拼接后的图像进行图像增强、 图像去噪和图像分割； 对处理后的图像进行特征提取， 完成对凹坑和裂缝周围颜色识别以及获得凹坑和裂缝 的位置和轮廓形状。 7.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置,其特征在于， 所 述三维线激光扫描仪对采集的三维点云数据进行噪声处理、 点云法向估算和特征增强， 再 进行网格曲面重构和曲面拟合完成三维重建。 8.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 所 述主控装置是在获得每个凹坑和裂缝的三维形貌后， 再对每个凹坑和裂缝的三维形貌进 行 最小包围盒计算， 从而获得每 个凹坑和裂缝的最小包围盒。 9.如权利要求1所述的一种 石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特征在于， 所 述主控装置是将每 个凹坑和裂缝的包围盒的体积作为估算的容积。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115078384 A 2一种石材大板表面凹坑和裂缝的快速检测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及石材大板缺陷检测技术领域， 特别是指一种石材大板表面凹坑和裂缝 的快速检测装置 。 背景技术 [0002]随着石材大板在建筑行业的广泛使用， 不仅石材大板的需求量在急剧增长同时其 质量要求也在不断提高， 对于天然石 材表面常有许多沙眼， 裂缝， 凹坑等， 影响石 材品相， 因 此需要对其进 行补胶， 实现对缺陷的修补。 现如今石 材大板的人工补胶过程， 主要 是通过人 眼观察找出需要补胶的位置， 然后对其缺陷出进 行补胶， 这种修补缺陷的方式不但成本高， 工人劳动强度大， 同时工作效率 也十分低。 [0003]市场上的现有的石板检测装置是将石板放在传输机上， 通过电机驱动传输机， 检 测装置位于传输机正上方， 通常检测装置是 由多个相 机或摄像头组成， 通过传输机实现对 石板采集多幅图二 维图像， 然后通过算法对多张图像进 行合并， 最总获得石板全貌图像。 对 石板三维的检测也通常是将扫描仪置于石板正上方， 通过移动机构实现对石板的逐步扫 描。 [0004]现有石板检测装置的检测方法存在以下几个问题： 1.通过相机获得石板的二维图 像， 只能获取石板表面的二 维信息， 无法获得石板表面的三 维形貌数据， 也就无法测量出石 板凹坑， 裂缝的深度和大致容积以及 石板表面的纹理信息。 2.由于图像采集过程中， 石板一 直是处于运动状态， 就会导致石板处于一个震动状态， 从而降低采集的图像质量， 导致后续 的缺陷检测精度降低， 同时需要对多张图像进行合并， 而在合并过程中也会进一步导致降 低图像质量。 [0005]另外， 目前对于石材大板 的缺陷检测也仅是识别出缺陷， 并未对石材大板 的缺陷 进行周围颜色的识别和对缺陷进 行容积估算， 这也使得天然石材大板需要 人工进行对缺陷 出进行补 胶， 同时补 胶量也需要人为估算。 发明内容 [0006]本发明的主要目的在于克服现有技术中石材大板缺陷检测的上述缺陷， 提出一种 石材大板表面凹坑和裂缝 的快速检测装置， 可大大 的提高检测速度， 同时也可以获得石板 表面更多的信息数据， 有助于后续实现石材 大板自动化补 胶。 [0007]本发明采用如下技 术方案： [0008]一种石材 大板表面凹坑和裂缝的快速检测装置， 其特 征在于， 包括： [0009]输送机构， 用于 输送石材 大板； [0010]图像采集机构， 架设于 输送机构上 方以采集石材 大板处于静止状态的图像； [0011]三维线激光扫描仪， 用于采集凹坑和裂缝的三维点云数据进行预处理和三维重建 得到凹坑和裂缝的三维形貌； [0012]机械臂， 与三维线激光扫描仪相连以驱动三维线激光扫描仪移动；说　明　书 1/5 页 3 CN 115078384 A 3