[发明专利]基于声波的方形木材孔洞缺陷识别系统及方法

权利要求书

1.基于声波的方形木材孔洞缺陷识别系统，其特征在于该系统包括小锤、声波信号采集模块、声波信号处理模块、NiosII处理器、外部存储模块、USB通信模块以及上位机处理模块。

2.根据权利要求1所述的声波信号采集模块，其特征在于该模块驱动接口采用IIC总线接口，数据传输采用SPI总线接口，用于声波模拟信号的收集、AD转换、放大及低频滤波，将处理过的信号传给声波信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的声波信号处理模块，其特征在于该模块在FPGA芯片中实现，与声波信号采集模块双向连接，用于接收并缓存声波信号数据，根据采集的声波信号是否大于阈值判别小锤敲击行为是否发生，如果发生则启动DMA将声波信号数据传送给NiosII处理器，否则等待。

4.根据权利要求1所述的NiosII处理器，其特征在于它通过16位总线和8位IO与声波信号处理模块连接，实现DMA数据传输和控制指令传输，同时NiosII处理器通过8位总线与USB通信模块连接，将从声波处理模块接受到的数据截断、数据转换并缓存，如果USB通信模块发出通信请求则建立连接，将声波信号数据传输给USB通信模块。

5.根据权利要求1所述的外部存储模块，其特征在于该模块包含EPCS配置存储器和SDRAM，用来存储程序及数据和运行NiosII缓存。

6.根据权利要求1所述的USB通信模块，其特征在于该模块与上位机处理模块以USB总线连接，用来将数字信号数据上传给上位机软件，并进行处理。

7.根据权利要求1所述的上位机处理模块，其特征在于该模块具备时域频域波形显示、数据保存、时域频域特征值提取及采用模糊模式识别方法识别缺陷的功能。

8.基于声波的方形木材孔洞缺陷识别方法，包括以下步骤：

a)用小锤敲击被测方形木材端部，在另一端采集声波信号，分别对声波信号进行AD转换、放大和低频滤波。

b)通过阈值判断启动DMA将信号数据从声波信号处理模块传输给NiosII处理器，然后调用USB通信模块将信号数据传送给上位机处理模块。

c)在上位机处理模块中进行时域频域波形显示、保存数据等，然后提取并选择时域和频域特征值，采用模糊模式识别方法识别缺陷。