基于3D扫描技术的木材缺陷定量化分析

发布时间：2018-01-08 23:09

  本文关键词：基于3D扫描技术的木材缺陷定量化分析　出处：《农业工程学报》2017年07期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：木材缺陷检测是有效进行木材分级提高木材使用率的重要途径之一,该文提出了一种基于3D激光扫描点云数据的木材缺陷探测与量化的方法。首先,使用Artec 3D Scanner扫描木材表面后获取3D点云数据,在对3D点云数据进行预处理后,通过比较当前点Z坐标值(深度值)与设置的阈值的大小关系判定读入的点云数据是否为缺陷点;其次,采用深度优先搜索算法对筛选保留的缺陷点进行分类,并且对各个缺陷使用不同的颜色进行标注;最后,再使用积分法计算各个缺陷处所占表面积和体积。试验结果表明,该方法可以比较精确的测量木材表面孔洞等凹陷的表面积和体积,相对误差在5%内,测量精度较高,可为后续的木材分级和合理定价提供定量依据。此外,该方法使用的Artec Scanner仪器质量轻体积小(标准质量为0.85 kg,尺寸为261 mm×158 mm×64 mm),它和笔记本电脑可以组成便携式的木材缺陷定量检测系统。该系统携带方便,可应用于林场、木材加工企业及木材进出口部门的现场测定。
[Abstract]:Wood defect detection is one of the important ways to improve wood utilization rate effectively. In this paper, a method of wood defect detection and quantification based on 3D laser scanning point cloud data is proposed. Artec 3D Scanner was used to scan the wood surface to obtain 3D point cloud data, and then the 3D point cloud data was preprocessed. By comparing the value of Z coordinate (depth value) of the current point and the size of the threshold value, it is determined whether the point cloud data read in is a defect point. Secondly, the depth-first search algorithm is used to classify the defect points, and different colors are used to label each defect. Finally, the integration method is used to calculate the surface area and volume of each defect. The experimental results show that the method can accurately measure the surface area and volume of holes in wood surface, and the relative error is within 5%. The measurement accuracy is high, which can provide quantitative basis for the subsequent wood classification and reasonable pricing. The Artec Scanner instrument used in this method is light in weight and small in volume (standard mass is 0.85 kg and size is 261 mm 脳 158 mm 脳 64 mm). The system is easy to carry and can be used in the field measurement of forest farms, wood processing enterprises and timber import and export departments.
【作者单位】： 东北林业大学信息与计算机工程学院;东北农业大学工程学院;
【基金】：国家自然科学基金面上项目资助(31670717) 黑龙江省自然科学基金面上项目资助(C2016011) 教育部新世纪优秀人才专项资助(NCET-12-0809)
【分类号】：S781.5;TP334.22
【正文快照】： 木材的生长周期缓慢,需求量较大,使用范围较广,而木材缺陷在一定程度上使木材质量受到影响,降低其使用率和加工效率,因而如何快速准确地对木材缺陷进行检测成为国内外学者研究的重要课题之一。对木材缺陷进行检测主要有定性和定量两类方法,定性方法多数采用人工法,检测人员通

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本文编号：1399030