[发明专利]一种基于原木弯曲度的木材切分点定位方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于原木弯曲度的木材切分点定位方法和装置，该方法包括：对若干帧原木三维图像进行原木三维点云的提取后，将提取出的原木三维点云进行融合和滤波，以得到第一原木三维点云；对第一原木三维点云进行逐块横向切片，以获得若干个切片圆弧；对若干个切片圆弧进行圆拟合，以得到所有拟合得到的圆的圆心点；将所有圆心点分别向平行原木传输带方向和原木传输带侧向方向投影后，对投影方向的离散点进行曲线拟合，根据拟合曲线的曲率确定出原木的弯曲点及其弯曲度。该装置包括用于执行上述定位方法的处理器。本发明能实现弯曲木头切分点的自动定位选择，提高原木利用率且减少加工操作，自动化水平高，可广泛应用于木材加工领域中。

技术领域

本发明涉及木材加工技术领域，尤其涉及一种基于原木弯曲度的木材切分点定位方法和装置。

背景技术

原木是自然生长的木材，其形状不一定是笔直的圆柱，其具有扭曲度、顺弯度、瓦弯度、和/或树干形状的凹兜和大兜等缺陷。而这类缺陷会有损于原木的材质，因此会降低成材的出材率，且在加工时纤维易被切断，这样则会降低木材的强度，尤其对抗弯、顺纹抗拉和顺纹抗压强度的影响最为明显。

对于原木弯曲度，其经验公式为f＝(H/C)×100％，其中，H为原木最大弯曲高度，C为原木内曲面水平长度；而其近似公式则为h≈C²/8r，其中，h为原木弯曲矢高，r为原木轴心水平半径。由上式可表明得出，弯曲矢高跟内曲面水平长度平方成正比，当原木内曲面水平长度减小一半时，原木弯曲矢高则会减少为原来四分之一，因此通过减小弯曲长度，即将弯曲原木适当截短，这样能够提高原木等级和出材率。可见，提供一种可自动准确地基于弯曲度进行原木切分点定位以实现木材切分的方案，这是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于原木弯曲度的木材切分点定位方法和装置，可自动准确地进行木材切分点的定位。

鉴于此，本发明一方面采用的技术方案是：一种基于原木弯曲度的木材切分点定位方法，包括以下步骤：

S1、利用最小包围盒来控制三维拍摄设备进行图像采集，以获取得到若干帧原木三维图像；

S2、利用最小包围盒对若干帧原木三维图像进行原木三维点云的提取后，将从若干帧原木三维图像中提取出的原木三维点云进行融合，对融合后得到的原木三维点云进行滤波处理后得到第一原木三维点云；

S3、对第一原木三维点云进行逐块横向切片，以获得若干个切片圆弧；

S4、对得到的若干个切片圆弧进行圆拟合，以得到所有拟合得到的圆的圆心点；

S5、将得到的所有圆心点分别向平行原木传输带方向和原木传输带侧向方向进行投影后，对投影方向的离散点进行曲线拟合，求取拟合曲线的曲率，从而根据拟合曲线的曲率，确定出原木的弯曲点及弯曲点所对应的弯曲度。

进一步，所述三维拍摄设备用于设置在原木传输带上方并垂直向下对原木进行拍照。

进一步，所述最小包围盒的构建步骤包括：

利用原木传输带的表面来确定出最小包围盒的底面、顶面、宽度和高度；

利用原木传输带的侧边来确定出最小包围盒的侧面；

利用原木的预测长度来确定出最小包围盒的长度。

进一步，所述步骤S1，其包括：

当原木从左至右传输且原木触碰到最小包围盒的右侧面时，则控制三维拍摄设备对原木进行若干次拍摄，以获取得到若干帧原木三维图像。

进一步，所述利用最小包围盒对若干帧原木三维图像进行原木三维点云的提取这一步骤，其包括：