[發明專利]基于速度修正插值法的木材徑切面缺陷成像方法

有效

• 申請號: 201710694321.X
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107655978B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 馮海林;鄭澤宇;杜曉晨;方益明
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;閻忠華

1.一種基于速度修正插值法的木材徑切面缺陷成像方法，其特征是，包括如下步驟：

(1-1)建立木材徑切面的模型：

(1-1-1)選取樹木，測量樹木高度為h處的周長和直徑d，將m個應力波傳感器分別由1至n，其中m＝2n，由上到下的放置在樹木橫截面右側，第n+1至m個傳感器由下至上的放置在樹木左側；記錄每個傳感器與地面或某一參考點的高度H_i，1≤i≤m；

(1-1-2)建立樹木的徑切面坐標模型，以左下角的傳感器為坐標的原點，即第n+1個傳感器，每個傳感器的位置用坐標S(X_i，Y_i)表示；得到任意兩個位于不同側的傳感器與水平面所成的角度θ_jk，其中n+1≤j≤m，1≤k≤n；

(1-2)測量應力波在傳感器間的傳播時間，計算傳播速度實驗值：

使用脈沖錘按照第1應力波傳感器至第m應力波傳感器的順序進行敲擊，記錄被敲擊的應力波傳感器之外的其它應力波傳感器收到應力波的時刻，計算得到每條應力波傳播路徑的傳播速度實驗值

(1-3)對傳感器測量的速度數據進行修正：

利用公式對進行修正，表示修正后的速度數據，k₀是常數；

(1-4)將傳感器間的線速度轉換成交點的點速度：

(1-4-1)列出兩兩傳感器之間的連線的直線方程L_jk；計算得到兩兩傳感器之間連線交點的坐標C(X_c，Y_c)；將傳感器之間的線速度轉換成交點的速度假設徑切面上有n1個交點C(X_c，Y_c)，則0＜α≤n1；重復步驟(1-4-1)直到計算出徑切面上所有交點的坐標和點速度；

設傳感器間連線的直線方程為：

L_jk＝(-1)^r*tan(θ_jk)*x+B_jk；

其中x表示L_jk中任意兩直線交點的橫坐標；如果H_j＞H_k，r＝1；如果H_j＜H_k，r＝2；B_jk＝H_j；

設兩條直線方程y1，y2為：

y1＝k1*x+b1，y2＝k2*x+b2，K1＝K2＝(-1)^r*tan(θ_jk)；其中(y1，y2)∈L_jk，利用公式計算C(X_c，Y_c)的坐標X_c和Y_c；

利用公式計算速度其中，V_L1至V_Ln分別表示每條經過交點C(X_c，Y_c)的線段所具有的線速度，其中有假設徑切面上有n1個交點C(X_c，Y_c)，則0＜α≤n1；

將距離待插值點最近的g個已知點的速度根據與待插值點的距離大小排序得到新的序列用表示，表示第u個與待插值點距離最近的已知點的速度，其中1≤u≤g，表示與待插值點距離最近的已知點的速度，表示與待插值點距離最遠的已知點的速度；利用公式

計算待插值點的預估值；其中為鄰域內已知點的速度，d_umax為第u個與待插值點的距離最遠的已知點與待插值點的距離，同時d₁max，d₂max，...，d_umax是一個遞減的序列，d₀ max＝0，d_z表示第z個與待插值點的距離最近的已知點；

(1-5)基于交點的速度和坐標，利用插值算法進行成像。