[發明專利]一種古建筑木柱內部孔洞雷達成像的修正方法

在審

• 申請號: 202010175904.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN112684433A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳勇平;郭文靜;唐啟恒;常亮;任一萍;高黎
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

本發明提供一種古建筑木柱內部孔洞雷達成像的修正方法：對具有不同含水率的帶孔圓柱進行雷達測試并建立修正函數。檢測目標古建筑指定木柱的含水率和樹種并進行雷達掃描，獲取待修正檢測圖像并選取待修正路徑。結合修正函數和目標古建筑指定木柱測試區域的含水率和樹種獲取修正系數，根據修正系數對待修正路徑計算修正，進而對待修正檢測圖像中木柱內部孔洞的大小進行整體修正。優點：(1)通過前期建立的函數關系結合樹種和含水率對雷達成像結果進行整體修正，提高雷達檢測精度。(2)修正系數所需參數均從常規檢測流程中獲取，無額外工作量。(3)實現古建筑木柱的快速檢測和精準評估，為木結構古建筑的安全評估和修繕設計提供可靠數據支撐。

技術領域

本發明涉及一種古建筑木柱內部孔洞雷達成像的修正方法，屬于木材科學與技術領域。

背景技術

雷達探測木材內部異常結構，主要通過分析發射的電磁波的反射信息來實現。

當古建筑木柱內部存在孔洞時，因孔洞與木材本身具有不同的介電性能，進入木材的電磁波在穿過內部孔洞時會在兩者的界面上發生反射，分析反射回波波形資料，可以推斷內部孔洞情況。利用雷達對古建筑木柱進行掃描可以快速的獲知木材內部是否存在孔洞，并能判定孔洞的位置和大小。但通過前期研究表明，雷達波在不同含水率不同樹種等條件下具有不同的傳播速度，其檢測圖像若采取統一的方法進行分析會存在一定誤差，為此，有必要對其檢測圖像進行修正。

通過相關文獻查詢，學位論文：“基于雷達波的木材內部孔洞檢測方法研究”(《北京林業大學碩士論文》2015年)提出了孔洞的探測精度與被測木材的介電常數密切相關，并開展了木材含水率與介電常數的關系研究；學術論文：“馬尾松木材孔洞開裂殘損的雷達檢測成像初探”(《北京林業大學學報》2017年03期)等提出了木材含水率對雷達檢測孔洞面積的影響。但以上文章均未從根本上提出如何對檢測圖像進行修正。

發明內容

本發明提供一種古建筑木柱內部孔洞雷達成像的修正方法，通過前期基礎數據結合檢測對象的含水率和樹種信息，修正雷達檢測結果，實現古建筑木柱內部孔洞的快速檢測與精準評估。

為了實現上述目的，本發明技術方案提供了一種古建筑木柱內部孔洞雷達成像的修正方法，包括，制備具有不同含水率的帶孔圓柱，其中，所述帶孔圓柱的樹種與古建筑木柱的常用樹種對應。對所述帶孔圓柱進行雷達測試，建立修正函數。檢測目標古建筑指定木柱測試區域的含水率和樹種。對所述目標古建筑指定木柱測試區域進行雷達掃描，獲取待修正檢測圖像并選取待修正路徑。結合所述修正函數和所述目標古建筑的指定木柱測試區域的含水率和樹種獲取修正系數。根據所述修正系數對所述待修正路徑進行計算修正，進而對所述待修正檢測圖像中木柱內部孔洞的大小進行整體修正。其中各所述帶孔圓柱中的孔洞大小不同。

作為上述技術方案的優選，較佳的，在制備具有不同含水率的帶孔圓柱之前，包括，調查古建筑木柱的常用樹種并采集與S_Z相關聯的木材。

作為上述技術方案的優選，較佳的，所述對所述具有不同含水率的圓柱進行測試，建立修正函數關系，包括，選取三條從所述圓柱外邊緣點與三個應孔洞外緣點之間的指定路徑，分別計算所述三條路徑的直線距離L_S。對所述圓柱進行掃描得到檢測圖像，計算所述檢測圖像中所述選取點與對應孔洞外緣點之間的直線距離L_t。采集所述圓柱測試區域的含水率W_c。根據，所述圓柱外邊緣點與三個對應孔洞外緣點之間的直線距離、所述檢測圖像中所述選取點與對應孔洞外緣點之間的直線距離以及所述圓柱測試區域的含水率建立所述修正函數，K_ws＝L_s/L_t＝f(W_c，S_z)。其中，所述修正函數為一定樹種和一定含水率條件下的實測距離與圖像顯示距離之間的關系函數。