58、木材加工与铣削技术的创新研究

木材加工与铣削技术的创新研究

木材宏观结构建模

在木材加工领域，了解原木的特征对于提高产品质量和生产效率至关重要。创新的控制方法，如计算机“视觉”、计算机断层扫描和磁共振成像等，能够提供更全面的原木特征信息，包括尺寸、形状、密度、湿度以及缺陷的数量和质量。目前，许多国家的研究人员都在寻找控制手段和评估原木及其切割后产品质量的方法。

有研究提出了基于广义霍夫变换（GHT）的变体来识别原木端部年轮的技术，该自动算法在大多数情况下都能很好地识别年轮。各种扫描设备在原木切割前的应用趋势有助于提高产品的体积产量，但在提高木材质量产量方面却很少实现。由于原木切割通常是平行于其轴线进行的，因此切割过程中可能会导致年轮层的切割和纤维倾斜，从而降低了所得材料的强度。

为了确定将原木切割成切片单板和结构锯材坯料的有效方案，需要预测切割后材料体积中年轮层的分布情况。这就引出了一个重要的科学和实际问题，即如何使用原木的三维原型来评估木材切割所得材料的适用性。

这个问题的解决分为两个阶段：
1. 构建软硬件综合体 ：能够检测原木的纹理年轮，并根据获得的数据重建物体的内部宏观结构。
2. 创建工具支持 ：简化原木宏观结构的恢复过程，并为模拟切割过程和可视化切割平面做准备。

为了构建原木模型，将使用真实物体端部的图像（如相机拍摄的照片或流媒体视频设备的快照），并根据年轮检测结果构建原木内部宏观结构的体积模型。

在模型构建方法上，使用了计算数学、解析和计算几何以及图论等方法。还使用了处理二进制和灰度图像的算法，以及基于霍夫变换的信息特征提取算法。实际实现基于