基于3D扫描技术的木材缺陷定量化分析.PDF

第 33 卷 第 7 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.7 2017 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2017 171 基于 3D 扫描技术的木材缺陷定量化分析 1 2 1 赵 鹏 ，赵 匀 ，陈广胜 （1. 东北林业大学信息与计算机工程学院，哈尔滨 150040 ； 2. 东北农业大学工程学院，哈尔滨 150010 ） 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 用深度优先有哪些信誉好的足球投注网站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。 关键词：光学测量；扫描；体积测量；缺陷检测；缺陷量化 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.022 中图分类号：TP391.4; TP242.6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-07-0171-06 赵 鹏，赵 匀，陈广胜. 基于3D扫描技术的木材缺陷定量化分析[J]. 农业工程学报，2017，33(7)：171－176. doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.022 Zhao Peng, Zhao Yun, Chen Guangsheng. Quantitative analysis of wood defect based on 3D scanning technique[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(7): 171 －176. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.022 可用于木材表面粗糙度测量等[6-7] 。但是，使用木材表面 0 引 言 信息进行凹陷类缺陷的定量分析仍然很少有文献报道。 木材的生长周期缓慢，需求量较大，使用范围较广， 因此，本论文提出了一种针对常见的凹陷类缺陷（例如 而木材缺陷在一定程度上使木材质量受到影响，降低其 孔洞）进行定量测量的方法。首先将木材表面进行 3D 激 使用率和加工效率，因而如何快速准确地对木材缺陷进