專利名稱：一種原木自動檢尺系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測領(lǐng)域，具體涉及ー種木材檢尺系統(tǒng)，用于檢測場地木材材積、 監(jiān)瞀木材運(yùn)輸和管理木材。
背景技術(shù)：
原木檢尺的應(yīng)用由來已久，從明代的龍泉碼價起，其在我國的木材交易市場中的應(yīng)用已較廣泛，然而原木檢尺理論是首先在美國提出的，麥迪遜研究室重點(diǎn)對原木數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了深入的研究。60年代后期至70年代初期，國外的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，并且在各個領(lǐng)域內(nèi)得以普遍的應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)原木模型再現(xiàn)的觀點(diǎn)陸續(xù)被提出，促進(jìn)了原木加工エ業(yè)的發(fā)展，但是這種觀點(diǎn)只適用于特定的樹種和具體的加工エ藝，而相對于一般化的原木模型來說，并沒有ー個普遍統(tǒng)ー的模型理論，70年代中后期，隨著原木模型理論的研究者們深入的研究，原木模型和下鋸理論有了新的突破，提出了以截頂圓錐體為理論基礎(chǔ)的原木數(shù)學(xué)模型，這種模型能夠較好的對多種原木進(jìn)行建模，將原木識別理論推向了新的高潮；直到1982年，原木模型領(lǐng)域又產(chǎn)生了以二次干曲線繞軸旋轉(zhuǎn)形成的圓截頂原木數(shù)學(xué)描述理論。之后，BOF(優(yōu)化下鋸)的理論得以提出，隨著原木加工エ業(yè)的發(fā)展，Lewis教授提出了中間彎曲的原木模型，并將其命名為“改進(jìn)的BOF系統(tǒng)”，在這種方法當(dāng)中，不僅檢測原木大頭的直徑，同時還檢測原木小頭的長徑和短徑以及原木中間部位的彎曲程度，將原木類圓形端面理論跨越到類橢圓形端面理論上，變之前的直線型中心線為曲線型中心線，把原木模型理論推向新的研發(fā)領(lǐng)域。之后，原木數(shù)學(xué)描述學(xué)者們又相繼提出了弓形彎曲、翹曲和偏心原木的數(shù)學(xué)模型，開拓了原木模型理論的新局面。1989年，我國學(xué)者提出了極坐標(biāo)下的截頂橢圓冪曲面弓形彎曲原木的數(shù)學(xué)模型；截頂橢圓高次曲線中心軸的翹曲原木的數(shù)學(xué)模型和任意彎曲的二次仿真矩陣模型；截頂橢圓彎曲錐柱的彎曲原木模型。在對彎曲原木的研究領(lǐng)域內(nèi)，這些成果的發(fā)明證明了我國原木模型理論的發(fā)展正在進(jìn)行飛速的跨越。在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，改進(jìn)的BOF方法還未完全投入運(yùn)用到生產(chǎn)當(dāng)中。但在理論研究上，我國對計(jì)算機(jī)仿真的探索還是比較深入的，早在80年代初期，原木模型識別理論就已經(jīng)在我國的研究領(lǐng)域當(dāng)中付諸了實(shí)踐，但當(dāng)時的實(shí)踐過程也只是下鋸圖的繪制和下鋸的方法。隨著原木模型理論的不斷發(fā)展，到了 80年代后期，原木數(shù)學(xué)模型描述理論的研究得到了進(jìn)ー步的發(fā)展。在原木識別技術(shù)的發(fā)展過程當(dāng)中，不僅需要數(shù)學(xué)模型這些理論支持，還需要研制具體的設(shè)備，這樣才能進(jìn)ー步將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際運(yùn)用?，F(xiàn)階段利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行原木檢測，因其實(shí)施成本低，技術(shù)成熟受到研究者們的青睞。然而，其檢尺過程中仍存在不靈活性、檢尺信息管理非智能的不便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決檢尺過程中仍存在不靈活性、檢尺信息管理非智能的不便的
3缺陷，而提出了ー種原木自動檢尺系統(tǒng)。—種原木自動檢尺系統(tǒng)包括圖像采集子系統(tǒng)、圖像處理與分析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)；圖像采集子系統(tǒng)，用于完成原木或原木堆端面圖像的采集，并將獲取的原木或原木堆端面圖像發(fā)送給控制子系統(tǒng)，圖像采集子系統(tǒng)的圖像輸出端與控制子系統(tǒng)的圖像輸入端連接，圖像處理與分析子系統(tǒng)的圖像處理與分析輸入輸出端與控制子系統(tǒng)的圖像處理與分析輸入輸出端連接，圖像處理與分析子系統(tǒng)，用于對圖像采集子系統(tǒng)獲取的原木或原木堆端面圖像與標(biāo)尺結(jié)合進(jìn)行處理與分析，最后獲得圖像中原木的檢尺徑和原木材積信息；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理輸入輸出端與控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，用于進(jìn)行被檢尺原木的檢尺徑和原木材積信息，以及樹種、材種、樹齡、產(chǎn)地和價格信息的整理，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)輸入端與控制子系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)輸出端連接，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)向外發(fā)送信息。人工檢尺不僅效率低、危險系數(shù)高、而且難度較大，這樣的現(xiàn)狀無法滿足實(shí)際生產(chǎn)對木材精確尺寸的要求；同時檢尺信息管理多依托紙質(zhì)方式，不利于現(xiàn)代化信息管理技術(shù)在木材生產(chǎn)銷售行業(yè)的應(yīng)用。針對以上不足及需求，同時鑒于已有的數(shù)字檢尺方法中的不足，本檢尺方法及系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其應(yīng)用可以更精確細(xì)致的計(jì)算檢尺徑及檢尺長，進(jìn)而計(jì)算出與實(shí)際原木更為貼切的數(shù)據(jù)，同時利用現(xiàn)代化信息管理方式和技術(shù)進(jìn)行檢尺信息的管理，從而提高勞動生產(chǎn)率、木材利用率，加快木材信息獲取的速度，降低檢尺信息管理的成本，也避免子檢尺員對較高楞堆檢尺時的危險。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括圖像采集子系統(tǒng)I、 圖像處理與分析子系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3、無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5和控制子系統(tǒng)6 ;圖像采集子系統(tǒng)1，用于完成原木或原木堆端面圖像的采集，并將獲取的原木或原木堆端面圖像發(fā)送給控制子系統(tǒng)6，圖像采集子系統(tǒng)I的圖像輸出端與控制子系統(tǒng)6的圖像輸入端連接， 圖像處理與分析子系統(tǒng)2的圖像處理與分析輸入輸出端與控制子系統(tǒng)6的圖像處理與分析輸入輸出端連接，圖像處理與分析子系統(tǒng)2，用于對圖像采集子系統(tǒng)I獲取的原木或原木堆端面圖像與標(biāo)尺結(jié)合進(jìn)行處理與分析，最后獲得圖像中原木的檢尺徑和原木材積信息，為下一歩編制檢尺信息提供信息；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3的數(shù)據(jù)管理輸入輸出端與控制子系統(tǒng)6 的數(shù)據(jù)管理輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3，用于進(jìn)行被檢尺原木的檢尺徑和原木材積信息，以及樹種、材種、樹齡、產(chǎn)地和價格信息的整理，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5的無線數(shù)據(jù)輸入端與控制子系統(tǒng)6的無線數(shù)據(jù)輸出端連接，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5向外發(fā)送信息。其中， 圖像處理與分析子系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3和無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5是該原木自動檢尺系統(tǒng)的核心。
具體實(shí)施方式
ニ 結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于還包括顯示子系統(tǒng)4，控制子系統(tǒng)6的顯示輸出端與顯示子系統(tǒng)4的顯示輸入端連接，顯示子系統(tǒng)4為顯示適配器，用于將原木或原木堆端面圖像顯示在系統(tǒng)的顯示屏上，還用于顯示檢尺信息；在通過圖像采集子系統(tǒng)I拍攝原木或原木堆端面圖像時，可以通過它在顯示屏上顯示原木或原木堆端面圖像，選擇合適的角度和位置獲取被檢尺原木的最佳端面圖像。另外，檢尺員亦可以隨時查看檢尺信息，每屏顯示適當(dāng)條檢尺信息。當(dāng)然此子系統(tǒng)也是檢尺員與原木自動檢尺系統(tǒng)進(jìn)行交互的窗ロ。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
的不同點(diǎn)在于圖像采集子系統(tǒng)I采用500萬像素高分辨率CCD攝像頭，由于采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行原木檢尺，因此系統(tǒng)采用成像效果好的(即像素相對高的)成像設(shè)備來完成原木或原木堆端面圖像的采集，以期獲得較清晰原木端面圖像，能與背景較好的分開， 方便和利于下ー步圖像的處理。其它組成和連接方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
的不同點(diǎn)在于圖像處理與分析子系統(tǒng)2為圖像采集器，首先，運(yùn)用分段線性灰度變換對原木或原木堆端面圖像做變換，將其變換為灰度圖像。之后選取一定閾值對其進(jìn)行ニ 值化處理，此時即可得到原木端面或原木堆端面的大致輪廓。然后利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對其進(jìn)行處理，這樣可以填充輪廓中的孔隙以及消除輪廓上的毛刺，得到較平滑的輪廓圖像。 接著利用同態(tài)增晰方法對原木輪廓圖像進(jìn)行處理，以完成原木端面圖像的邊緣提取，此時 ー個個清晰的原木端面輪廓即呈現(xiàn)在眼前。最后，利用橢圓擬合的方法以橢圓來擬合這些原木端面輪廓曲線，求得擬合度最好的橢圓作為相應(yīng)原木端面輪廓，則該橢圓的長軸和短軸即分別為相應(yīng)原木的長徑和短徑；同理獲得原木的檢尺長；結(jié)合標(biāo)尺計(jì)算將像素?fù)Q算為實(shí)際長度，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)原木材積計(jì)算公式，即可獲得所測原木的檢尺徑和材積信息。其它組成和連接方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
的不同點(diǎn)在于數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3為PC機(jī)，為了使木材的銷售和管理等環(huán)節(jié)更方便、 快捷，在此PC機(jī)中即進(jìn)行被檢尺原木相關(guān)信息的整理，最后將簡潔明了的檢尺信息以列表的形式呈現(xiàn)在用戶面前。根據(jù)圖像處理與分析子系統(tǒng)2給出的處理結(jié)果，結(jié)合被檢尺原木的其它信息，如樹種、材種、樹齡、產(chǎn)地、價格等信息制作出一條被檢尺原木的檢尺信息，然后將其存入數(shù)據(jù)庫，然后繼續(xù)進(jìn)行下一次檢尺操作。其它組成和連接方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
不同點(diǎn)在于無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5為無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，為了使原木自動檢尺系統(tǒng)更方便使用和攜帯，在該系統(tǒng)中才用了無線數(shù)據(jù)傳輸方式，減少了有線的不方便和麻煩以及利用存儲設(shè)備來回拷貝數(shù)據(jù)潛在的數(shù)據(jù)遺失或損壞的風(fēng)險。無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5即在原木自動檢尺系統(tǒng)中增加了一個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，當(dāng)完成一次或數(shù)次檢尺操作后，通過數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3處理生成的檢尺信息即通過無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，上傳到進(jìn)行檢尺信息管理的服務(wù)器上。然后有權(quán)限使用和查看檢尺信息的其他人員即可通過訪問該服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的操作，獲得所需要的信息。由于無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)5的使用，實(shí)現(xiàn)了原木檢尺信息的實(shí)時、在線管理，可以大大的提高木材管理、交易的效率。其它組成和連接方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
不同點(diǎn)在于控制子系統(tǒng)6，用于控制子系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、指導(dǎo)和控制整個系統(tǒng)正常有效的工作。當(dāng)圖像采集子系統(tǒng)I完成原木或原木堆端面圖像的采集后即向控制子系統(tǒng)6發(fā)出信號，接到信號后，控制子系統(tǒng)6即圖像送入圖像處理與分析子系統(tǒng)2 ;當(dāng)處理完成后，接到圖像處理與分析子系統(tǒng)2給出的信號后將結(jié)果再送給數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)3，然后再進(jìn)行相應(yīng)的處理。其它組成和連接方式與上述任意ー個具體實(shí)施方式
相同。本實(shí)用新型內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中ー個或幾個具體實(shí)施方式
的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型的目的。操作流程如下操作員首先按下系統(tǒng)開機(jī)鍵，通電后系統(tǒng)處于工作就緒狀態(tài)，此時無線數(shù)據(jù)傳輸模塊啟動，并使系統(tǒng)連入網(wǎng)絡(luò)，保持在線。然后選擇攝像功能，這時主系統(tǒng)會調(diào)用攝像功能程序進(jìn)行圖像的采集，操作員選擇合適的角度以及利用儀器上的功能鍵調(diào)整焦距，獲取最佳效果的原始圖像，若由于其它原因獲取的圖像不理想，可以刪除重新采集。 此時選擇下一歩，根據(jù)系統(tǒng)提示輸入原木的相關(guān)參數(shù)，這時就進(jìn)入控制子系統(tǒng)。控制子系統(tǒng)根據(jù)主系統(tǒng)發(fā)送的標(biāo)記符將該圖像送到圖像處理與分析子系統(tǒng)中進(jìn)行處理分析，經(jīng)過一系列圖像運(yùn)算后得到該圖像中實(shí)物原木的檢尺長、檢尺徑和端面積，然后用相同的方法得到檢尺長，進(jìn)而根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)原木材積公式計(jì)算得到原木材積。接著將這些數(shù)據(jù)連同相應(yīng)的標(biāo)記符一起送入數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)中，結(jié)合原木其它的相關(guān)信息，如樹種、材種、樹齡、產(chǎn)地、價格等信息制作出一條被檢尺原木的檢尺信息，并按一定的標(biāo)準(zhǔn)歸類排列。然后控制子系統(tǒng)會根據(jù)檢驗(yàn)到的標(biāo)記符，將這些數(shù)據(jù)以一定格式送給顯示子系統(tǒng)，操作員檢查信息無誤后，選擇發(fā)送功能，控制子系統(tǒng)會根據(jù)檢驗(yàn)到的標(biāo)記符將數(shù)據(jù)送到無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，由該子系統(tǒng)將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。若因網(wǎng)絡(luò)忙或其它原因暫時不能發(fā)送， 則可以按下保存鍵，將數(shù)據(jù)暫存在系統(tǒng)的存儲器中，遲時再發(fā)。然后操作員可以繼續(xù)進(jìn)行下一次檢尺作業(yè)。
權(quán)利要求1.ー種原木自動檢尺系統(tǒng)，其特征在于它包括圖像采集子系統(tǒng)(I)、圖像處理與分析子系統(tǒng)(2)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)(3)、無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(5)和控制子系統(tǒng)(6);圖像采集子系統(tǒng)(I)，用于完成原木或原木堆端面圖像的采集，并將獲取的原木或原木堆端面圖像發(fā)送給控制子系統(tǒng)(6)，圖像采集子系統(tǒng)(I)的圖像輸出端與控制子系統(tǒng)(6)的圖像輸入端連接，圖像處理與分析子系統(tǒng)(2)的圖像處理與分析輸入輸出端與控制子系統(tǒng)￠)的圖像處理與分析輸入輸出端連接，圖像處理與分析子系統(tǒng)(2)，用于對圖像采集子系統(tǒng)(I)獲取的原木或原木堆端面圖像與標(biāo)尺結(jié)合進(jìn)行處理與分析，最后獲得圖像中原木的檢尺徑和原木材積信息；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)(3)的數(shù)據(jù)管理輸入輸出端與控制子系統(tǒng)￠)的數(shù)據(jù)管理輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)(3)，用于進(jìn)行被檢尺原木的檢尺徑和原木材積信息，以及樹種、材種、樹齡、產(chǎn)地和價格信息的整理，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(5)的無線數(shù)據(jù)輸入端與控制子系統(tǒng)(6)的無線數(shù)據(jù)輸出端連接，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(5)向外發(fā)送信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種原木自動檢尺系統(tǒng)，其特征在于還包括顯示子系統(tǒng)(4)， 控制子系統(tǒng)出)的顯示輸出端與顯示子系統(tǒng)(4)的顯示輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種原木自動檢尺系統(tǒng)，其特征在于顯示子系統(tǒng)(4)為顯示適配器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的ー種原木自動檢尺系統(tǒng)，其特征在于圖像采集子系統(tǒng)(I)采用500萬像素高分辨率CCD攝像頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種原木自動檢尺系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)(3)為 PC機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的ー種原木自動檢尺系統(tǒng)，其特征在于無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)(5)為無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
專利摘要一種原木自動檢尺系統(tǒng)，它涉及檢測領(lǐng)域，解決了檢尺過程中仍存在不靈活性、檢尺信息管理非智能的不便的缺陷。圖像采集子系統(tǒng)用于完成原木或原木堆端面圖像的采集，并將獲取的原木或原木堆端面圖像發(fā)送給控制子系統(tǒng)，圖像采集子系統(tǒng)連控制子系統(tǒng)，圖像處理與分析子連控制子系統(tǒng)，圖像處理與分析子系統(tǒng)用于對圖像采集子系統(tǒng)獲取的原木或原木堆端面圖像與標(biāo)尺結(jié)合進(jìn)行處理與分析，最后獲得圖像中原木的檢尺徑和原木材積信息；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)連控制子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)用于進(jìn)行被檢尺原木的檢尺徑和原木材積信息，以及樹種、材種、樹齡、產(chǎn)地和價格信息的整理，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)連控制子系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)向外發(fā)送。應(yīng)用于原木的測量。
文檔編號G06Q50/00GK202339579SQ20112052640
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者任洪娥, 李友, 董本志 申請人:任洪娥