CN103278099A - 一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法 - Google Patents

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Abstract

一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法属于一种提取木材断口分形维数的方法；该方法首先用光栅三维扫描仪扫描木材断口，获得木材断口各点的三维坐标；然后三维坐标建立木材断口的三维片体模型；再对木材断口的三维片体模型进行编辑，得到木材断口的实体模型，计算木材断口的横截面面积和周长；最后以木材断口横截面面积的对数为自变量，周长的对数为因变量，进行线性回归，木材断口的分形维数是回归所得直线斜率的2倍；本发明可以不破坏木材断口原貌，使测量过程可重复进行；且具有方便快捷、准确、测量精度高，不受测量码尺的限制并且可测量木材断口的任意截面的优点。

Description

一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法
技术领域
 一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法属于一种提取木材断口分形维数的方法。
背景技术
现有的木材断口分形维数的测量方法主要有小岛法、垂直截面法等方法，小岛法又可分为填充法和镀层法。无论是小岛法的填充法、镀层法，还是垂直截面法，都需要对木材断口进行锯解或打磨，对木材断口造成不可修复的破坏，每个木材断口只能进行一次测量，这为计算结果的复查带来困难。在锯解或打磨的过程中还可能在木材断口上产生新的裂纹、断口等，破坏了木材断口的原貌使计算产生误差。并且在计算过程中都需要结合数盒子法，计算量较大、计算过程繁琐，只有当测量码尺等于或小于裂纹扩展的最小步长时才能得到断口的真正分维值。因此，破坏木材断口原貌，使测量过程不可重复进行，以及测量精度低，测量受码尺限制是现有技术急需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，该方法可以不破坏木材断口原貌，使测量过程可重复进行；且具有方便快捷、准确、测量精度高，不受测量码尺的限制并且可测量木材断口的任意截面的优点。
本发明的目的是这样实现的：
一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，由以下步骤组成：
步骤a、用光栅三维扫描仪扫描木材断口，获得木材断口各点的三维坐标；
步骤b、根据步骤a得到的三维坐标建立木材断口的三维片体模型；
步骤c、编辑步骤b得到的木材断口的三维片体模型，得到木材断口的实体模型，计算木材断口的横截面面积和周长；
步骤d、以步骤c得到的木材断口横截面面积的对数为自变量，周长的对数为因变量，进行线性回归，木材断口的分形维数是回归所得直线斜率的2倍。
上述的一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，所述的步骤c利用三维造型与分析软件实现。
所述的步骤c具体为：
步骤c1、将步骤b得到的木材断口的三维片体模型导入三维造型与分析软件；
步骤c2、编辑木材断口的三维片体模型，得到木材断口的实体模型；
步骤c3、建立一个与木材断口平面平行的基准面；
步骤c4、移动基准面切割木材断口的实体模型，利用三维造型与分析软件的分析功能计算木材断口的横截面面积和周长。
所述的木材断口的实体模型是通过对导入到三维造型与分析软件中的木材断口的三维片体模型的断口表面沿着断口平面的内法线方向拉伸得到的。
所述的三维造型与分析软件为UG、ProEngineer或Solidworks软件。
由于本发明应用光栅三维扫描仪获得木材断口各点的三维坐标，因此可以不破坏木材断口原貌，使测量过程可重复进行；由于采用三维造型与分析软件计算木材断口的横截面面积和周长，因此具有方便快捷、准确、测量精度高，不受测量码尺的限制并且可测量木材断口的任意截面的优点。
附图说明
图1是本发明应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例的应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法流程图如图1所示，该方法由以下步骤组成：
步骤a、用光栅三维扫描仪扫描木材断口，获得木材断口各点的三维坐标；具体为：架设好光栅三维扫描仪，调整好参数和角度，对木材断口进行扫描，将木材断口旋转一个角度，再次扫描，重复这个过程直至获得了木材断口各个点的三维坐标；
步骤b、根据步骤a得到的三维坐标建立木材断口的三维片体模型；
步骤c、利用三维造型与分析软件编辑步骤b得到的木材断口的三维片体模型，得到木材断口的实体模型，计算木材断口的横截面面积和周长；
具体为：
步骤c1、将步骤b得到的木材断口的三维片体模型导入三维造型与分析软件；
步骤c2、编辑木材断口的三维片体模型，得到木材断口的实体模型；具体为：通过对导入到三维造型与分析软件中的木材断口的三维片体模型的断口表面沿着断口平面的内法线方向拉伸得到的；
步骤c3、建立一个与木材断口平面平行的基准面；
步骤c4、移动基准面切割木材断口的实体模型，利用三维造型与分析软件的分析功能计算木材断口的横截面面积和周长。
步骤d、以步骤c得到的木材断口横截面面积的对数为自变量，周长的对数为因变量，进行线性回归，木材断口的分形维数是回归所得直线斜率的2倍。
上述应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，所述的三维造型与分析软件为UG、ProEngineer或Solidworks软件中的一种或几种配合使用。

Claims (5)

1.一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，其特征在于由以下步骤组成：
步骤a、用光栅三维扫描仪扫描木材断口，获得木材断口各点的三维坐标；
步骤b、根据步骤a得到的三维坐标建立木材断口的三维片体模型；
步骤c、编辑步骤b得到的木材断口的三维片体模型，得到木材断口的实体模型，计算木材断口的横截面面积和周长；
步骤d、以步骤c得到的木材断口横截面面积的对数为自变量，周长的对数为因变量，进行线性回归，木材断口的分形维数是回归所得直线斜率的2倍。
2.根据权利要求1所述的一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，其特征在于所述的步骤c利用三维造型与分析软件实现。
3.根据权利要求2所述的一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，其特征在于所述的步骤c具体为：
步骤c1、将步骤b得到的木材断口的三维片体模型导入三维造型与分析软件；
步骤c2、编辑木材断口的三维片体模型，得到木材断口的实体模型；
步骤c3、建立一个与木材断口平面平行的基准面；
步骤c4、移动基准面切割木材断口的实体模型，利用三维造型与分析软件的分析功能计算木材断口的横截面面积和周长。
4.根据权利要求3所述的一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，其特征在于所述的木材断口的实体模型是通过对导入到三维造型与分析软件中的木材断口的三维片体模型的断口表面沿着断口平面的内法线方向拉伸得到的。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种应用光栅三维扫描仪测量木材断口分形维数的方法，其特征是在于所述的三维造型与分析软件为UG、ProEngineer或Solidworks软件。
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