[发明专利]一种木材自动监管方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及监管领域，具体涉及一种木材自动监管方法及系统，用于自动监管行驶车辆中装载木材、行驶车辆中的装载原木材积、场地原木材积。

背景技术

据统计2007年我国原木进口多达3千多万立方，总价值53亿美元，原木是我国很多边境海关口岸进口的大宗货物，因此需要重点监管，对木材材积进行测量，与申报数量核对，以检查是否瞒报、少报。现阶段木材的计量采用人工检尺方法，对可疑申报木材，按照国家标准的规定测量，人工用皮尺对每根木材进行测量，这种方法的准确性和合理性都不是很理想。按照国家标准的规定，其具体做法是：针对每一根木材，通过小头端面中心先量短径(量至毫米算至厘米)，再通过短径的中心垂直检量长径，由其横截面较小的一端的轮廓，人工用盒尺(皮尺)来确定其径级；根据每一根木头的径级乘以一确定的系数，获得该根木头的体积数，累计所有需检尺的木头的体积数，就可以得到所需检尺木头的体积数，即材积数。

人工检尺方式不但存在需要人员多、劳动强度大、效率低、安全隐患多的缺点，而且由于人为因素导致检尺误差大、波动大。即使进行复检验收和加强管理仍达不到较理想的结果，检查速度慢，只能进行抽查，无法杜绝走私现象存在。

对于木材材积的自动测量测试，1997年报道了通过卫星遥感技术来估计陆地上某些林区的木材材积，但这些方法的精度和操作流程显然不符合我国的现行国家标准。

1992年，Brodie等人应用了计算机视觉来检测原木材积。该系统采用了检测圆形目标的霍夫Hough变换方法，通过K均值聚类算法来获得Hough变换结果的极大值，利用这些极大值来确定端面径级，从而计算出原木材积。但该系统只能处理很接近圆形的原木端面，其测量误差范围在10％之内，这样的检尺误差在国内的木材计量中难以实用。

国内，青岛海洋大学有基于计算机视觉检测原木材积的研究报道。该系统采用了摄像机作为图像的获取工具，把在现场采集的视频输入计算机，在视频中选择图像效果较好的图片进行处理。该系统采用了聚类分析和模糊识别的技术，所提取的端面依赖于所采用的阈值。系统把所有端面均近似为圆形，取所有木材两端端面面积总和的平均再乘以木材的长度作为总材积，可见，该系统也不符合我国现行国家标准。

2002年有浙江工学院相关工作的研究。该系统采用了一种改进的Hausdorff距离算法来提取端面轮廓。虽然该方法具有一定的创新性，但是仅仅是使用了一些预先确定的模版来逼近端面轮廓。

上述系统没有针对每个原木端面提取出其轮廓，因此也无法按照国家标准来计算径级，也没有考虑到实际应用中除了对原木，还需要对板材、锯材进行测量的需求，无法对运动状态下列车中装载木材进行测量，无法满足海关领域对木材监管的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种木材自动监管方法，实现图像中原木端面轮廓的提取，进而按照国家标准计算径级，统计原木材积，并用激光测量计算、机器视觉识别技术测量运输木材体积，该方法的应用可降低人工检查强度，提高检查准确率，有效打击走私犯罪。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

提供一种木材自动监管方法，用于对行驶列车中装载的木材进行监管，该方法包括以下步骤：用激光扫描装置扫描行驶列车车厢，得到车厢中木材横截面的外形轮廓线数据，依据所述外形轮廓线数据获取木材的横截面面积；用摄像装置连续拍摄列车车厢通过时的图片，依据所拍摄的图片获取行驶列车的车厢长度；由所述木材的横截面面积与所述车厢长度获取木材的体积；根据获得的所述木材的体积判断是否超出范围，进行监管。

其中，所述扫描装置为激光扫描仪，所述外形轮廓线数据为扫描到的车厢中木材轮廓线上各点的坐标，扫描中获取激光扫描仪的激光器与车厢中木材轮廓线上各点的距离，经坐标变换得到所述车厢中木材轮廓线上各点的坐标。

其中，所述木材为原木时，由所述车厢中木材轮廓线上各点的坐标获取所述轮廓线与坐标围成的面积，将所述面积与数值范围为0.96～0.98的系数乘积，用于去除原木空隙占用的面积，得到所述原木的横截面面积。

其中，所述摄像装置为数字摄像机，在激光扫描装置扫描到车厢进入与车厢离开的时间段内进行连续拍摄，由所拍摄的图片中特征区域的位移进行坐标变换，得到实际列车车厢移动的距离，由所述列车车厢移动的距离确定车厢长度。