刘 涛 李光辉

(江南大学人工智能与计算机学院 无锡 214122)

应力波断层成像技术是一种新的无损检测方法，在林木无损检测领域得到了广泛应用。与其他无损检测技术(如X射线、超声波和CT图像)相比，应力波断层成像技术有其特殊优势，如设备便携、安全可靠，且适合各种环境条件等(王立海等， 2002； 杨学春等， 2002)。林木应力波无损检测的基本思想是利用脉冲锤敲击分布在林木周围的传感器，在林木内部产生应力波传播，根据传感器记录的应力波传播时间，分析应力波在林木截面中的速度分布，实现对林木内部缺陷的快速定位和检测。通常，应力波在腐朽木质中的传播速度慢于健康木质，当遇到裂缝、空洞等缺陷时，应力波会跨过该区域，导致传播速度明显降低，从而可有效区分出健康木质和腐朽木质(Dackermannetal.， 2014)。目前，国内外关于应力波技术的研究已有大量成果(梁善庆等， 2008； 王立海等， 2011； 翁翔等， 2016)，Ross等(1992)最早对患有真菌感染的橡树(Quercus)进行试验，验证了应力波技术检测林木缺陷的可行性。杨学春等(2005)基于动力学理论对原木中的应力波传播进行研究，建立了位移、速度、应力和应变方程。张厚江等(2011)与美国农业部林产品实验室合作，使用微钻阻力仪和应力波实现了古建筑木构件材料力学性能的快速检测和评估。梁善庆等(2010)基于应力波断层成像技术获取木材断层图像，能够对木材缺陷进行有效诊断。

由于木材内部应力波传播速度因材质变化而发生改变，因此现有应力波断层成像算法通常仅根据波速差异判断材质健康状况，成像软件的设计开发过程并未考虑具体的木材含水率、密度和缺陷类型等因素(安源， 2013；……