[发明专利]一种圆竹分级方法

摘要

本发明提供一种圆竹分级方法，包括：测量多个圆竹试样的胸径和基本密度；根据多个圆竹试样的胸径和基本密度，采用K‑均值聚类分析算法，对圆竹进行径级分级和密度分级。本发明提供的圆竹分级方法，对圆竹进行径级和密度分级，根据不同的径级等级尺寸和密度确定圆竹的加工方案和用途，密度低、径级小的圆竹可以用作制备地板用、家具用和装饰用等非结构材料，而强度高的圆竹可以制备桥梁和建筑构件用的结构材料。选择相同密度等级的圆竹作为原材料制备的板材或结构材，实现材料的可设计和性能均匀，从而研发出质量稳定的圆竹产品。同时，也通过不同径级等级的圆竹确定出合理的加工方案，将毛竹利用率提高5％，实现圆竹应用价值的最大化。

主权项

1.一种圆竹分级方法，其特征在于，包括：测量多个圆竹试样的胸径和基本密度；根据所述多个圆竹试样的胸径和基本密度，采用K‑均值聚类分析算法，对圆竹进行径级分级和密度分级；所述径级分级包括：测量多个圆竹试样的胸径，将所述多个圆竹试样的胸径作为样本进行初始化分组，指定类别数的初始聚类中心，将样本分配给距离其最近的中心数值，样本从而形成不相交的聚类，然后经过15‑20次的迭代和聚类，对样本进行重复的分组和确定中心，得到最终径级的分级水平和等级结果；所述采用K‑均值聚类分析算法，对圆竹进行径级分级具体包括：从圆竹胸径的数据集中任意选取k个赋给初始的聚类中心d₁，d₂，……，d_k；式中：——代表圆竹胸径的数据集，共有N个样本数；D为胸径，mm；D_n为第n个圆竹胸径值；K为选择的初始聚类中心的数量；d₁，d₂，……，d_k为聚类中心的胸径的数值；对胸径数据集中的每个竹子的胸径样本点D_i，计算其与各个初始聚类中心d_j的欧式距离d_ij计算公式如下：第i个样本胸径与初始的聚类中心点d_j的欧式距离为：并获取其类别的标号：label(i)＝arg_jmin‖D_i‑d_j‖²，i＝1，2，……，N；j＝1，2，……，k；式中：label(i)表示第i个胸径Di的类别标号；arg_jmin‖D_i‑d_j‖²表示第i个胸径Di到第j个聚类中心d_j的最小欧式距离值；重新计算K个聚类中心：d_j——第j个重新计算的聚类中心的胸径值，∑_{s:label(s)＝j}D_s表示分布对不同类别表示的胸径D进行求和，s代表类别表示，Ds为s类别的胸径值；S表示类别标记；N_j为第j类别表示的样本数；重复上述计算步骤15‑20次，直到达到最大迭代次数；得出同一批次圆竹胸径等级K，和等级水平范围。