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专利号: 2023106165191
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种植物叶片局部弯曲特性的计算方法,其特征在于,具体步骤如下:

1)将植物叶片叶柄与植物茎秆的连接处固定,拍摄植物叶片不受载荷的状态图像与受载荷发生弯曲变形后的图像,载荷施加于植物叶片尖端,要求图像中可以清晰地看出植物叶片弯曲变形的轮廓和挠度特征,数字化弯曲前和弯曲后的图片,将叶片抽象为挠曲线,两条挠曲线应被放在同一坐标系下,具有相同的原点和伸展方向;

2)选择想要获取其贡献度信息的区段,确定选择的区段长度和位置,并在两条挠曲线上找到代表同一区段的曲线段;

3)确定关键点坐标和矢量,在植物叶片变形前后两条挠曲线上找到需要刚化部分的起点和终点的直角坐标,变形前刚化段起点(x11,y11)和终点(x12,y12),变形后刚化段起点(x21,y21)和终点(x22,y22);并建立矢量 从变形前刚化段起点指向变形前刚化段终点,该矢量意在表达变形前刚化段的特征长度;通过图像处理的方法,将叶片中脉数字化在变形前的挠曲线上计算并提取挠度计算点坐标(x13,y13),挠度计算点应是被提前确定好的位于叶片末端上的固定点,并进行标记,在变形后挠曲线上计算挠度计算点坐标(x23,y23)及刚化段末端到挠度计算点的矢量 该矢量由(x22,y22)指向(x23,y23);

4)为保证各矢量段拼接时连接点的光滑即保证各段衔接后形成的新曲线的光滑,需计算各挠曲线上各关键点的斜线方向切线方向,计算两条挠曲线上刚化段起点切线夹角θ1,计算两条挠曲线上刚化段末端的倾斜程度,变形前刚化段末端点切线与水平方向夹角α1,变形后刚化段末端点切线与水平方向夹角α2;

5)旋转并光滑连接各段矢量;根据步骤(4)计算的角θ1,逆时针旋转步骤(3)中计算的变形前刚化段矢量 得到 计算 与水平方向夹角α0,将矢量 尾部接在变形后刚化段起始点(x21,y21)得到新的矢量末端坐标(x02,y02),计算变形后刚化段末端点切线方向转向矢量 方向的所需角度β=α1‑θ1‑α2,将矢量 同步旋转角度β,得到新矢量 将矢量 尾部接在坐标(x02,y02)上,得到新的挠曲线挠度计算点坐标(x03,y03);

6)贡献度可近似计算为:

2.如权利要求1所述的一种植物叶片局部弯曲特性的计算方法,其特征在于,步骤1)中,载荷的大小与植物叶片在降雨中受到的通常载荷作为参照,为50mg~200mg。

3.如权利要求1所述的一种植物叶片局部弯曲特性的计算方法,其特征在于,步骤2)中,标记包括进行颜色标记。

4.如权利要求1所述的一种植物叶片局部弯曲特性的计算方法,其特征在于,计算过程中的角度大小在‑180°~180°之间,方向规定为从x轴正向出发,顺时针旋转为负,逆时针旋转为正,旋转过程中对于负的角度值顺时针旋转,正的角度值逆时针旋转。