木材资源的极大浪费是导致我国林产业发展停滞不前的主要原因,木段定心技术就是提高我国木材综合利用率的重要途径之一。随着我国社会经济的迅速发展,开展定心系统研究对于提高木材综合利用率以减少资源浪费、缓解我国对木材资源的供需紧张、保护生态环境、促进林业可持续性发展都有着十分重要的现实意义。木段数字化定心即将先进的工程检测技术和先进的数学理论相结合,描绘出木段数字化外形轮廓后运用数学方法实现木段定心的一项技术,它与传统的人工定心和机械定心相比不仅具有更高的定心精度和定心速度,而且节省了大量劳动力资源。本课题组在传统离散定心理论基础之上提出了木段最大内接圆搜寻系统研究课题,主要针对木段数字化定心中的定心优化算法和实验方法进行研究,为我国今后的木段数字化定心提供科学依据和实践指导。首先,对木段数字化定心技术的基本概念和意义做了简要介绍；描述了几种目前常用的确定木段断面最大内接圆的方法,分别分析其优缺点；简述了超声波传感器检测木段外形轮廓数据和坐标转换方法,并在几种常用方法基础之上,提出了一种求解木段断面最大内接圆的优化算法,详细介绍了该方法的基本思路、数学模型和计算步骤。其次,简单描述了木段离散三维轮廓重建方法；介绍了求解木段最大内接圆柱体的最小二乘圆柱法；对本研究求解木段最大内接圆柱体的优化算法进行了详细论述,主要可分为以下几步：确定木段中心轴线的方向向量、木段中心轴线的空间位置以及最大内接圆柱体的半径值。然后,对整个实验系统进行研究。包括对系统总体结构的设计；根据系统要求正确选择实验设备；完成了数据采集控制系统工作流程图和硬件电路接线图的设计,对触摸屏的人机交互界面以及其与PLC之间的通讯进行了设置；分析了NMATLAB作为定心软件的优势,并给出其编程界面。最后,搭建了木段最大内接圆搜寻系统实验平台,检测木段外轮廓数据,并采用根据本文介绍的优化算法编写的程序软件计算出木段断面最大内接圆和木段最大内接圆柱体。将断面数字化定心结果与CAD作图和人工定心结果进行对比,并以确定的最大内接圆的方差为判别指标,对比分析常用木段断面最大内接圆检测算法的精确度,验证本文提出的断面定心算法准确、可靠、精度高；将软件得到的木段最大内接圆柱体与人工方法得到结果的进行对比,验证了体的算法的正确性和整个系统的可靠性。