基于CT技術(shù)的木結(jié)構(gòu)古建立柱成像系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2023-01-09 13:45
隨著社會進步和科技的發(fā)展,無損檢測技術(shù)發(fā)展迅速,在工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。但對于木材、木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的無損檢測,現(xiàn)有的檢測設(shè)備具有一定的局限性,既不能做到完全無損的檢測,在檢測精度上也有待提高。CT檢測能夠?qū)崿F(xiàn)完全無損檢測并且提供高質(zhì)量、高精度的檢測結(jié)果。目前,現(xiàn)有工業(yè)CT和醫(yī)療CT價格昂貴并且不能隨意移動,設(shè)備操作復(fù)雜,對操作人員技術(shù)要求較高,上述問題嚴(yán)重限制了CT技術(shù)在木材領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。因此,在保證CT檢測精度和質(zhì)量的前提下,提高CT檢測設(shè)備的靈活性,改善上位機軟件的可操控性,對CT技術(shù)的發(fā)展和推廣具有重要意義。本文設(shè)計了基于CT技術(shù)的木結(jié)構(gòu)古建立柱成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠控制X射線發(fā)射器、接收器和支架車,并且具備投影數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖像重建和三維圖像功能。支架車檢測平臺能夠自由移動,不僅提供高質(zhì)量的斷層重建圖像,也能滿足現(xiàn)場檢測需求。該系統(tǒng)為木結(jié)構(gòu)古建立柱保護、珍貴木材試件檢測提供高效、高質(zhì)量的CT無損檢測服務(wù)。論文的主要研究工作如下:1、系統(tǒng)總體設(shè)計。根據(jù)木結(jié)構(gòu)建筑無損檢測和CT技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀,本文分析構(gòu)建實時成像系統(tǒng)的需求,進行系統(tǒng)的總體設(shè)計。研究內(nèi)容包括硬件設(shè)計...
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 課題研究的目的及意義
1.2 相關(guān)技術(shù)及研究現(xiàn)狀
1.2.1 木結(jié)構(gòu)建筑無損檢測研究現(xiàn)狀
1.2.2 CT技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要工作
第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計
2.1 系統(tǒng)需求分析
2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.2.1 支架車控制平臺
2.2.2 X射線發(fā)射器
2.2.3 X射線接收器
2.2.4 PLC控制系統(tǒng)
2.2.5 防護設(shè)施
2.3 系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
第3章 上位機軟件設(shè)計與實現(xiàn)
3.1 主界面設(shè)計
3.2 X射線發(fā)射器控制模塊
3.2.1 指令初始化
3.2.2 串口通信設(shè)計
3.3 支架車控制模塊
3.4 X射線接收器控制模塊
3.5 在線同步掃描重建模塊
3.6 三維圖像顯示模塊
3.6.1 三維圖像顯示的技術(shù)路線
3.6.2 三維立方體繪制
3.6.3 坐標(biāo)系原點矯正
3.6.4 當(dāng)前斷層圖像顯示
3.7 本章小結(jié)
第4章 CT投影數(shù)據(jù)處理
4.1 圖像重建基本原理
4.2 投影數(shù)據(jù)處理
4.2.1 壞點數(shù)據(jù)修正
4.2.2 “暗房”處理
4.2.3 有效數(shù)據(jù)截取
4.2.4 旋轉(zhuǎn)動態(tài)誤差修正
4.3 投影數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)總體測試
5.1 系統(tǒng)測試環(huán)境
5.2 軟件功能測試模塊
5.3 軟件CPU和內(nèi)存占用率測試
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點
6.3 研究展望
參考文獻
后記
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]斷層掃描法在木材無損檢測的研究進展[J]. 何宇航,陳偲,王弘歷,黃席陽,王正. 木工機床. 2020(01)
[2]X射線無損檢測技術(shù)的防護研究[J]. 李程,劉俊華,譚軼童,郭磊,趙學(xué)風(fēng),李義倉,廖強強. 電器工業(yè). 2020(Z1)
[3]醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)CT的工作原理以及新應(yīng)用探討[J]. 閆軍,田國鈺. 影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用. 2020(03)
[4]OpenGL中三維圖形的顯示過程[J]. 徐鳳雪. 電子技術(shù)與軟件工程. 2020(02)
[5]醫(yī)學(xué)CT圖像中特征提取方法的應(yīng)用[J]. 孫偉. 影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用. 2019(22)
[6]探討X射線影像診斷設(shè)備的輻射防護[J]. 韓豆. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(32)
[7]木結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)研究進展[J]. 王明謙,王昆,許清風(fēng). 施工技術(shù). 2019(21)
[8]高精度無損檢測設(shè)備(工業(yè)CT)[J]. 中國科技信息. 2019(19)
[9]X射線探傷裝置在特殊屏蔽條件下的輻射防護與安全評價[J]. 陸小茜,李玲玲. 廣東化工. 2019(13)
[10]新型X射線屏蔽涂料的制備及其性能研究[J]. 張靜,馮建,伍方,李邦懌,朱玉斌. 中國鎢業(yè). 2019(03)
博士論文
[1]木材X射線斷層掃描圖像重建算法構(gòu)建與系統(tǒng)研發(fā)[D]. 葛浙東.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2016
[2]古建筑木構(gòu)件材質(zhì)性能與殘損檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李鑫.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[3]我國CT和MRI配置與利用研究[D]. 何達.復(fù)旦大學(xué) 2013
[4]清代官式建筑研究史初探[D]. 常清華.天津大學(xué) 2012
[5]CT圖像重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬晨欣.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[6]基于CT技術(shù)和分形特征的木材物理性質(zhì)及缺陷檢測研究[D]. 韓書霞.東北林業(yè)大學(xué) 2010
[7]基于CT技術(shù)檢測木材、竹材結(jié)構(gòu)特征的研究[D]. 彭冠云.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2009
碩士論文
[1]3D樹木建模及可視化研究[D]. 張昌軍.中國計量大學(xué) 2018
[2]受檢者用x射線防護服設(shè)計[D]. 朱榮桂.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[3]防護水平X射線個人劑量當(dāng)量的測量與研究[D]. 蔣偉.成都理工大學(xué) 2014
[4]基于OpenGL的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡新宸.廈門大學(xué) 2013
[5]基于OpenGL的空間仿真可視化技術(shù)研究[D]. 曲嘯.西安電子科技大學(xué) 2013
[6]基于OPENCV的計算機視覺技術(shù)研究[D]. 黃佳.華東理工大學(xué) 2013
[7]高能工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及圖象重建研究[D]. 王遠.中國工程物理研究院 2007
[8]工業(yè)CT窄角扇束卷積反投影并行圖像重建研究[D]. 葉海霞.重慶大學(xué) 2003
[9]工業(yè)CT圖像重建與處理系統(tǒng)研究[D]. 陳卓建.重慶大學(xué) 2002
本文編號:3729289
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 課題研究的目的及意義
1.2 相關(guān)技術(shù)及研究現(xiàn)狀
1.2.1 木結(jié)構(gòu)建筑無損檢測研究現(xiàn)狀
1.2.2 CT技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要工作
第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計
2.1 系統(tǒng)需求分析
2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.2.1 支架車控制平臺
2.2.2 X射線發(fā)射器
2.2.3 X射線接收器
2.2.4 PLC控制系統(tǒng)
2.2.5 防護設(shè)施
2.3 系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
第3章 上位機軟件設(shè)計與實現(xiàn)
3.1 主界面設(shè)計
3.2 X射線發(fā)射器控制模塊
3.2.1 指令初始化
3.2.2 串口通信設(shè)計
3.3 支架車控制模塊
3.4 X射線接收器控制模塊
3.5 在線同步掃描重建模塊
3.6 三維圖像顯示模塊
3.6.1 三維圖像顯示的技術(shù)路線
3.6.2 三維立方體繪制
3.6.3 坐標(biāo)系原點矯正
3.6.4 當(dāng)前斷層圖像顯示
3.7 本章小結(jié)
第4章 CT投影數(shù)據(jù)處理
4.1 圖像重建基本原理
4.2 投影數(shù)據(jù)處理
4.2.1 壞點數(shù)據(jù)修正
4.2.2 “暗房”處理
4.2.3 有效數(shù)據(jù)截取
4.2.4 旋轉(zhuǎn)動態(tài)誤差修正
4.3 投影數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)總體測試
5.1 系統(tǒng)測試環(huán)境
5.2 軟件功能測試模塊
5.3 軟件CPU和內(nèi)存占用率測試
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點
6.3 研究展望
參考文獻
后記
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]斷層掃描法在木材無損檢測的研究進展[J]. 何宇航,陳偲,王弘歷,黃席陽,王正. 木工機床. 2020(01)
[2]X射線無損檢測技術(shù)的防護研究[J]. 李程,劉俊華,譚軼童,郭磊,趙學(xué)風(fēng),李義倉,廖強強. 電器工業(yè). 2020(Z1)
[3]醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)CT的工作原理以及新應(yīng)用探討[J]. 閆軍,田國鈺. 影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用. 2020(03)
[4]OpenGL中三維圖形的顯示過程[J]. 徐鳳雪. 電子技術(shù)與軟件工程. 2020(02)
[5]醫(yī)學(xué)CT圖像中特征提取方法的應(yīng)用[J]. 孫偉. 影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用. 2019(22)
[6]探討X射線影像診斷設(shè)備的輻射防護[J]. 韓豆. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(32)
[7]木結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)研究進展[J]. 王明謙,王昆,許清風(fēng). 施工技術(shù). 2019(21)
[8]高精度無損檢測設(shè)備(工業(yè)CT)[J]. 中國科技信息. 2019(19)
[9]X射線探傷裝置在特殊屏蔽條件下的輻射防護與安全評價[J]. 陸小茜,李玲玲. 廣東化工. 2019(13)
[10]新型X射線屏蔽涂料的制備及其性能研究[J]. 張靜,馮建,伍方,李邦懌,朱玉斌. 中國鎢業(yè). 2019(03)
博士論文
[1]木材X射線斷層掃描圖像重建算法構(gòu)建與系統(tǒng)研發(fā)[D]. 葛浙東.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2016
[2]古建筑木構(gòu)件材質(zhì)性能與殘損檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李鑫.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[3]我國CT和MRI配置與利用研究[D]. 何達.復(fù)旦大學(xué) 2013
[4]清代官式建筑研究史初探[D]. 常清華.天津大學(xué) 2012
[5]CT圖像重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬晨欣.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[6]基于CT技術(shù)和分形特征的木材物理性質(zhì)及缺陷檢測研究[D]. 韓書霞.東北林業(yè)大學(xué) 2010
[7]基于CT技術(shù)檢測木材、竹材結(jié)構(gòu)特征的研究[D]. 彭冠云.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2009
碩士論文
[1]3D樹木建模及可視化研究[D]. 張昌軍.中國計量大學(xué) 2018
[2]受檢者用x射線防護服設(shè)計[D]. 朱榮桂.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[3]防護水平X射線個人劑量當(dāng)量的測量與研究[D]. 蔣偉.成都理工大學(xué) 2014
[4]基于OpenGL的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡新宸.廈門大學(xué) 2013
[5]基于OpenGL的空間仿真可視化技術(shù)研究[D]. 曲嘯.西安電子科技大學(xué) 2013
[6]基于OPENCV的計算機視覺技術(shù)研究[D]. 黃佳.華東理工大學(xué) 2013
[7]高能工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及圖象重建研究[D]. 王遠.中國工程物理研究院 2007
[8]工業(yè)CT窄角扇束卷積反投影并行圖像重建研究[D]. 葉海霞.重慶大學(xué) 2003
[9]工業(yè)CT圖像重建與處理系統(tǒng)研究[D]. 陳卓建.重慶大學(xué) 2002
本文編號:3729289
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