基于三维扫描技术的木材缺陷检测技术研究与应用

发布时间：2024-03-10 10:50

　　随着社会人们生活物质水平的提高,同时我国又面临着巨大的自然资源压力,如何将有限的资源进行更加有效地利用,许多科研工作者都在用自己的方式进行着努力。从大量的文献记载中发现许多科研人员仅仅针对木材表面可见的缺陷结构进行检测,不能对木材的内部缺陷信息进行检测,而本文将三维数字化结构光扫描技术与三维断层扫描技术两种获取数据的方式相结合,从一个全新的角度对木的表面与内部缺陷进行了研究。基于三维扫描技术的木材缺陷检测的研究,是将木材表面与内部的缺陷进行三维重现,建立出虚拟的三维模型。木材表面的数据获取是利用结构光扫描技术来获取点云数据,然后对点云数据进行过滤,再使用三角网相交算法对数据进行处理,得到木材表面结构模型。由于结构光扫面技术的特点,只可以获取木材表面的三维数据,对木材内部的缺陷数据则无法获取,所以需要使用三断层扫描技术,对木材进行断层扫描,获取每一断层的切片数据,然后使用滤波与二值化算法进行数据图像处理,再将获得的图像数据进行叠加,利用Marching cube算法进行木材缺陷的面绘制得到木材内部的缺陷模型,将木材表面的缺陷三维模型和内部的缺陷模型进行叠加组合,可以完整地获取木材的缺陷数...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本课题的研究目的及意义
    1.2 国内外三维扫描技术的应用研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 基于三维扫描技术进行数据获取
    2.1 结构光的三维扫描技术概述
        2.1.1 结构光的三维扫描技术应用现状
        2.1.2 结构光的三维扫描技术在林业上的应用
        2.1.3 木材图像获取
        2.1.4 三维扫描摄像机的标定
        2.1.5 结构光点云数据获取
        2.1.6 点云数据的特征提取
    2.2 三维断层扫描的技术概述
        2.2.1 三维断层扫描技术应用现状
        2.2.2 三维断层扫描技术在林业上的应用
    2.3 三维断层扫描图像处理
        2.3.1 三维断层扫描成像的原理
        2.3.2 使用滤波算法对图像进行过滤
        2.3.3 使用图像二值化算法进行图像处理
    2.4 两种三维扫描技术获取数据的对比
    2.5 小结
3 基于三维扫描技术的模型重建
    3.1 基于结构光扫描技术的三维重建
        3.1.1 结构光的三维扫描技术三维重建基本原理
        3.1.2 三维扫描数据的立体匹配
        3.1.3 三维扫描数据的三维重建
    3.2 基于三维断层扫描技术的三维重建
        3.2.1 窗宽和窗位
        3.2.2 三维模型的体绘制
        3.2.3 Marching cube算法
    3.3 利用MC算法进行面绘制得到的木材三维模型
    3.4 两种三维扫描方式数据建模对比
    3.5 小结
4 基于三维扫描数据的缺陷检测
    4.1 通过结构光扫描数据与木材模型获取物理数据
        4.1.1 结构光系统计算面积和体积算法
        4.1.2 局部缺陷数据坐标标记
    4.2 通过三维断层扫描数据与模型获取物理数据
        4.2.1 针对木材裂缝进行计算
        4.2.2 针对木材模型内部缺陷程度进行计算
    4.3 小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3924684