基于虚拟现实技术的坡口缺陷图像自动生成方法研究

发布时间：2024-05-31 23:39

　　作为一种清洁高效的新型能源,核能已广泛应用于众多国家,核燃料棒是核反应堆的组成基元,核燃料棒的端塞焊接工艺是不可或缺的一道工序,由于核燃料棒在生产过程中端面会出现各种缺陷从而影响焊接工序,所以核燃料棒缺陷检测是必需的,但现实中大量缺陷样本的缺少一直是坡口缺陷检测算法的阻碍。针对坡口缺陷图像自动生成方法展开研究,目的是能够向坡口缺陷检测算法提供更多的训练样本。论文在科技部创新方法专项(项目编号:2016IM030300)和工信部智能制造标准化与新模式应用(项目编号:2016ZXFM02016)的资助下,对基于虚拟现实技术的坡口缺陷图像自动生成方法进行了研究与应用。论文的主要研究工作有:(1)首先介绍坡口缺陷的形成原因与分类,然后分别从坡口的三维模型和数字图像处理,分析了坡口三维模型的网格特征、材质特征以及坡口缺陷图像的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间关系特征,为基于虚拟现实技术的坡口图像生成鉴定基础。(2)分析并搭建现实实验环境,利用虚拟现实技术构建虚拟实验环境。建立细化坡口模型、建立以自发光材质为主的光源库,使用移动最小二乘变形算法对三维模型进行变形处理制作随机缺陷,利用3ds Ma...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 缺陷图像生成方法
        1.2.2 基于机器视觉的缺陷检测方法
        1.2.3 虚拟现实技术研究
    1.3 论文主要研究内容及结构安排
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 结构安排
第2章 核燃料棒双Y型坡口分析
    2.1 引言
    2.2 双Y型坡口缺陷的形成及分类
        2.2.1 双Y型坡口缺陷生成原因
        2.2.2 双Y型坡口缺陷分类
    2.3 双Y型坡口的三维模型特征
        2.3.1 网格特征
        2.3.2 材质特征
    2.4 双Y型坡口图像的数字图像特征
        2.4.1 颜色特征
        2.4.2 纹理特征
        2.4.3 形状特征
        2.4.4 空间关系特征
    2.5 本章小结
第3章 仿真坡口缺陷图像的生成
    3.1 引言
    3.2 坡口检测成像环境搭建
        3.2.1 相机选择
        3.2.2 镜头选择
        3.2.3 光源选择
    3.3 坡口缺陷图像生成
        3.3.1 虚拟光学实验环境搭建
        3.3.2 模型材质
        3.3.3 模型变形算法
        3.3.4 模型渲染
        3.3.5 图像生成
    3.4 本章小结
第4章 仿真坡口缺陷图像应用验证
    4.1 引言
    4.2 仿真坡口缺陷图像预处理
        4.2.1 圆心提取
        4.2.2 插值展开
    4.3 基于深度学习的仿真坡口缺陷图像有效性验证
    4.4 基于自适应模板法的仿真坡口缺陷图像应用
    4.5 本章小结
第5章 仿真坡口缺陷图像自动生成插件开发
    5.1 引言
    5.2 脚本插件开发工具——MAX Script语言介绍
        5.2.1 MAX Script脚本语言的功能
        5.2.2 MAX Script脚本语言的优势
        5.2.3 脚本编辑器与脚本可视化编辑器
    5.3 插件功能设计
    5.4 系统实现
        5.4.1 模型建立
        5.4.2 材质赋予
        5.4.3 灯光环境
        5.4.4 相机布置
        5.4.5 模型变形
        5.4.6 渲染出图
        5.4.7 加载插件
    5.5 本章小节
总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3985245