基于CT技术的木结构古建立柱成像系统研究
发布时间：2023-01-09 13:45
随着社会进步和科技的发展,无损检测技术发展迅速,在工业、医学等领域应用更加广泛。但对于木材、木结构建筑构件的无损检测,现有的检测设备具有一定的局限性,既不能做到完全无损的检测,在检测精度上也有待提高。CT检测能够实现完全无损检测并且提供高质量、高精度的检测结果。目前,现有工业CT和医疗CT价格昂贵并且不能随意移动,设备操作复杂,对操作人员技术要求较高,上述问题严重限制了CT技术在木材领域的发展和应用。因此,在保证CT检测精度和质量的前提下,提高CT检测设备的灵活性,改善上位机软件的可操控性,对CT技术的发展和推广具有重要意义。本文设计了基于CT技术的木结构古建立柱成像系统。该系统能够控制X射线发射器、接收器和支架车,并且具备投影数据采集、数据处理、图像重建和三维图像功能。支架车检测平台能够自由移动,不仅提供高质量的断层重建图像,也能满足现场检测需求。该系统为木结构古建立柱保护、珍贵木材试件检测提供高效、高质量的CT无损检测服务。论文的主要研究工作如下:1、系统总体设计。根据木结构建筑无损检测和CT技术的国内外现状,本文分析构建实时成像系统的需求,进行系统的总体设计。研究内容包括硬件设计...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 课题研究的目的及意义
1.2 相关技术及研究现状
1.2.1 木结构建筑无损检测研究现状
1.2.2 CT技术国内外研究现状
1.3 论文主要工作
第2章 系统总体设计
2.1 系统需求分析
2.2 系统硬件设计
2.2.1 支架车控制平台
2.2.2 X射线发射器
2.2.3 X射线接收器
2.2.4 PLC控制系统
2.2.5 防护设施
2.3 系统上位机软件设计
2.4 本章小结
第3章 上位机软件设计与实现
3.1 主界面设计
3.2 X射线发射器控制模块
3.2.1 指令初始化
3.2.2 串口通信设计
3.3 支架车控制模块
3.4 X射线接收器控制模块
3.5 在线同步扫描重建模块
3.6 三维图像显示模块
3.6.1 三维图像显示的技术路线
3.6.2 三维立方体绘制
3.6.3 坐标系原点矫正
3.6.4 当前断层图像显示
3.7 本章小结
第4章 CT投影数据处理
4.1 图像重建基本原理
4.2 投影数据处理
4.2.1 坏点数据修正
4.2.2 “暗房”处理
4.2.3 有效数据截取
4.2.4 旋转动态误差修正
4.3 投影数据处理结果分析
4.4 本章小结
第5章 系统总体测试
5.1 系统测试环境
5.2 软件功能测试模块
5.3 软件CPU和内存占用率测试
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 创新点
6.3 研究展望
参考文献
后记
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]断层扫描法在木材无损检测的研究进展[J]. 何宇航,陈偲,王弘历,黄席阳,王正. 木工机床. 2020(01)
[2]X射线无损检测技术的防护研究[J]. 李程,刘俊华,谭轶童,郭磊,赵学风,李义仓,廖强强. 电器工业. 2020(Z1)
[3]医学影像技术学CT的工作原理以及新应用探讨[J]. 闫军,田国钰. 影像研究与医学应用. 2020(03)
[4]OpenGL中三维图形的显示过程[J]. 徐凤雪. 电子技术与软件工程. 2020(02)
[5]医学CT图像中特征提取方法的应用[J]. 孙伟. 影像研究与医学应用. 2019(22)
[6]探讨X射线影像诊断设备的辐射防护[J]. 韩豆. 科学技术创新. 2019(32)
[7]木结构无损检测技术研究进展[J]. 王明谦,王昆,许清风. 施工技术. 2019(21)
[8]高精度无损检测设备（工业CT）[J]. 中国科技信息. 2019(19)
[9]X射线探伤装置在特殊屏蔽条件下的辐射防护与安全评价[J]. 陆小茜,李玲玲. 广东化工. 2019(13)
[10]新型X射线屏蔽涂料的制备及其性能研究[J]. 张静,冯建,伍方,李邦怿,朱玉斌. 中国钨业. 2019(03)
博士论文
[1]木材X射线断层扫描图像重建算法构建与系统研发[D]. 葛浙东.中国林业科学研究院 2016
[2]古建筑木构件材质性能与残损检测关键技术研究[D]. 李鑫.北京工业大学 2015
[3]我国CT和MRI配置与利用研究[D]. 何达.复旦大学 2013
[4]清代官式建筑研究史初探[D]. 常清华.天津大学 2012
[5]CT图像重建关键技术研究[D]. 马晨欣.解放军信息工程大学 2011
[6]基于CT技术和分形特征的木材物理性质及缺陷检测研究[D]. 韩书霞.东北林业大学 2010
[7]基于CT技术检测木材、竹材结构特征的研究[D]. 彭冠云.中国林业科学研究院 2009
硕士论文
[1]3D树木建模及可视化研究[D]. 张昌军.中国计量大学 2018
[2]受检者用x射线防护服设计[D]. 朱荣桂.天津工业大学 2017
[3]防护水平X射线个人剂量当量的测量与研究[D]. 蒋伟.成都理工大学 2014
[4]基于OpenGL的医学图像三维可视化平台的设计与实现[D]. 胡新宸.厦门大学 2013
[5]基于OpenGL的空间仿真可视化技术研究[D]. 曲啸.西安电子科技大学 2013
[6]基于OPENCV的计算机视觉技术研究[D]. 黄佳.华东理工大学 2013
[7]高能工业CT数据采集系统及图象重建研究[D]. 王远.中国工程物理研究院 2007
[8]工业CT窄角扇束卷积反投影并行图像重建研究[D]. 叶海霞.重庆大学 2003
[9]工业CT图像重建与处理系统研究[D]. 陈卓建.重庆大学 2002
本文编号：3729289
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 课题研究的目的及意义
1.2 相关技术及研究现状
1.2.1 木结构建筑无损检测研究现状
1.2.2 CT技术国内外研究现状
1.3 论文主要工作
第2章 系统总体设计
2.1 系统需求分析
2.2 系统硬件设计
2.2.1 支架车控制平台
2.2.2 X射线发射器
2.2.3 X射线接收器
2.2.4 PLC控制系统
2.2.5 防护设施
2.3 系统上位机软件设计
2.4 本章小结
第3章 上位机软件设计与实现
3.1 主界面设计
3.2 X射线发射器控制模块
3.2.1 指令初始化
3.2.2 串口通信设计
3.3 支架车控制模块
3.4 X射线接收器控制模块
3.5 在线同步扫描重建模块
3.6 三维图像显示模块
3.6.1 三维图像显示的技术路线
3.6.2 三维立方体绘制
3.6.3 坐标系原点矫正
3.6.4 当前断层图像显示
3.7 本章小结
第4章 CT投影数据处理
4.1 图像重建基本原理
4.2 投影数据处理
4.2.1 坏点数据修正
4.2.2 “暗房”处理
4.2.3 有效数据截取
4.2.4 旋转动态误差修正
4.3 投影数据处理结果分析
4.4 本章小结
第5章 系统总体测试
5.1 系统测试环境
5.2 软件功能测试模块
5.3 软件CPU和内存占用率测试
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 创新点
6.3 研究展望
参考文献
后记
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]断层扫描法在木材无损检测的研究进展[J]. 何宇航,陈偲,王弘历,黄席阳,王正. 木工机床. 2020(01)
[2]X射线无损检测技术的防护研究[J]. 李程,刘俊华,谭轶童,郭磊,赵学风,李义仓,廖强强. 电器工业. 2020(Z1)
[3]医学影像技术学CT的工作原理以及新应用探讨[J]. 闫军,田国钰. 影像研究与医学应用. 2020(03)
[4]OpenGL中三维图形的显示过程[J]. 徐凤雪. 电子技术与软件工程. 2020(02)
[5]医学CT图像中特征提取方法的应用[J]. 孙伟. 影像研究与医学应用. 2019(22)
[6]探讨X射线影像诊断设备的辐射防护[J]. 韩豆. 科学技术创新. 2019(32)
[7]木结构无损检测技术研究进展[J]. 王明谦,王昆,许清风. 施工技术. 2019(21)
[8]高精度无损检测设备（工业CT）[J]. 中国科技信息. 2019(19)
[9]X射线探伤装置在特殊屏蔽条件下的辐射防护与安全评价[J]. 陆小茜,李玲玲. 广东化工. 2019(13)
[10]新型X射线屏蔽涂料的制备及其性能研究[J]. 张静,冯建,伍方,李邦怿,朱玉斌. 中国钨业. 2019(03)
博士论文
[1]木材X射线断层扫描图像重建算法构建与系统研发[D]. 葛浙东.中国林业科学研究院 2016
[2]古建筑木构件材质性能与残损检测关键技术研究[D]. 李鑫.北京工业大学 2015
[3]我国CT和MRI配置与利用研究[D]. 何达.复旦大学 2013
[4]清代官式建筑研究史初探[D]. 常清华.天津大学 2012
[5]CT图像重建关键技术研究[D]. 马晨欣.解放军信息工程大学 2011
[6]基于CT技术和分形特征的木材物理性质及缺陷检测研究[D]. 韩书霞.东北林业大学 2010
[7]基于CT技术检测木材、竹材结构特征的研究[D]. 彭冠云.中国林业科学研究院 2009
硕士论文
[1]3D树木建模及可视化研究[D]. 张昌军.中国计量大学 2018
[2]受检者用x射线防护服设计[D]. 朱荣桂.天津工业大学 2017
[3]防护水平X射线个人剂量当量的测量与研究[D]. 蒋伟.成都理工大学 2014
[4]基于OpenGL的医学图像三维可视化平台的设计与实现[D]. 胡新宸.厦门大学 2013
[5]基于OpenGL的空间仿真可视化技术研究[D]. 曲啸.西安电子科技大学 2013
[6]基于OPENCV的计算机视觉技术研究[D]. 黄佳.华东理工大学 2013
[7]高能工业CT数据采集系统及图象重建研究[D]. 王远.中国工程物理研究院 2007
[8]工业CT窄角扇束卷积反投影并行图像重建研究[D]. 叶海霞.重庆大学 2003
[9]工业CT图像重建与处理系统研究[D]. 陈卓建.重庆大学 2002
本文编号：3729289
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