基于X射线检测图像的电力金具三维重建系统研究

论文摘要

X射线无损检测技术可以检测电力设备内部故障,是一种有效的电力设备检测手段。三维重建技术以机器视觉为基础,通过多幅图像建立物体的三维模型,直观反映物体空间三维信息。本文结合图像三维重建理论,通过X射线检测图像研究电力金具的三维重建系统。首先基于X射线检测图像研究了图像的三维重建算法。根据现场检测过程设计了X射线图像夹角求解方法;根据现有的数字图像处理研究,设计了X射线图像的数字校正方案;运用基于能量的8邻域遍历追踪法存储图像轮廓线坐标;运用基于像素分割的轮廓线对应点匹配方法对轮廓线坐标点进行匹配;根据图像的旋转平移特征推导点的三维坐标求解公式。接着根据三维重建算法和X射线无损检测应用,设计了X射线无损检测便携工装。工装由X光机装载装置、成像板装载装置和姿态测量装置组成,可实现X光机的卧式装载、立式装载以及各装载模式下的X光机及成像板的姿态测量;工装还具有X光机及成像板的快速装卸折等功能,方便现场使用。然后开发了X射线图像三维重建软件系统。软件包括建模预处理模块、三维重建模块、模型分析模块三个模块,实现三维重建过程中的人机交互操作,方便技术人员建立设备的三维模型并进行故障分析及诊断。最后利用开发的三维重建系统建立了W-7B型号单联碗头挂板三维模型,验证三维重建系统的可行性。通过实验仿真得出:三维重建系统所建模型在形状和结构上基本与零件相同,在关键尺寸上的误差稳定在10%以内,具有一定的可靠性。本文基于X射线检测图像研究的电力金具三维重建系统可重建电力金具的三维模型,更直观的检测设备故障,同时极大的方便了操作人员在现场进行设备无损检测,具有较高的实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 X射线无损检测研究现状
•     1.2.2 X射线图像处理技术的现状
•     1.2.3 三维重建技术研究现状
•   1.3 存在的问题
•   1.4 研究目的和研究内容
• 第2章 三维重建算法研究
•   2.1 X射线图像采集及角度计算
•     2.1.1 图像采集
•     2.1.2 X射线图像角度计算
•   2.2 X射线图像校正
•     2.2.1 X射线图像采集过程中噪声控制
•     2.2.2 X射线图像类型转换
•     2.2.3 中值滤波
•     2.2.4 数学形态学处理
•   2.3 X射线图像特征提取
•     2.3.1 边缘检测
•     2.3.2 轮廓追踪
•     2.3.3 图像外部轮廓存储
•     2.3.4 轮廓匹配技术
•   2.4 基于角度的三维重建坐标求解
•   2.5 本章小结
• 第3章 X射线无损检测专用工装设计
•   3.1 设计背景
•   3.2 X射线无损检测工装设计
•     3.2.1 总体设计方案
•     3.2.2 X光机装载装置设计
•     3.2.3 成像板装载装置设计
•     3.2.4 X光机姿态测量装置设计
•   3.3 X射线无损检测工装的使用
•     3.3.1 工装安装
•     3.3.2 检测过程
•     3.3.3 工装收装
•   3.4 本章小结
• 第4章 三维重建软件开发
•   4.1 GUI界面基本操作
•     4.1.1 GUIDE界面
•     4.1.2 MATLAB程序编辑器
•     4.1.3 运行界面
•   4.2 X射线三维重建软件架构设计
•     4.2.1 软件功能需求
•     4.2.2 软件主界面设计
•     4.2.3 软件工作环境
•   4.3 建模预处理模块开发
•     4.3.1 导入图像选项的功能及实现
•     4.3.2 比例尺确定选项的功能及实现
•   4.4 三维重建模块开发
•     4.4.1 点三维重建
•     4.4.2 曲线三维重建
•     4.4.3 实体三维重建
•     4.4.4 复位
•   4.5 模型分析模块开发
•   4.6 本章小结
• 第5章 电力金具三维重建系统应用
•   5.1 图像获取
•   5.2 模型重建
•     5.2.1 建模预处理
•     5.2.2 三维重建
•     5.2.3 模型分析
•   5.3 导线金具模型及内部缺陷验证
•     5.3.1 导线金具模型及内部缺陷形状验证
•     5.3.2 导线金具模型及内部缺陷尺寸误差验证
•   5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张伯麟

导师: 万书亭

关键词: 三维重建,射线无损检测,工装设计,软件开发

来源: 华北电力大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,电力工业,计算机软件及计算机应用

单位: 华北电力大学

分类号: TM507;TP391.41;O434.1

总页数: 62

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