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通过式摄像扫描法建立木段数字轮廓的研究

马力  
【摘要】: 本研究的目的就是开发一种准确扫描木段真实轮廓的数字化扫描系统。在实验方法上,以一字激光标识辅助设备,采用木段通过式摄像扫描法获得木段横截面实际轮廓,并在此基础上重建木段三维数字轮廓。采用木段通过式摄像扫描法时,通过摄像机标定、图像还原、光斑轮廓合成、边缘提取四大步骤,获得的是木段纵轴方向的任意点处的横截面图;当木段处于一定的运动速度下,扫描装置连续工作,将扫描信息储存于计算机中,因此扫描效率较高,同时此法不受木段长度的限制,对长短木段都适用。 基于木段通过式摄像扫描法建立木段数字轮廓系统可以分为硬件系统和软件系统,硬件系统可分为图像采集设备和设备安装系统,软件系统则分为图像采集、图像处理、三维显示三大模块。 通过本研究,得出以下几点结论: (1)实验采用CCD摄像机、图像采集卡作为图像采集设备,以一字激光器作为标识辅助设备,建立了通过式木段轮廓扫描的硬件系统和软件系统;实验结果证明,当木段直径在200mm~400mm区间内,该系统能够精确获得木段横截面图像,为实现重建木段三维数字轮廓打下基础。 (2)本研究中采用了一字激光器作为标识辅助设备,在暗箱环境中进行图像采集,有效排除了环境自然光的干扰,直接获取目标图像。采集结果表明一字激光照射在木头上,能清楚连续地反应木段实际横截面轮廓情况,并在摄像图片中与周围环境区别开来。 (3)对实验系统进行标定,得出图像上两点间的距离与实际尺寸之间的关系,经过图像处理得到木段横截面数字轮廓图后,再根据比例关系计算得到木段的横截面实际尺寸。 (4)本研究所编制的程序代码可以完成木段轮廓数字化的相关处理、能显示木段三维数字轮廓特征、通过三维角度变换观察木段轮廓;实验结果表明,木段节子、开裂等轮廓特征都能在三维数字轮廓上突显出来。


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