基于工業(yè)CT圖像重建的網(wǎng)格模型優(yōu)化方法研究及系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf_第1頁(yè)
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1、最佳無(wú)損檢測(cè)手段——工業(yè)CT技術(shù),因可以在不損壞產(chǎn)品的情況下,得到產(chǎn)品的外表面和復(fù)雜內(nèi)腔測(cè)量數(shù)據(jù),而被廣泛的應(yīng)用在逆向工程領(lǐng)域。然而操作誤差、儀器老化等原因,會(huì)使工業(yè)CT圖像有一定的誤差,從而對(duì)后續(xù)逆向工程產(chǎn)生影響。為提升逆向工程的正確性,從工業(yè)CT圖像到實(shí)體模型需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)格模型重建、簡(jiǎn)化、規(guī)范化等過(guò)程。本文對(duì)網(wǎng)格重建、簡(jiǎn)化、規(guī)范化進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
 ?、贋榱双@得網(wǎng)格模型,本文采用移動(dòng)立方體算法對(duì)工業(yè)CT圖像進(jìn)

2、行重建。首先確定三維體元與等值面的關(guān)系及交點(diǎn)位置;然后在體元內(nèi)部構(gòu)造等值面;最后繪制等值面,從而得到網(wǎng)格模型。以茶壺和汽缸蓋圖像為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文MC算法能較好地對(duì)工業(yè)CT圖像進(jìn)行重建。
  ②針對(duì)基于工業(yè)CT圖像重建的網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)量大、三角面片不規(guī)范的問(wèn)題,提出了一種網(wǎng)格模型保特征簡(jiǎn)化方法。該方法用三角形折疊法對(duì)原始模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,當(dāng)簡(jiǎn)化后模型的平均二面角角度誤差達(dá)到允許誤差后,再使用邊折疊法對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。在三角形折

3、疊法中提出了利用被折疊三角形的法向量、各個(gè)頂點(diǎn)的高斯曲率及其在周邊三角形上的投影確定該三角形的折疊點(diǎn),利用局部體積誤差與二面角角度誤差的無(wú)因次化和確定折疊代價(jià)的方法;在邊折疊法中提出了將二面角角度誤差引入到QEM法的折疊代價(jià)中的改進(jìn)QEM法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與其他算法相比,本文方法能夠生成保特征、高質(zhì)量、低幾何誤差的網(wǎng)格模型。
 ?、蹫檫M(jìn)一步提高簡(jiǎn)化后網(wǎng)格模型中三角形面片的質(zhì)量,本文結(jié)合網(wǎng)格模型局部曲面擬合法和智能優(yōu)化算法,提出了基

4、于粒子群算法的網(wǎng)格模型規(guī)范化方法,首先,對(duì)網(wǎng)格模型的局部進(jìn)行三次曲面擬合;然后,以擬合的曲面為改進(jìn)粒子群算法的搜索域,以局部三角形面片整體質(zhì)量的最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行粒子群尋優(yōu);最后,計(jì)算調(diào)整前后頂點(diǎn)矢量誤差,以誤差為依據(jù)對(duì)模型進(jìn)行規(guī)范化。對(duì)工業(yè)CT重建網(wǎng)格模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn),與經(jīng)典算法相比:新方法規(guī)范化后的模型具有保特征,幾何誤差小,網(wǎng)格質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
  本文研究成果已經(jīng)集成到課題組所開(kāi)發(fā)的逆向軟件系統(tǒng)中,并成功應(yīng)用于復(fù)雜內(nèi)腔產(chǎn)品的逆

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