基于工業(yè)CT圖像的三角網(wǎng)格模型重建及網(wǎng)格孔洞修復(fù)研究.pdf

1、基于工業(yè)CT圖像的三角網(wǎng)格模型重建及網(wǎng)格孔洞修復(fù)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：王彥林指導(dǎo)教師：段黎明教授兼職導(dǎo)師：石紅武高工學(xué)位類別：工程碩士（機(jī)械工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二O一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要工業(yè)CT技術(shù)兼具非接觸測(cè)量與無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，在逆向工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維網(wǎng)格重建，重建后的網(wǎng)格模型既能夠直觀、準(zhǔn)確地反映工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)行內(nèi)部探傷檢測(cè)；又能夠用于

2、實(shí)體建模和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但是由于受制于掃描條件及重建算法，通過(guò)工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)重建后的三維網(wǎng)格模型仍然存在一些缺陷，如孔洞、拓?fù)溴e(cuò)誤等等，影響網(wǎng)格的后續(xù)使用。針對(duì)重建的三維網(wǎng)格模型中存在的缺陷，本文研究了基于工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)的三維模型重建及孔洞修復(fù)方法，并給出了基于工業(yè)CT技術(shù)的逆向設(shè)計(jì)流程及實(shí)例，本文主要工作如下：①對(duì)工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)的三維模型重建進(jìn)行研究，綜述了三維網(wǎng)格模型重建的方法，重點(diǎn)介紹了移動(dòng)立方體法（Marching

3、Cubes，MC）提取等值面的方法，并對(duì)重建結(jié)果進(jìn)行研究，分析其存在的缺陷及其原因。②提出一種孔洞修復(fù)算法，對(duì)網(wǎng)格模型中存在的孔洞進(jìn)行修復(fù)。首先搜索孔洞邊界并對(duì)邊界預(yù)處理；然后通過(guò)定義殘缺1鄰域三角形的法矢估計(jì)方法，計(jì)算孔洞邊界的局部幾何信息，提出將孔洞邊界邊投影到其共頂點(diǎn)切平面上進(jìn)行投影夾角計(jì)算的方法，以在大曲率孔洞區(qū)域和特征處得到較為準(zhǔn)確的夾角信息；最后采用波前法思想對(duì)孔洞進(jìn)行修復(fù)。在修復(fù)過(guò)程中，提出由邊界平展度與投影夾角綜合確定網(wǎng)

4、格空間生長(zhǎng)的順序，并通過(guò)對(duì)新插入點(diǎn)按照周圍三角網(wǎng)格的幾何特征求取其方向曲率調(diào)整角調(diào)整插入點(diǎn)的位置，使得新生長(zhǎng)的網(wǎng)格和已有網(wǎng)格曲率平滑過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格的空間直接修復(fù)。③將模型修復(fù)功能模塊嵌入到已有的3DRCS重建軟件系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)功能集成，并將該系統(tǒng)重建得到的模型采用CAD軟件實(shí)現(xiàn)模型的實(shí)體重構(gòu)。④闡述了基于工業(yè)CT技術(shù)進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)的基本流程。通過(guò)具體的應(yīng)用實(shí)例演示了逆向設(shè)計(jì)的過(guò)程，為我們學(xué)習(xí)吸收先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了解決方案和借鑒。關(guān)鍵詞：