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文檔簡介
1、逆向工程即對目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究,從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計(jì)要素,以便高效的對產(chǎn)品進(jìn)行缺陷檢測和二次開發(fā)。而作為目前逆向工程的最佳手段之一,工業(yè)CT技術(shù)可以在完全不損害樣品的情況下,得到其表面及內(nèi)部的切片數(shù)據(jù),對這些切片序列進(jìn)行三維重構(gòu)就等得到目標(biāo)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),從而進(jìn)行誤差分析、有限元分析等開發(fā)設(shè)計(jì)工作。本文針對由工業(yè)CT切片序列重構(gòu)得到的三維網(wǎng)格模型所存在的問題,重點(diǎn)對網(wǎng)格重構(gòu)、簡化、孔洞修
2、復(fù)等方面進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容和成果如下:
?、贋榱藢I(yè)CT切片數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)以得到較為真實(shí)可靠的三維模型,本文首先分析了目前較為常用的三維網(wǎng)格模型重構(gòu)方法,并選取了移動(dòng)立方體方法對切片數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)。通過多個(gè)模型的實(shí)驗(yàn)例證表明,該算法能夠較好地重構(gòu)出三維網(wǎng)格模型。
?、跒榻鉀Q部分重構(gòu)的三角網(wǎng)格模型因數(shù)據(jù)量龐大而導(dǎo)致其不便于存儲(chǔ)、分析和顯示的問題,提出了一種結(jié)合網(wǎng)格精細(xì)化方法的三角形折疊網(wǎng)格簡化算法。首先通過網(wǎng)格細(xì)分法確
3、定待折疊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的修正坐標(biāo),并根據(jù)修正坐標(biāo)初步確定折疊點(diǎn)位置,然后引入折疊點(diǎn)的拉普拉斯坐標(biāo)和原三角形法向信息來更新折疊點(diǎn)位置,最后由三角形折疊后該區(qū)域的體積誤差和被折疊三角形平展度來共同確定折疊代價(jià),從而使網(wǎng)格優(yōu)先從較為平坦和特征點(diǎn)較少的區(qū)域開始依次進(jìn)行三角形折疊簡化。對多個(gè)模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)分析,結(jié)果表明該方法能夠有效精簡網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
?、塾汕衅瑪?shù)據(jù)重構(gòu)得到的三角網(wǎng)格模型往往存在各類缺陷,本文提出了一種空間多邊形孔洞
4、修補(bǔ)算法。首先提取孔洞的邊界并對邊界進(jìn)行預(yù)處理,然后通過計(jì)算邊界點(diǎn)的平展度和孔洞多邊形的頂點(diǎn)投影夾角,協(xié)調(diào)控制孔洞三角形生長的順序;同時(shí)引入邊界點(diǎn)法向量估計(jì)因子和方向曲率調(diào)整角對新插入點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到對孔洞的平滑過渡修復(fù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法簡單高效,新增三角形質(zhì)量較高且能夠與原有網(wǎng)格光滑過渡,孔洞修復(fù)效果較好。
④結(jié)合實(shí)例研究了利用工業(yè)CT技術(shù)進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)的方法。將掃描的切片圖像利用本文的方法進(jìn)行重構(gòu)、修復(fù)、簡化后得
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