基于工業(yè)CT切片圖像的高質(zhì)量三角網(wǎng)格模型的生成方法研究.pdf

1、在逆向工程領(lǐng)域,工業(yè)CT技術(shù)以其非接觸式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于具有復(fù)雜內(nèi)腔產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)。然而受到掃描條件的限制以及掃描環(huán)境的影響,掃描得到的切片數(shù)據(jù)往往存在一些缺陷,比如由于技術(shù)限制,無(wú)法得到工件的首尾端面的切片信息、在掃描的過(guò)程中存在噪聲等等。因此通過(guò)掃描得到的CT切片數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的逆向重建時(shí),重建得到的模型也存在著缺陷。
　　針對(duì)重建得到模型存在的問(wèn)題,本文以基于工業(yè)CT切片數(shù)據(jù)重建得到的三角網(wǎng)格模型為研究對(duì)象,對(duì)模型的端

2、面不封閉、模型表面存在的孔洞以及模型表面凹凸不平這些缺陷進(jìn)行研究。具體工作如下:
　?、俣嗣嫘迯?fù)。對(duì)于重建得到的模型端面不封閉的情況,根據(jù)模型掃描間距的不同,采用兩種方法對(duì)模型端面進(jìn)行封閉。對(duì)于掃描間距較小的工件,通過(guò)對(duì)MC算法進(jìn)行修改,即在重建之前添加兩張空白的切片,保證重建時(shí)可以提取等值面,達(dá)到模型端面的封閉;對(duì)于掃描間距大的工件,首先對(duì)端面內(nèi)外輪廓進(jìn)行判別,然后對(duì)端面的內(nèi)外輪廓進(jìn)行三角剖分,最后對(duì)剖分的端面進(jìn)行細(xì)分、光順處理

3、,最終達(dá)到端面輪廓的封閉。
　?、诳锥葱扪a(bǔ)。由于工件本身或者重建算法存在的問(wèn)題,導(dǎo)致重建得到的網(wǎng)格模型表面存在孔洞,本文首先對(duì)孔洞的邊界進(jìn)行預(yù)處理,然后采用波前法對(duì)孔洞區(qū)域進(jìn)行三角化,最后對(duì)于三角化之后的孔洞采用基于三角面片法矢量調(diào)整的光順?lè)椒ㄟM(jìn)行光順處理,最終使得模型的集合特征保持良好以及過(guò)渡區(qū)域光滑連接。
　?、勰Ｐ偷墓忭?。為了減小工件在掃描過(guò)程中噪聲的影響以及消除重建之后模型表面的凹凸不平,還需要對(duì)模型進(jìn)行光順處理,才

4、能達(dá)到后續(xù)處理的要求。本文將均值濾波中的面片法向均值濾波迭代算法和加權(quán)均值濾波算法結(jié)合起來(lái),對(duì)網(wǎng)格頂點(diǎn)進(jìn)行濾波處理,然后通過(guò)沿頂點(diǎn)切平面和法矢量方向同時(shí)對(duì)網(wǎng)格頂點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整。該方法可以有效地去除模型表面的噪聲,更好的保持了模型的特征。
　　④系統(tǒng)集成及應(yīng)用。最后本文將上述的端面修復(fù)、孔洞修補(bǔ)以及網(wǎng)格光順集成到了現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)當(dāng)中,并成功運(yùn)用于具有復(fù)雜內(nèi)腔產(chǎn)品的逆向設(shè)計(jì)中。通過(guò)對(duì)工件進(jìn)行CT掃描,得到工件的切片數(shù)據(jù),然后通過(guò)重建