基于工業(yè)CT斷層切片數(shù)據(jù)的逆向設(shè)計優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、工業(yè)CT技術(shù)作為逆向工程領(lǐng)域中進(jìn)行無損檢測的一種主要方法，能夠在不破壞產(chǎn)品表面的前提下得到具有復(fù)雜內(nèi)腔物體的測量數(shù)據(jù)。對獲得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，能夠得到直觀反映產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)格模型，方便后續(xù)的產(chǎn)品質(zhì)量分析和逆向設(shè)計改造。然而，由于工業(yè)CT掃描條件的限制以及現(xiàn)場操作帶來的不確定誤差，重建得到的網(wǎng)格模型存在數(shù)據(jù)量大，網(wǎng)格形狀不規(guī)范等問題，影響后續(xù)的模型存儲和有限元分析。
　　針對以上問題，本文以工業(yè)CT掃描數(shù)據(jù)為研究對象，以

2、提升逆向設(shè)計體驗(yàn)為目標(biāo)。研究了三角網(wǎng)格模型的重建、簡化和規(guī)范化，主要研究內(nèi)容如下：
　?、賹?shí)現(xiàn)二維數(shù)據(jù)到三維數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是逆向工程的首要關(guān)鍵步驟，本文在分析了目前三維可視化繪制方式優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選取移動立方體MC(Marching Cubes)算法重建得到實(shí)驗(yàn)所需的三維網(wǎng)格模型。并以工業(yè)CT掃描得到的輪轂和缸蓋圖像為例進(jìn)行了重建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 MC算法能較好的重建出產(chǎn)品的表面模型。
　　②為了解決重建模型數(shù)據(jù)量大的問

3、題，本文提出了一種自適應(yīng)三角網(wǎng)格簡化方法。以三角形折疊法為基礎(chǔ)，利用待折疊三角形的領(lǐng)域信息預(yù)測折疊點(diǎn)的位置，通過成梯度增加的距離閾值和角度閾值作為約束條件，自適應(yīng)控制簡化誤差，保持原始三角網(wǎng)格模型的幾何特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與原始簡化方法相比，本文方法簡化后能夠得到與目標(biāo)網(wǎng)格數(shù)一致的網(wǎng)格模型，并且很好的保留了原始模型的細(xì)節(jié)特征。
　?、蹫榱颂岣呋诠I(yè)CT圖像重構(gòu)的三角網(wǎng)格質(zhì)量，提出了頂點(diǎn)調(diào)整和特征因子相結(jié)合的網(wǎng)格規(guī)范化算法。引入模