產(chǎn)品工業(yè)CT掃描重建模型與CAD模型比對(duì)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品復(fù)雜程度的要求越來越高，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，CAD)的產(chǎn)品經(jīng)過制造加工成型后，其檢測(cè)難度也越來越高。在眾多檢測(cè)方法中，工業(yè)CT(Computed Tomography)檢測(cè)因其能夠?qū)ぜ?nèi)部結(jié)構(gòu)和材料性質(zhì)進(jìn)行無損測(cè)試，而成為一種優(yōu)秀的檢測(cè)手段。對(duì)工件的檢測(cè)中，關(guān)鍵的一步就是將CT切片重建模型與原始CAD模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對(duì)，從而得到正確的檢測(cè)結(jié)果。目前三維配準(zhǔn)領(lǐng)域眾多算法研究中，

2、主要以激光掃描等獲取三維點(diǎn)云方法為主，工業(yè)CT領(lǐng)域的三維配準(zhǔn)研究較少，且針對(duì)性較差，與實(shí)用階段還有較大距離。
　　 本文根據(jù)工業(yè)CT掃描重建模型與CAD模型配準(zhǔn)比對(duì)的流程，以及工業(yè)CT掃描對(duì)象的特點(diǎn)，提出了能適應(yīng)復(fù)雜工件的初始配準(zhǔn)方法。在分析了各初始配準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，主要以經(jīng)典的主成分分析方法為原型，通過引入點(diǎn)云形心與質(zhì)心之間的位置關(guān)系，來判斷主成分分析方法的配準(zhǔn)是否有反向問題發(fā)生，進(jìn)而修正發(fā)生反向的配準(zhǔn)模型，保證了在較短的時(shí)間

3、內(nèi)實(shí)現(xiàn)正確的初始配準(zhǔn)。
　　 為了在初始配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)兩模型的精確配準(zhǔn)，本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)迭代最近點(diǎn)算法的最近點(diǎn)對(duì)搜索方法和旋轉(zhuǎn)矩陣的求解方法進(jìn)行了探討。通過引入k最近鄰原理，建立一個(gè)近鄰點(diǎn)的快速搜索樹，提高搜索速度。通過采用奇異值分解方法來求解旋轉(zhuǎn)矩陣，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)算法使用的四元數(shù)方法，提高了求解速度，并盡量保持了計(jì)算精度。本文提出的這種改進(jìn)的精確配準(zhǔn)方法，相對(duì)于使用標(biāo)準(zhǔn)迭代最近點(diǎn)算法以及以往改進(jìn)算法的運(yùn)算速度，有較明顯的提高，