基于工業(yè)CT斷層圖像的三角網(wǎng)格模型重建與優(yōu)化的研究.pdf

1、在逆向工程領(lǐng)域,常見的產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)獲取方法有三坐標(biāo)測量機(jī)、三維激光掃描儀等,這些測量方法通常用于產(chǎn)品的外表面測量,而不適用于產(chǎn)品的內(nèi)腔數(shù)據(jù)測量。工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(Industrial Computerized Tomography),簡稱工業(yè)CT或ICT,是一種先進(jìn)的無損非接觸測量方法,不僅可以得到產(chǎn)品的外表面數(shù)據(jù),還可以得到產(chǎn)品的內(nèi)腔數(shù)據(jù)。利用工業(yè)CT掃描產(chǎn)品得到的測量數(shù)據(jù)為某一方向上的系列斷層圖像,通過三維模型重建得到產(chǎn)品的三

2、維模型,然后才能用于產(chǎn)品的逆向設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。然而,由于工業(yè)CT掃描得到的數(shù)據(jù)量大、掃描數(shù)據(jù)中存在噪聲以及重建算法本身的缺陷,使得重建的網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)存在冗余和噪聲,并且網(wǎng)格模型表面凹凸不平。
　　為了解決以上問題,本文以工業(yè)CT掃描數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,重點(diǎn)對(duì)網(wǎng)格簡化技術(shù)和網(wǎng)格平滑技術(shù)進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　①為了得到高質(zhì)量的產(chǎn)品三維模型數(shù)據(jù),首要任務(wù)是利用系列工業(yè)CT斷層圖像進(jìn)行三維模型重建。充分分析各種三維模型重建算

3、法的優(yōu)劣的基礎(chǔ)上,選取移動(dòng)立方體算法進(jìn)行三維模型重建,即通過三維數(shù)據(jù)場構(gòu)造體元場,通過體元來確定模型的內(nèi)外輪廓,從而重建出產(chǎn)品的三維表面模型。
　?、跒榱嗽诰W(wǎng)格簡化的同時(shí)保持網(wǎng)格模型特征,優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量,本文以三角形折疊法為基礎(chǔ),通過頂點(diǎn)預(yù)測和拉普拉斯算子調(diào)整得到折疊點(diǎn)位置,保證了簡化后網(wǎng)格質(zhì)量。在選擇簡化三角形時(shí)引入距離誤差和角度誤差,有效減小網(wǎng)格簡化操作的誤差,保持網(wǎng)格模型特征。
　　③為了得到光滑的網(wǎng)格模型,本文根據(jù)工業(yè)