基于工業(yè)CT圖像的三角網(wǎng)格模型重建及網(wǎng)格孔洞修復(fù)研究.pdf

1、基于工業(yè)CT圖像的三角網(wǎng)格模型重建及網(wǎng)格孔洞修復(fù)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：王彥林指導(dǎo)教師：段黎明教授兼職導(dǎo)師：石紅武高工學(xué)位類別：工程碩士（機械工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)機械工程學(xué)院二O一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要工業(yè)CT技術(shù)兼具非接觸測量與無損檢測的優(yōu)點，在逆向工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)進行三維網(wǎng)格重建，重建后的網(wǎng)格模型既能夠直觀、準確地反映工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進行內(nèi)部探傷檢測；又能夠用于

2、實體建模和創(chuàng)新設(shè)計，但是由于受制于掃描條件及重建算法，通過工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)重建后的三維網(wǎng)格模型仍然存在一些缺陷，如孔洞、拓撲錯誤等等，影響網(wǎng)格的后續(xù)使用。針對重建的三維網(wǎng)格模型中存在的缺陷，本文研究了基于工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)的三維模型重建及孔洞修復(fù)方法，并給出了基于工業(yè)CT技術(shù)的逆向設(shè)計流程及實例，本文主要工作如下：①對工業(yè)CT切片圖像數(shù)據(jù)的三維模型重建進行研究，綜述了三維網(wǎng)格模型重建的方法，重點介紹了移動立方體法（Marching

3、Cubes，MC）提取等值面的方法，并對重建結(jié)果進行研究，分析其存在的缺陷及其原因。②提出一種孔洞修復(fù)算法，對網(wǎng)格模型中存在的孔洞進行修復(fù)。首先搜索孔洞邊界并對邊界預(yù)處理；然后通過定義殘缺1鄰域三角形的法矢估計方法，計算孔洞邊界的局部幾何信息，提出將孔洞邊界邊投影到其共頂點切平面上進行投影夾角計算的方法，以在大曲率孔洞區(qū)域和特征處得到較為準確的夾角信息；最后采用波前法思想對孔洞進行修復(fù)。在修復(fù)過程中，提出由邊界平展度與投影夾角綜合確定網(wǎng)

4、格空間生長的順序，并通過對新插入點按照周圍三角網(wǎng)格的幾何特征求取其方向曲率調(diào)整角調(diào)整插入點的位置，使得新生長的網(wǎng)格和已有網(wǎng)格曲率平滑過渡，實現(xiàn)網(wǎng)格的空間直接修復(fù)。③將模型修復(fù)功能模塊嵌入到已有的3DRCS重建軟件系統(tǒng)之中，實現(xiàn)功能集成，并將該系統(tǒng)重建得到的模型采用CAD軟件實現(xiàn)模型的實體重構(gòu)。④闡述了基于工業(yè)CT技術(shù)進行逆向設(shè)計的基本流程。通過具體的應(yīng)用實例演示了逆向設(shè)計的過程，為我們學(xué)習(xí)吸收先進的產(chǎn)品設(shè)計提供了解決方案和借鑒。關(guān)鍵詞：