產品工業(yè)CT掃描重建模型與CAD模型比對技術的研究與實現.pdf

1、隨著人們對工業(yè)產品復雜程度的要求越來越高，通過計算機輔助設計(Computer Aided Design，CAD)的產品經過制造加工成型后，其檢測難度也越來越高。在眾多檢測方法中，工業(yè)CT(Computed Tomography)檢測因其能夠對工件內部結構和材料性質進行無損測試，而成為一種優(yōu)秀的檢測手段。對工件的檢測中，關鍵的一步就是將CT切片重建模型與原始CAD模型進行配準比對，從而得到正確的檢測結果。目前三維配準領域眾多算法研究中，

2、主要以激光掃描等獲取三維點云方法為主，工業(yè)CT領域的三維配準研究較少，且針對性較差，與實用階段還有較大距離。
　　 本文根據工業(yè)CT掃描重建模型與CAD模型配準比對的流程，以及工業(yè)CT掃描對象的特點，提出了能適應復雜工件的初始配準方法。在分析了各初始配準方法的基礎上，主要以經典的主成分分析方法為原型，通過引入點云形心與質心之間的位置關系，來判斷主成分分析方法的配準是否有反向問題發(fā)生，進而修正發(fā)生反向的配準模型，保證了在較短的時間

3、內實現正確的初始配準。
　　 為了在初始配準的基礎上進一步實現兩模型的精確配準，本文對標準迭代最近點算法的最近點對搜索方法和旋轉矩陣的求解方法進行了探討。通過引入k最近鄰原理，建立一個近鄰點的快速搜索樹，提高搜索速度。通過采用奇異值分解方法來求解旋轉矩陣，相對于標準算法使用的四元數方法，提高了求解速度，并盡量保持了計算精度。本文提出的這種改進的精確配準方法，相對于使用標準迭代最近點算法以及以往改進算法的運算速度，有較明顯的提高，