基于工業(yè)CT圖像的三角網格模型重建及網格孔洞修復研究.pdf

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

2、實體建模和創(chuàng)新設計，但是由于受制于掃描條件及重建算法，通過工業(yè)CT切片圖像數據重建后的三維網格模型仍然存在一些缺陷，如孔洞、拓撲錯誤等等，影響網格的后續(xù)使用。針對重建的三維網格模型中存在的缺陷，本文研究了基于工業(yè)CT切片圖像數據的三維模型重建及孔洞修復方法，并給出了基于工業(yè)CT技術的逆向設計流程及實例，本文主要工作如下：①對工業(yè)CT切片圖像數據的三維模型重建進行研究，綜述了三維網格模型重建的方法，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提出一種孔洞修復算法，對網格模型中存在的孔洞進行修復。首先搜索孔洞邊界并對邊界預處理；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。在修復過程中，提出由邊界平展度與投影夾角綜合確定網

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