基于圖元特征的工業(yè)CT圖像與CAD模型的比對(duì)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的情況下,經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)加工制造成型后的產(chǎn)品,其制造工藝評(píng)價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)即為分析工件的制造誤差。工業(yè)CT技術(shù)作為一種先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),因可以在不損害物件結(jié)構(gòu)的情況,對(duì)工件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量而得以廣泛應(yīng)用。本文在研究算法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于圖元特征的配準(zhǔn)方法,實(shí)現(xiàn)并開(kāi)發(fā)了CT_CAD_Match軟件系統(tǒng)該系統(tǒng)用于工業(yè)CT斷層圖像與二維 CAD模型的誤差對(duì)比分析。并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)CT圖像點(diǎn)云模型、矢量化模型

2、與 CAD模型的比對(duì)分析,采用對(duì)其誤差分析結(jié)果進(jìn)行彩色云狀圖顯示,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件的制造誤差分析。
　　為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)CT圖像模型與CAD模型的比對(duì),首先,將工業(yè)CT圖像模型轉(zhuǎn)換為矢量化模型與邊緣輪廓點(diǎn)云模型,在矢量化過(guò)程中,本文提出了一種基于誤差補(bǔ)償空間矩算法的精確矢量化方法,其次,采用人機(jī)交互的方式,并結(jié)合最小包圍盒的思想,選取參加配準(zhǔn)的幾何圖元特征對(duì),實(shí)現(xiàn)測(cè)試模型與CAD模型的配準(zhǔn)。其配準(zhǔn)過(guò)程分為兩個(gè)方面:工業(yè)CT圖像矢量化模型與

3、CAD模型的配準(zhǔn)、工業(yè)CT圖像邊緣輪廓點(diǎn)云模型與CAD模型的配準(zhǔn)。前者的配準(zhǔn)條件即選擇配對(duì)的圖元特征,后者的配準(zhǔn)需在圈選點(diǎn)云的擬合圖元特征基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)兩者的配準(zhǔn)。
　　經(jīng)配準(zhǔn)以后,需計(jì)算工業(yè)CT圖矢量化模型與CAD模型、工業(yè)CT圖邊緣輪廓模型與CAD模型之間的法向誤差,前者在實(shí)現(xiàn)工業(yè)CT圖像矢量化模型任意圖元與 CAD模型的圖元特征配對(duì)的基礎(chǔ)上,將矢量化模型圖元特征離散為48或8個(gè)點(diǎn)并求其到CAD模型所對(duì)應(yīng)圖元的法向誤差,后者采用最

4、小臨近原則實(shí)現(xiàn)工業(yè)CT圖像任意邊緣輪廓點(diǎn)云數(shù)據(jù)與CAD模型圖元特征的配對(duì),從而計(jì)算點(diǎn)到CAD模型的法向誤差。最后,對(duì)其誤差分析結(jié)果采用彩色云圖進(jìn)行顯示并設(shè)定超差范圍進(jìn)行紅色預(yù)警顯示及其近似度的計(jì)算,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件制造誤差的分析功能。
　　文中所提出的方法及其相關(guān)算法均在誤差比對(duì)系統(tǒng)CT_CAD_Match中得到了實(shí)現(xiàn)。為了增強(qiáng)軟件的人機(jī)交互性、友好性及其完善性,另外軟件增加了DXF、PCG文件的讀取、圖像的放大、縮小、平移、誤差文