基于圖元特征的工業(yè)CT圖像與CAD模型的比對系統(tǒng)的研究與實現(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)計算機輔助設(shè)計加工制造成型后的產(chǎn)品,其制造工藝評價的關(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)的無損檢測技術(shù),因可以在不損害物件結(jié)構(gòu)的情況,對工件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量而得以廣泛應(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,實現(xiàn)并開發(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模型的誤差對比分析。并實現(xiàn)了工業(yè)CT圖像點云模型、矢量化模型

2、與 CAD模型的比對分析,采用對其誤差分析結(jié)果進(jìn)行彩色云狀圖顯示,進(jìn)而實現(xiàn)工件的制造誤差分析。
　　為了實現(xiàn)工業(yè)CT圖像模型與CAD模型的比對,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云模型,在矢量化過程中,本文提出了一種基于誤差補償空間矩算法的精確矢量化方法,其次,采用人機交互的方式,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,實現(xiàn)測試模型與CAD模型的配準(zhǔn)。其配準(zhǔn)過程分為兩個方面:工業(yè)CT圖像矢量化模型與

3、CAD模型的配準(zhǔn)、工業(yè)CT圖像邊緣輪廓點云模型與CAD模型的配準(zhǔn)。前者的配準(zhǔn)條件即選擇配對的圖元特征,后者的配準(zhǔn)需在圈選點云的擬合圖元特征基礎(chǔ)上實現(xiàn)兩者的配準(zhǔn)。
　　經(jīng)配準(zhǔn)以后,需計算工業(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的基礎(chǔ)上,將矢量化模型圖元特征離散為48或8個點并求其到CAD模型所對應(yīng)圖元的法向誤差,后者采用最

4、小臨近原則實現(xiàn)工業(yè)CT圖像任意邊緣輪廓點云數(shù)據(jù)與CAD模型圖元特征的配對,從而計算點到CAD模型的法向誤差。最后,對其誤差分析結(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算,進(jìn)而實現(xiàn)對工件制造誤差的分析功能。
　　文中所提出的方法及其相關(guān)算法均在誤差比對系統(tǒng)CT_CAD_Match中得到了實現(xiàn)。為了增強軟件的人機交互性、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