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基于ICT的STL三维重构技术研究与实现

作　者: 胡亮
导　师: 李柏林
学　校: 西南交通大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 反求工程工业CT 混合滤波轮廓匹配 STL文件
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 116次
引　用: 1次
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内容摘要

ICT是工业用计算机断层成像技术的简称,它能在对检测物体无损伤的条件下,以二维断层图像的形式,清晰、准确、直观地展示被检测物体内部的结构、组成、材质及缺损状况,被誉为当今最佳无损检测技术。在先进制造技术领域当中,基于ICT切片图像的快速反求技术(Reverse Engineering,RE)已经成为当前的一个研究热点。本文重点在于研究由工业CT切片图像生成可直接为快速原型制造设备所能接受的STL格式数据的整个过程。本文针对其涉及到的关键技术进行了研究,并通过编程实现了ICT图像重构系统中相应模块的开发。首先,对工业CT切片图像进行轮廓提取:针对工业CT图像存在较强噪声的特点,分析了工业CT噪声的来源和性质,结合现有的经典滤波算法提出了改进的自适应加权混合滤波算法,该算法在去除噪声的同时能够较好的保持图像的细节信息;采用八邻域法对图像进行轮廓提取与追踪,获得了目标物体较为准确得轮廓信息,并以txt格式输出轮廓点的三维坐标,为后续工作奠定了基础。其次,在对获取的轮廓进行内外环判定后,提出了基于椭圆拟合与快速Hausdroff距离算法对相邻层间轮廓进行匹配,该算法不仅能够快速、准确的实现轮廓匹配,而且针对含有分叉的轮廓,也能获得准确的匹配结果;针对工业CT扫描后获取的点云数据量大的特点,应用基于曲率的算法进行点云精简;介绍了STL文件格式并研究了层间三角面片填充的算法,根据本文需要选用并实现了最大内角填充算法;针对轮廓包含分叉的情况,将旋转半分法引入到层间三角网格构建中,较好地解决了分叉部位的网格填充问题;将所生成的三角面片按规定的格式写入STL文件,生成可直接为快速原型制造所接受的STL文件格式。最后,基于本文的研究内容,开发相应的系统模块,并与传统的造型软件重构出CAD模型后再转换为STL文件的方法进行了比较,比较的结果说明,本文的方法是可行的,并可极大的缩短开发周期。

全文目录

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