断层序列图像三维模型重构精度的影响因素及试验研究

发布时间：2021-12-30 04:10

　　随着制造业的快速发展,人们对产品的性能、产品的多样化及产品的生产研发周期有了更高的要求。在工业上,反求零件的CAD模型有着重要的应用。反向设计中,研究人员可以通过图像来识别、测量零件轮廓并实现三维模型重构。就切削式反求而言,在实际的测量和重构过程中,仍存在因拍摄环境不好而导致的图像质量不高、获取的点云杂乱、拟合误差较大等问题,导致最终的重构精度不高。针对以上问题,本文选用切削式反求,研究了高对比度图像的获取方法,在此基础上,提出一种基于区域的图像增强算法,以去除图像中的光斑和杂点,并得到单一、清晰的边缘。在曲面拟合的过程中,选择将复杂曲面分割成简易曲面分别进行拟合,以提高拟合精度。具体研究内容如下。本文首先对图像采集系统进行理论分析及试验研究,根据拍摄环境调节相机的使用模式、色彩饱和度、焦距和光圈大小等参数,并通过拍摄实验对不同光照条件下的零件成像效果进行对比,通过分析零件图像的灰度直方图和灰度散点图发现在弱光照条件下,适当调节相机的饱和度可获得高对比度的图像。零件表面的纹理也是影响成像精度的一个重要因素,本文选用车削、铣削、磨削和线切割等四种不同的切削方式对零件进行加工,获得了四种不... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 反向工程相关技术及研究现状
        1.2.1 反向工程概述
        1.2.2 几何数据信息采集系统
        1.2.3 几何数据的预处理
        1.2.4 曲面拟合及三维模型重构
    1.3 论文主要工作
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 论文创新点
第二章 高对比度断面图像获取和采集
    2.1 引言
    2.2 相机参数设置及相机标定
        2.2.1 相机参数对拍摄效果的影响及其设置
        2.2.2 相机标定
    2.3 光源对拍摄效果的影响及其设定
        2.3.1 单因素试验
        2.3.2 图像质量评价
        2.3.3 均匀光线
    2.4 本章小结
第三章 零件断面加工方式对拍摄效果的影响
    3.1 引言
    3.2 不同加工方式下的切削断面分析
        3.2.1 不同切削面的纹理特征
        3.2.2 加工方式及加工参数选取
        3.2.3 拍摄环境设置
    3.3 零件表面纹理及其影响
        3.3.1 边缘提取
        3.3.2 结果分析与重复性验证
        3.3.3 实验结论
    3.4 本章小结
第四章 基于区域的图像增强及目标图形检测
    4.1 引言
    4.2 图像增强
        4.2.1 灰度级修正
        4.2.2 图像平滑
        4.2.3 图像锐化
        4.2.4 图像增晰与彩色增强
    4.3 图像分割
        4.3.1 阈值分割
        4.3.2 区域生长和区域分裂
    4.4 边缘检测
        4.4.1 梯度算子
        4.4.2 拉普拉斯算子
    4.5 基于分区域图像增强的高精度断层图像轮廓提取
        4.5.1 断层图像分析
        4.5.2 分区域的图像增强算法
        4.5.3 断层图像分割及边缘检测
        4.5.4 算法精度分析
    4.6 本章小结
第五章 三维零件模型重构实验
    5.1 引言
    5.2 实验方案
        5.2.1 被测件及其处理
        5.2.2 实验系统及设备
    5.3 基于Imageware的 CAD模型重建
        5.3.1 点处理
        5.3.2 线处理
        5.3.3 面处理
        5.3.4 零件面拟合
        5.3.5 零件模型重构及偏差分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和成果



本文编号：3557448