基于工业CT切片数据的STL建模方法研究与实现
发布时间：2020-12-16 21:22
在先进制造技术领域当中,基于工业CT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切片轮廓数据生成可直接为快速原型制造设备所能接受的STL格式数据。本文针对其涉及到的关键技术进行了研究,并通过软件实现。首先,对工业CT切片图像进行了处理:选用中值滤波技术对本文切片图像进行平滑处理;采用适用于本文切片图像的基于灰度直方图的阈值分割方法;采用Canny算子对本文切片图像进行边缘检测;进行了轮廓提取及轮廓跟踪以获取切片的轮廓数据,并对提取的轮廓环进行内外环的判定,最后以.txt格式输出截面轮廓的三维坐标,为生成STL文件奠定了基础。其次,介绍了STL文件生成的几项关键技术。在轮廓配准方面,采用基于轮廓层次编码的分层配准的断层间轮廓配准方法;针对工业CT测量的点云数据,应用基于曲率的算法进行点云精简;同时研究了层间三角面片填充的三种常用的算法,并根据本文需要选用并实现最大体积填充算法;端面三角划分时,将端面的轮廓环进行分组,再对每组环进行切分处理,使得每组环变成一个单一的外环,对单一的外环按Delaunay算法进行...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阈值分割效果
记录这条轮廓线上点的坐标，把这条轮廓线上所有点设置为背景，返回到第一步。本节以汽车发动机第6层切片数据为例，进行轮廓提取及轮廓跟踪的结果如图2.2、2.3所示。图2.2 轮廓提取 图2.3 轮廓跟踪Fig2.2 Image of contour extracting Fig2.3 Image of contour tracing2.5 内外环的判定轮廓提取后，得到被测实体的截面轮廓环，环的个数与截面的复杂程度密切相关。内外环的判定即确定环与环的包含与被包含关系。任何实体进行分割后截面上不会产生自相交或相互交叉的实体截面轮廓环，于是可以从该环中任取一点，若该点被包含在其它环中，则该环被其它环包含。在确定环的内外环关系时，可以对环先进行遍历，具有 X、Y 轴方向最大、与最小值特征点的环确定它为外环，在判断包含关系时可以省去对该外环的被包含处理。对每个环的包含次数进行统计，并记录包含与被包含关系。这样就可以根据包含次数来确定该环是内环还是外环，偶数次为外环，奇数次为内环。判断点是否被包含在一个环内的方法很多
本节以汽车发动机第6层切片数据为例，进行轮廓提取及轮廓跟踪的结果如图2.2、2.3所示。图2.2 轮廓提取 图2.3 轮廓跟踪Fig2.2 Image of contour extracting Fig2.3 Image of contour tracing2.5 内外环的判定轮廓提取后，得到被测实体的截面轮廓环，环的个数与截面的复杂程度密切相关。内外环的判定即确定环与环的包含与被包含关系。任何实体进行分割后截面上不会产生自相交或相互交叉的实体截面轮廓环，于是可以从该环中任取一点，若该点被包含在其它环中，则该环被其它环包含。在确定环的内外环关系时，可以对环先进行遍历，具有 X、Y 轴方向最大、与最小值特征点的环确定它为外环，在判断包含关系时可以省去对该外环的被包含处理。对每个环的包含次数进行统计，并记录包含与被包含关系。这样就可以根据包含次数来确定该环是内环还是外环，偶数次为外环，奇数次为内环。判断点是否被包含在一个环内的方法很多
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于断层切片图像三维重构的切片间轮廓配准[J]. 冯裕强,宁汝新. 机械科学与技术. 2003(04)
[2]工业CT断层数据的可视化技术研究[J]. 王宗彦,梁远蕾,张亚明. 测试技术学报. 2003(02)
[3]基于CT图像的快速成形数据建模方法[J]. 郑卫国,颜永年,卢清萍,周赫赫. 中国机械工程. 2002(20)
[4]反求工程中的实的数据获取技术[J]. 付丽琴,陈树越. 测试技术学报. 2001(04)
[5]海量测量数据简化技术研究[J]. 张丽艳,周儒荣,蔡炜斌,周来水. 计算机辅助设计与图形学学报. 2001(11)
[6]几种图象分割算法在棉铃虫图象处理中的应用[J]. 于新文,沈佐锐. 中国农业大学学报. 2001(05)
[7]一种基于图象内部信息的轮廓匹配和切片对齐新方法[J]. 洪泉,陈德强,黄文浩. 中国图象图形学报. 2001(02)
[8]二维遗传算法用于图象动态分割[J]. 薛景浩,章毓晋,林行刚. 自动化学报. 2000(05)
[9]激光快速成型中激光扫描路径的快速生成算法[J]. 赵毅,李占利,卢秉恒. 计算机辅助设计与图形学学报. 1998(03)
[10]基于三角形折叠的网格简化算法[J]. 周昆,潘志庚,石教英. 计算机学报. 1998(06)
博士论文
[1]面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D]. 孙玉文.大连理工大学 2000
硕士论文
[1]基于ICT数据的三维实体表面重构[D]. 李奇敏.华北工学院 2002
本文编号：2920794
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阈值分割效果
记录这条轮廓线上点的坐标，把这条轮廓线上所有点设置为背景，返回到第一步。本节以汽车发动机第6层切片数据为例，进行轮廓提取及轮廓跟踪的结果如图2.2、2.3所示。图2.2 轮廓提取 图2.3 轮廓跟踪Fig2.2 Image of contour extracting Fig2.3 Image of contour tracing2.5 内外环的判定轮廓提取后，得到被测实体的截面轮廓环，环的个数与截面的复杂程度密切相关。内外环的判定即确定环与环的包含与被包含关系。任何实体进行分割后截面上不会产生自相交或相互交叉的实体截面轮廓环，于是可以从该环中任取一点，若该点被包含在其它环中，则该环被其它环包含。在确定环的内外环关系时，可以对环先进行遍历，具有 X、Y 轴方向最大、与最小值特征点的环确定它为外环，在判断包含关系时可以省去对该外环的被包含处理。对每个环的包含次数进行统计，并记录包含与被包含关系。这样就可以根据包含次数来确定该环是内环还是外环，偶数次为外环，奇数次为内环。判断点是否被包含在一个环内的方法很多
本节以汽车发动机第6层切片数据为例，进行轮廓提取及轮廓跟踪的结果如图2.2、2.3所示。图2.2 轮廓提取 图2.3 轮廓跟踪Fig2.2 Image of contour extracting Fig2.3 Image of contour tracing2.5 内外环的判定轮廓提取后，得到被测实体的截面轮廓环，环的个数与截面的复杂程度密切相关。内外环的判定即确定环与环的包含与被包含关系。任何实体进行分割后截面上不会产生自相交或相互交叉的实体截面轮廓环，于是可以从该环中任取一点，若该点被包含在其它环中，则该环被其它环包含。在确定环的内外环关系时，可以对环先进行遍历，具有 X、Y 轴方向最大、与最小值特征点的环确定它为外环，在判断包含关系时可以省去对该外环的被包含处理。对每个环的包含次数进行统计，并记录包含与被包含关系。这样就可以根据包含次数来确定该环是内环还是外环，偶数次为外环，奇数次为内环。判断点是否被包含在一个环内的方法很多
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于断层切片图像三维重构的切片间轮廓配准[J]. 冯裕强,宁汝新. 机械科学与技术. 2003(04)
[2]工业CT断层数据的可视化技术研究[J]. 王宗彦,梁远蕾,张亚明. 测试技术学报. 2003(02)
[3]基于CT图像的快速成形数据建模方法[J]. 郑卫国,颜永年,卢清萍,周赫赫. 中国机械工程. 2002(20)
[4]反求工程中的实的数据获取技术[J]. 付丽琴,陈树越. 测试技术学报. 2001(04)
[5]海量测量数据简化技术研究[J]. 张丽艳,周儒荣,蔡炜斌,周来水. 计算机辅助设计与图形学学报. 2001(11)
[6]几种图象分割算法在棉铃虫图象处理中的应用[J]. 于新文,沈佐锐. 中国农业大学学报. 2001(05)
[7]一种基于图象内部信息的轮廓匹配和切片对齐新方法[J]. 洪泉,陈德强,黄文浩. 中国图象图形学报. 2001(02)
[8]二维遗传算法用于图象动态分割[J]. 薛景浩,章毓晋,林行刚. 自动化学报. 2000(05)
[9]激光快速成型中激光扫描路径的快速生成算法[J]. 赵毅,李占利,卢秉恒. 计算机辅助设计与图形学学报. 1998(03)
[10]基于三角形折叠的网格简化算法[J]. 周昆,潘志庚,石教英. 计算机学报. 1998(06)
博士论文
[1]面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D]. 孙玉文.大连理工大学 2000
硕士论文
[1]基于ICT数据的三维实体表面重构[D]. 李奇敏.华北工学院 2002
本文编号：2920794
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2920794.html
