基于ICT图像的快速反求工程研究

重庆大学硕士学位论文基于ICT图像的快速反求工程研究姓名：董润华申请学位级别：硕士专业：仪器科学与技术指导教师：龚卫国20070430基于ICT图像的快速反求工程研究作者：董润华学位授予单位：重庆大学相似文献(10条)1.会议论文庞晓平.于今.刘丰林基于工业CT的反求工程关键技术分析2005随着反求工程在先进制造中日趋重要的发展,其测量方法也越来越先进.这里把工业CT的独有特性用于反求工程.本文主要分析了基于工业CT的反求工程所涉及的关键技术——轮廓拟合矢量化和STL格式转换进行了分析讨论,最后提出了这一过程还需解决的问题.2.学位论文庞晓平基于工业CT断层扫描快速反求技术的研究2005随着先进制造技术的发展，反求工程技术越来越显示出其重要性，而且对反求工程技术也提出越来越高的技术要求。三维物体测量是反求工程的基础，现有的测量技术可以满足对物体一般的表面轮廓测量，但在不能破坏物体的前提下测量（也就是无损测量）封闭物体的内部轮廓时就显得无能为力了。工业CT断层扫描利用物体对射线不同的衰减程度而重建出断层图像，可以通过断层图像同时无损地测量物体的内外轮廓，得到零件完整的断层模型。基于工业CT断层扫描的快速反求工程系统有助于缩短产品的设计、生产周期，降低生产设计成本，加速我国对世界工业发达国家的跟踪和赶超。本文系统研究了基于工业CT断层扫描的快速反求工程所涉及到的关键技术。基于工业CT断层扫描零件的过程实际上是快速原型机制造过程的一个逆过程，成型机驱动数据就是一层一层的轮廓数据，而测量的数据也是一层一层的轮廓数据，可以将测量所得的层轮廓数据经过处理直接满足成型机的需要。因而本文研究了由工业CT扫描所得的断层数据直接驱动快速原型机的反求过程，这样的处理方法首先是无损的且具有速度快、精度高、数据量小的优点，而且避免了复杂的数据转换过程和STL格式所带来的缺点，也减少了中间转换的误差。基于工业CT的断层扫描图像数据，采用了首先对灰度图像进行去噪、图像增强、锐化等，再进行图像二值化后对图像作进一步的处理分析，这样可以简化图像的后续处理，以提高图像的质量。图像二值化采用了迭代法求取图像最佳阈值进行灰度分割，得到二值图像。通过对现有轮廓提取方法的比较，作者针对所研究的工业CT断层图像，采用了比较简单的基于二值化图像的形态学方法提取图像轮廓，也就是利用形态学中的腐蚀去减原图，其结果就是图像的边缘图像。针对上面的轮廓提取算法，作者提出了一种改进的轮廓跟踪算法，即根据原有的八方向跟踪准则，考虑到反求工程系统只需要对轮廓特征点的记录，对冗余的数据点通过跟踪进行删除，这样在得到轮廓的同时大大精简了跟踪结果的数据量，起到了优化数据的作用。通过以上方法的处理效果是好的。3.期刊论文庞晓平.于今.刘丰林.PANGXiao-ping.YUJin.LIUFeng-lin基于工业CT的反求工程图像处理的关键技术分析-机械设计与制造2005,(1)随着反求工程在先进制造中日趋重要的发展,其测量方法也越来越先进.这里把工业CT的独有特性用于反求工程,主要分析了把CT图像转换成CAD工程图所涉及的图像处理的关键步骤和讨论了位图的矢量化方法,并在实践中取得了结果.4.会议论文付丽琴.陈树越.王长江基于工业CT的实物反求方案2001反求工程的目的一是产生CAD模型,二是建立已有零件或原型的数据库.为了实现对某个零件的重设计或自动检测,进行实物反求是必需的.工业CT(简称ICT)是测量没有备件和复制品的具有复杂内部结构实物的唯一方法,将其应用于反求有着广泛的前景.本文提出的反求方案是由ICT获得的断层图像入手,经过一些图像学、图形学的处理技术,最后利用CAD软件(Pro/ENGINEER)重构出实体模型.5.学位论文刘炉基于工业CT切片数据的CAD模型重构2006随着制造业的飞速发展，反求工程已成为消化、吸收国内外先进技术的一个重要手段。工业CT断层扫描可以无损地测量物体，由断层数据构造三维CAD模型成为工业CT在反求工程应用中的研究热点。本文系统研究了基于工业CT切片数据的CAD模型重构所涉及到的关键技术。首先对工业CT灰度图像进行处理。采用滤波器进行滤波去噪；研究了图像灰度计算方法，根据灰度采用交互方式进行阈值分割，将截面轮廓从背景图像中提取出来；采用八邻域轮廓跟踪并得到内外轮廓坐标。研究了基于曲率的轮廓特征识别方法。提出用三点曲率和曲率差分相结合的改进方法提取特征点；通过分析图像处理后的工业CT轮廓数据特点，采用距离计算的方法去掉冗余特征点，完成特征点合并；以提取的特征点作为分界点对轮廓进行分段，并对曲线进行类型判断，针对圆弧点列，采用误差估计法计算出圆弧的圆心坐标及半径。研究了图像处理后得到的轮廓数据与CAD软件之间的数据格式转换方法，开发了格式转换程序，实现了IBL、PTS、IGES格式数据转换。其中针对IGES格式进行了重点研究，实现用IGES格式表示零件所有轮廓点以及轮廓线。本文利用现有CAD软件的强大功能重构CAD模型，选择Imageware进行曲面重构，利用Pro/E的Pro/Scantools模块构造实体模型。以工业CT扫描的茶壶数据为例，经过图像处理、数据格式转换后，在Imageware中重构曲面模型，并进行了误差分析，得到的CAD模型能够直接用于制造，也可以用于再设计，从而验证了本文采用的模型重构思想及技术的正确性和可行性。6.期刊论文桂志国.韩焱.GuiZhiguo.HanYan基于工业CT的反求工程中数据处理技术-火炮发射与控制学报2004,(1)提出了基于工业CT的反求工程中的数据处理方法.首先将CT切片图像用中值滤波对图像进行预处理;然后用改进的Sobel算子对图像进行边缘检测;最后进行轮廓跟踪,生成快速成型机的接口数据文件.实践表明,所提出的数据处理方法具有较好的应用效果.7.期刊论文段黎明.刘炉.武记超.林海.DUANLi-Ming.LIULu.WUJi-Chao.LINHai基于工业CT切片数据的CAD模型重构-计算机科学2006,33(12)为了使工业CT(computedtomography)扫描获得的切片数据能够被CAD软件直接处理并进行模型重构,在得到切片轮廓点坐标数据的基础上,提出了用IGES(InitialGraphicsExchngeSpecification)格式作为边缘轮廓坐标数据和CAD软件交换标准的方法,并采用VC++设计了IGES格式转换软件.实现了IGES格式文件的生成,并用逆向软件Imageware重构出三维CAD模型,取得了较好的效果.8.学位论文刘方年基于机器视觉技术的PCB数控打靶机研究与开发2006本文研究了面向有封闭内腔和外形的复杂工件快速原型制造的工业CT反求工程。论述了由工业CT断层图像实现快速原型制造的方法。全文共分为六章。第一章绪论。简述了本课题的研究意义；介绍了反求工程的基本概念及其主要应用场合；评述了与反求工程相关的测量技术及其特点；综述了国内外基于工业CT技术的反求工程研究概况，基于断层数据的三维CAD建模技术的研究进展；简介了快速原型技术的发展概况；最后讲述了本学位论文的主要研究内容。第二章研究基于反求的工业CT断层图片预处理。分析了层间插值的目的；介绍了现有的插值技术，并重点介绍了本课题选用的插值方法-基于对应点匹配的断层图像三维插值方法；对图像处理的基本方法进行了简要的介绍。第三章研究了轮廓提取、轮廓跟踪的方法及其数据输出。重点介绍了几种对图像进行二值化的方法，包括如何对二值化后的图片去噪的问题进行了探讨；并指出经改进的两种方法，“背景法”和“直方图法与背景法结合的改进方法”是能较好地实现工业CT图像二值化的方法；采用八邻域算法实现截面轮廓的提取；轮廓生成与边界跟踪算法，并在跟踪过程中忽略短线从而达到去除噪声的目的；轮廓跟踪时，轮廓线毛刺的去除；轮廓线数据文本输出方式，轮廓线以Freeman链码表示方法，输出时考虑相邻点而链码相同的为直线，因而仅输出首尾点信息，从而达到减少庸余数据的目的。第四章基于工业CT法快速反求系统的数据处理方法。对STL文件格式作了介绍；概述了对输出的轮廓数据利用现有的商用CAD软件进行三维重建的特点和缺点；着重研究了如何由断层测量数据直接生成STL模型；以及对片层数据直接驱动快速成型机的方法进行了探讨。第五章VisualC++开发的ICT复杂内腔零件反求软件包介绍。第六章对本课题的总结，并对本课题的下一步工作进行了展望。9.期刊论文王红亮.陈树越反求工程CLI建模中复杂轮廓数据处理方法研究-华北工学院学报2004,25(4)反求工程CAD建模是实现快速成型RP(rapidprototyping)的关键技术之一,本文主要讨论利用ICT(industrialcomputedtomography),断层图像进行CLI(commonlayerinterface)建模的方法,研究了复杂零件ICT断层图像的处理方法,提出了一种获取复杂零件ICT断层图像不规则轮廓的方法,采用一种基于射线的方法对内外轮廓进行了判别,对摩托车气缸头复杂零件ICT断层图像进行了实验研究,取得了令人满意的实验结果.10.学位论文吴朝明工业CT图像矢量化技术的研究与开发2007工业CT(ComputerizedTomography)是应用射线束穿透被测物体进行断层扫描的先进无损检测技术。该技术在检测过程中不受被测物体的材料、结构形状等因素的影响，它能在无损条件下以二维剖面或三维立体图像的形式，准确地展示被检测物体内外结构，实现对被检测物体结构、尺寸、材质密度的定性分析和定量测量。因此，该技术在逆向工程中有着广阔的应用前景。然而，经过工业CT扫描后得到是位图格式的切片图像，该图像不能直接应用于逆向工程中。为此，本文研究了工业CT图像的矢量化技术，并开发了工业CT图像矢量化系统，为工业CT检测技术在逆向工程中的应用打下了基础。本文的主要工作如下：在分析工业CT图像的特点和已有边缘检测方法的基础上，采用了Canny算子检测边缘；然后综合应用位图手动编辑方法、八邻域轮廓跟踪方法、改进小间隙填充方法和基于规则的去噪方法，实现边缘灰度图像的预处理。通过分析工业CT图像矢量化与其它图像矢量化之间的异同，研究了基于特征点的轮廓分段方法和基于分段合并算法的直线段拟合方法，改进了基于垂直平分线求交的圆弧拟合方法，应用上述方法和五种矢量图手动编辑功能实现了轮廓的矢量化。最后，将矢量化的结果输出为自定义的矢量数据格式和DXF、IGES等符合国际标准的矢量数据格式。应用C++程序语言和面向对象的技术，开发了工业CT图像的矢量化系统。经过大量实验和第三方测试表明，该系统具有较好的稳定性和人机交互性。本文链接：：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：38a7a0a3-e753-4b79-b884-9dec00c21a10下载时间：2010年9月9日