论文摘要
工业CT（Computerized Tomography）技术与三坐标测量、激光扫描、逐层铣削照相等测量方法相比,能在无损地情况下实现零件内部结构和形状的测量和分析,有着不可代替的优势,在反求工程中有着广阔的应用前景。目前基于工业CT断层图像的反求三维CAD建模技术大多需要开发专用的模型重建软件,涉及到复杂的重建算法,开发周期长。因此,本文借助VTK（Visualization Toolkit,可视化工具包）,研究了基于工业CT断层图像的反求三维CAD建模技术,有效降低了基于工业CT的反求技术的复杂程度,缩短了开发周期。本文的主要工作如下:研究了基于工业CT断层图像的反求三维CAD建模技术。借助VTK,首先读取系列工业CT断层图像获取规则的体数据,采用高斯滤波对体数据进行滤波去噪;然后设置等值面阈值,采用移动立方体算法或轮廓拼接法抽取零件内外轮廓等值面,重建零件表面模型,并从重建后的表面模型和表面网格分析了移动立方体算法或轮廓拼接法。为了实现对模型的实时交互绘制,采用顶点删除法与基于二次误差测度的算法对零件表面模型进行表面网格简化,然后采用Laplacian平滑与窗口Sinc函数内插平滑相结合的方法来优化表面网格,最后生成表示零件表面模型的STL格式文件,导入三维CAD软件UG中,构造零件实体模型,得到的零件三维CAD实体模型能够直接用于制造,也可以用于再设计。应用VTK、C++程序语言和面向对象的技术,开发了基于工业CT断层图像的反求三维CAD建模技术中STL格式文件生成系统,实现其建模功能和显示功能。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。