基于ict的锻件内部缺陷三维重建研究

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1、硕士学位论文’MASTERSDISSERTATION论文题目基于ICT的锻件内部缺陷三维重建研究作者姓名王浩臣学科专业机械制造及其自动化指导教师吴凤和教授2016年5月中图分类号：TH164学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文基于ICT的锻件内部缺陷三维重建研究硕士研究生：王浩臣导师：吴凤和教授申请学位：工学硕士学科专业：机械制造及其自动化所在单位：机械工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalManufacturingandAut

2、omation3DRECONSTRUCTIONOFINTERNALDEFECTSINFORGINGSBASEDONICTBy：WangHaochenSupervisor:ProfessorWuFengheYanshanUniversity2016.5燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于ICT的锻件内部缺陷三维重建研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于ICT的锻件内部缺陷三维重建研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□

4、，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要工业锻件是工业生产中的设备核心零部件，工件在生产过程会产生空洞、裂缝等缺陷，影响工业设备质量，因此对工业锻件的内部缺陷进行精确检测，得到其内部缺陷的三维形状、空间位置、空间尺寸、变形梯度等信息，以便科学、准确地判定缺陷的种类、等级以及工业设备能否服役，就具有很高的研究价值。近年来，无损检测技术日益发展，ICT技术逐渐应用于无损检测，成为无损检测技术的重要发展方向。ICT技术得到的断层图像

5、尚不能得到工件缺陷的三维信息，因此为进一步分析锻件缺陷，需要对断层图像的三维重建进行研究。本文针对传统三维重建算法模型精度低、重建时间长、重建边界受缺陷轮廓条件限制等问题，对断层图像三维重建技术进行了研究，主要包括断层轮廓匹配技术、三角剖分技术、光线投射技术以及实体转化技术。论文的主要有如下内容：（1）针对现有表面重建算法的相邻图像轮廓对应误差较大问题，采用基于形心匹配与椭圆拟和的方法，根据每个轮廓的形心确定出相邻轮廓的初步对应关系，根据椭圆拟合后得到的相似性参数进行相邻轮廓的匹配，以提高三维重建模型的精度。（2）针

6、对现有算法在多边形轮廓在分叉处难以正确拼接的问题，提出基于Delaunay三角剖分的顶点添加与去除的方法，对轮廓进行顶点选取并在分叉处添加顶点来进行三角剖分，实验结果表明通过该方法得到的三维模型更加精确。（3）针对光线投射算法计算量大、效率较低的问题，对光线投射算法进行优化，通过关键采样点推算出其他采样点在空间中的坐标，减少整体的计算量，以提高算法效率。（4）针对三角网格表面模型转化为实体模型较为困难的问题，通过ANSYS的参数化编程语言将表面模型转化为实体模型。关键词：ICT；轮廓匹配；三角剖分；表面重建；锻件缺陷

7、I燕山大学工学硕士学位论文AbstractIndustrialforgingisthekernelcomponentoftheindustrialequipment,andtherearesomedefects,suchasvoidsandcracksintheprocessofproduction,makebadaffecttothequalityofindustrialequipment,sotheindustrialforgingsaccuratelydetectinternaldefectsanditsint

8、ernaldefectsofthree-dimensionalshape,spatiallocation,spatialinformationsuchassize,deformationgradient,fordeterminingdefecttypescientificallyandaccurately,gradeandindustriale