基于工业计算机断层成像技术的三维CAD模型重构方法

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1、第15卷第3期计算机集成制造系统V01．15No．32009年3月ComputerIntegratedManufacturingSystemsMar．2009文章编号：1006—5911(2009)03—0479—08基于工业计算机断层成像技术的三维CAD模型重构方法段黎明，刘元宝，吴志芳，张金波(1．重庆大学ICT研究中心，重庆400044；2．重庆大学机械工程学院，重庆400044)摘要：为解决复杂形状产品的三维计算机辅助设计模型的重构难题，提出了一种基于工业计算机断层成像技术的三维计算机辅助设计模型的

2、重构方法。首先用工业计算机断层成像技术对产品进行扫描，得到产品切片图像，然后通过切片图像获取体数据；在采用高斯滤波对体数据进行预处理后，使用移动立方体算法重建三维表面，并用顶点删除法和二次误差测度算法简化三维表面；在采用Laplacian算法平滑三维表面后，将三维表面模型保存为STL格式的文件；最后，将STL格式的文件导入到UG中，重构出产品的三维计算机辅助设计模型。实际应用验证了该方法的有效性和正确性。关键词：逆向工程；计算机辅助设计；工业计算机断层成像技术；表面模型中图分类号：TP751．1文献标识码：

3、AMethodofreconstructing3一DCADmodelbasedonindustrialcomputedtomographyDUANLi—ruing，LfUYuan—bao，wUZhi一ng，ZHANGJin—bo(1．ICTResearchCenter，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abst

4、ract：Tosolvetheproblemofreconstructing3-DComputerAidedDesign(CAD)modelforthecomplexprod—uct，amethodofreconstructing3-DCADmodelbasedonindustrialComputedTomography(CT)wasproposed．Firstly，theproductwasscannedwithindustrialCTandthesliceimageswereobtained，thent

5、hevolumedatawasgotfromthesliceimages．AfterthevolumedatawasprocessedbyGaussianfilter，the3-Dsurfacemodelwasrecon—structedfromthevolumedatabyusingMarchingCubes(MC)algorithm，andsimplifiedbyusingVertexRemoving(VR)algorithmandQuadricErrorMetric(QEM)algorithm．Aft

6、erbeingsmoothedbyusingLaplacianalgorithm，the3-DsurfacemodelwassavedasSTereoLithography(STL)formatfile．Finally，theSTLformatfilewasloadedintothesoftwareUGandthe3-DCADsolidmode1wasreconstructed．Applicationofthemethodprovedthatitwaseffectiveandfeasible．Keyword

7、s：reverseengineering；computeraideddesign；industrialcomputedtomography；surfacemodel测量是基于机械、光电测量技术的，不但受到被测产0引言品表面形状、材料性质、表面光滑程度的限制，而且目前，在对产品进行计算机辅助设计(Comput—不能在无损的情况下获取产品内部结构的数据。因erAidedDesign，CAD)模型重构时，其外形尺寸的此，复杂形状产品的CAD模型重构一直是一个难收稿日期：2008—08—05；修订日期：2008—1

8、1-25。Received05Aug．2008；accepted25Nov．2008．基金项目：：国家863计划资助项目(2006AA04Z104)。Foundationitem：ProjectsupportedbytheNationalHigh—Tech．R&DProgram，China(No．2006AA04Z104)．作者简介：段黎明(1964一)，男，四川营山人，重庆大学ICT研究中心研究员，博士，主要从