工业计算机断层成像(Industrial Computerized Tomography, ICT)技术是通过射线对被测物体进行层析扫描获取数据,经过图像重建后得到一系列有序的切片图像,这些切片图像提供了物体表面结构和内部结构的完整信息。工业CT技术具有无破坏性测量、测量精度高等特点,因此它在逆向工程和工件内部的参数测量等领域具有广阔的应用前景。本文研究了基于工业CT的几何特征反求与测量。完成的主要内容如下:首先分析了工业CT图像的特点,经过图像增强、图像平滑等预处理,然后研究了基于工业CT图像的边缘处理算法,如边缘检测、边缘跟踪等。在诸多边缘检测算法中,重点研究了基于Facet模型的像素边缘检测算法,该算法充分利用了相邻点的信息,具有抗噪能力强、定位精度高等优点,因此采用了基于Facet模型的边缘检测算法来提取各层工业CT图像的边缘,然后采用Freeman链码跟踪法提取工件在各层边缘图像的二维轮廓,为下一步的逆向拟合与工件内部的参数测量做准备。根据先验信息,将工件在各层切片上的边缘数据拟合成圆柱、椭圆柱或平面等常见三维曲面。针对直接三维柱面拟合程序复杂计算量大的特点,本文改进了柱面拟合算法。首先求取工件在各层切片上的边缘轮廓的质心,再通过这些质心拟合出中心轴并得到管道边缘点在垂直于中心轴截面上的投影数据,最后采用最小二乘拟合圆算法或椭圆直接拟合算法拟合出管道在中心轴截面上的圆或椭圆,即得到了圆柱或椭圆柱管道的各种几何参数。对于其他曲面的拟合,采用相应的曲面拟合算法,最后利用这些几何参数生成CAD图,为基于工业CT的逆向工程打下基础。使用VC++ 6.0将上述方法进行程序实现并对实际的工业CT图像进行实验,结果表明本文的方法能够准确地测量出工件的几何参数。在工业CT图像的基础上,对壁厚测量和圆度误差测量算法进行改进。对跟踪后的待测壁厚的内外壁边缘或待测圆度误差的近似圆边缘,通过求取内壁各点到外壁的距离的平均值得到工件壁厚,或通过最小二乘法、最小区域法求得工件圆度误差。应用VC++ 6.0将上述方法进行程序实现并对仿真和实际的工业CT图像进行实验,结果表明本文的方法能够准确地测量出工件的壁厚并能测量出截面为圆的圆孔的圆度误差。上述方法能自动适应工件壁形状的变化,能测量封闭内腔的壁厚和内孔的圆度误差,测量的自动化程度高且精度较高。