基于工业CT切片图像的STL文件生成方法

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在先进制造技术领域当中,基于工业CT切片图像的快速反求技术(Reverse Engineering, RE)已经成为当前的一个研究热点,其重点在于由工业CT切片图像数据生成可直接为快速原型制造设备所能接受的格式数据。本文对其涉及到的关键技术进行了系统的研究。首先,对工业CT切片图像进行了处理:分析了几种常用的图像平滑方法,对其平滑效果进行了比较,并根据比较结果选用中值滤波技术对本文切片图像进行平滑处理;采用适用于本文切片图像的基于灰度直方图的阈值分割方法;分析了几种经典的边缘检测算子,并依据实验结果采用Kirsch算子对本文切片图像进行边缘检测;进行了轮廓提取及轮廓跟踪以获取截面的轮廓特征,并对提取的轮廓环进行内外环的判定,最后以.txt格式输出截面轮廓的三维坐标,为生成STL文件奠定了基础。其次,边界轮廓环的三角网格化:层间三角面片填充和端面三角划分。在层间三角面片填充方面,采用层间轮廓环按环的性质、几何中心和周长进行匹配的层间匹配算法;分析了层间三角面片填充的四种常用的算法,并根据本文需要选用并实现了最小对角线法;端面三角划分时,将端面的轮廓环进行分组,再对每组环进行切分处理,使得每组环变成一个单一的外环,对单一的外环按Delaunay算法进行三角划分;将所生成的三角面片按规定的格式写入STL文件,生成可直接为快速原型制造所接受的STL文件格式。最后,开发了相应软件实现了上述功能,并与用造型软件重构出CAD模型后再转换为STL文件的方法进行了比较。比较的结果说明,本文的方法是可行的,并可极大的缩短开发周期。
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