基于神经网络边缘提取的工业CT图像与CAD模型的比对检测.docx

第19卷第10期2011年10月

光学精密工程

OpticsandPrecisionEngineering

Vol.19No.10Oct.2011

文章编号1004-924X(2011)10-2533-08

基于神经网络边缘提取的工业CT图像与CAD模型的比对检测

曾理1,2*,何洪举1,张志波1

(1.重庆大学数学与统计学院，重庆401331;

2.重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心，重庆400030)

摘要：研究了一种对工业计算机断层(CT)图像与计算机辅助设计(CAD)模型进行比对检测，分析工件制造误差的方法。首先，用模板自适应细胞神经网络提取工业CT图像边缘，并进行三方向CT切片边缘数据融合处理以获得完整的三维边缘面。然后，先结合主成分分析和最小包围盒的思想对CT边缘面数据与工件的CAD模型实现粗配准，再用奇异值分解-迭代最近点算法对其进行精配准，其中最近点对的求取用kd树进行加速，从而实现对工件制造误差的分析。实验结果显示，文中的方法能够实现工件的比对检测，自动化程度高、能直观显示误差分布且精度高，表明通过改进工件CT图像与CAD模型的比对检测方法，可将工业CT技术用于制造工艺分析与改进中。

关键词：计算机断层成像；计算机辅助设计；神经网络；迭代最近点；比对检测

中图分类号：TP391;TP183文献标识码：Adoi:10.3788/OPE2533

ComparisoninspectionbetweenICTimagesCADmodelbasedonedgeextractingbyneuralnetworks

ZENGLi1.2*,HEHong-ju1,ZHANGZhi-bo1

(1.CollegeofMathematicsStatistics,ChongqingUniversity,Chongqing401331,China;

2.ICTResearchCenter,KeyLaboratoryofOptoelectronicTechnologySystem,Ministryof

Education,ChongqingUniversity,Chongqing400030,China)

*Correspondingauthor,E-mail:drlizeng@

Abstract:Amethodtoanalyzethemanufactureerrorofaworkpiecebasedonthecomparisoninspec-tionbetweenIndustrialComputedTomography(ICT)imagesandComputerAidedDesign(CAD)modelwasdiscussed.Firstly,theedgedsurfacesofICTimageswereextractedbytheCellularNeuralNetwork(CNN)withadaptivetemplatesandthedatawerefusedinthreedirectionstoobtainethecomplete3Dedgesurfaces.Then,thePrincipalComponentAnalysis(PCA)withthemethodofmini-mumboundingboxwerecombinedtoperformaroughregistration,andSingularValueDecompositionandIterativeClosestPoint(SVD-ICP)algorithmwereusedtorealizetherefinedregistrationfortheedgedsurfacedataandtheCADmodel.Inexperiment,thek-dtreewasusedtoimprovethecalcula-

收稿日期：2011-01-18;修订