[发明专利]复杂点阵镂空结构CT尺寸测量方法

说明书

复杂点阵镂空结构CT尺寸测量方法，首先通过复杂点阵镂空结构CT成像质量影响因素分析、CT检测策略制定和确定检测参数、CT图像处理技术研究，获得最佳的图像处理方法，然后通过图像边界提取技术、图像边界提取理论计算方法分析和边界提取理论计算方法的研究以及理论算法的验证，获得精确提取复杂点阵镂空结构内部轮廓边界的理论计算方法，最后通过设计尺寸测量误差校准标准试件，应用复杂点阵镂空结构内部轮廓边界的提取算法，对复杂点阵镂空结构CT检测尺寸测量误差进行校准，建立一种复杂点阵镂空结构CT尺寸测量方法，解决复杂点阵镂空结构检测难题。

技术领域

本发明涉及一种复杂点阵镂空结构CT尺寸测量方法，该方法属于CT检测技术尺寸测量技术领域，适用于测量复杂点阵镂空结构节点连接杆直径范围在φ0.5～2.0mm，主要用于测量复杂点阵镂空结构内部轮廓尺寸。

背景技术

复杂点阵镂空结构是通过在零件表面、零件内部设计具有一定分布规律的三维点阵曲面替代零件原始的实体区域、支撑结构，实现零部件的形状优化具有高度的空间对称性，可将外部载荷均匀分解，在实现建中的同时保证了承载能力。

针对复杂点阵镂空结构检测而言，CT检测技术与其他无损检测技术相比其优势在于：CT检测技术不受试件材料种类、形状结构及表面状况等限制；能给出与复杂点阵结构的几何结构、组分及密度特性相对应的三维图像，且成像直观、目标特征不受周围细节的遮挡；可方便地测量内部轮廓尺寸等。所以基于原理CT检测技术可有效检测复杂点阵镂空结构内部轮廓尺寸，现阶段应用CT检测复杂镂空点阵结构时，对CT图像采用等值面阈值方法(ISO50)提取CT检测图像上关键结构内部轮廓边界，但是CT检测图像边界提取不准确，提取边界混淆、连通，影响尺寸测量精度。其原因在于两个方面：一是由于受点阵结构复杂性的影响，CT检测成像质量比较差，图像存在伪影、信噪比低、图像边界模糊等原因，二是由于受点阵结构表面不线性、不规则形状的影响，造成现用边界分割方法提取边界不准确。提高CT检测复杂点阵镂空结构内部轮廓尺寸测量精度，需解决的两个问题：

(1)由于复杂点整镂空结构特点造成CT检测成像质量差。(2)对于增材制造结构成形时表面不线性、不规则的特性和CT图像质量不高，不能精确提取边界，造成尺寸测量误差。

CT检测提高尺寸测量精度的主要途径有两个：一是可通过提高CT检测系统设备硬件水平，二是可改进CT检测工艺方法和理论计算方法提高精度。对硬件的提高是有限的，但通过检测方法的研究和理论计算方法提高测量精度的方法是简单有效的。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了复杂点阵镂空结构CT尺寸测量方法，解决了复杂点阵镂空结构CT检测图像成像质量差和边界提取精度差的问题，提高复杂点阵镂空结构内部轮廓尺寸测量精度，核心技术包括复杂点阵镂空结构CT检测图像的成像质量控制技术、复杂点阵镂空结构边界提取技术。

本发明的技术解决方案是：复杂点阵镂空结构CT尺寸测量方法，包括如下步骤：

步骤1：对复杂点阵镂空结构进行CT扫描，获得复杂点阵镂空结构CT图像；

步骤2：将CT图像进行滤波降噪，逐级统计复杂点阵镂空结构CT图像灰度值的数值，拟合一条开口向上的曲线，取曲线波谷处的灰度值，并记为阈值ε；

步骤3：将复杂点阵镂空结构CT图像采用重叠的方式拆分成多个图像块，并将图像块按从上到下、从左到右的顺序排成行，每一图像块内部像素按从上到下、从左到右的顺序排成列，构成新的图像矩阵φ，其中，每一个64×1的列向量代表一个图像块；

步骤4：新的图像矩阵φ中的每一个元素减去该元素所在列的平均值，实现新的图像矩阵φ的归一化，得到矩阵blocks；