本文關(guān)鍵詞：三維模型和機(jī)器視覺(jué)結(jié)合的3D打印醫(yī)療導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展,3D打印產(chǎn)品滲透到各個(gè)領(lǐng)域中。醫(yī)療應(yīng)用是3D打印的一個(gè)重要方向,其中3D打印頜面腫瘤醫(yī)療導(dǎo)板是腫瘤放射性治療的重要輔具。而目前3D打印產(chǎn)品還沒(méi)有一個(gè)良好的質(zhì)量檢測(cè)方案,由于其具有個(gè)性化程度高的特點(diǎn),使得普通的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)不適用于它,因此3D打印產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)是一個(gè)非常重要的研究方向。論文主要研究了三維模型和機(jī)器視覺(jué)結(jié)合的3D打印頜面腫瘤醫(yī)療導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)方案,并設(shè)計(jì)了原型樣機(jī)。具體工作如下:1.提出了一種三維模型引導(dǎo)、機(jī)器視覺(jué)監(jiān)視、機(jī)械系統(tǒng)支持的3D打印頜面腫瘤醫(yī)療導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)方案。該方案根據(jù)導(dǎo)向孔是放射性治療的關(guān)鍵因素,設(shè)計(jì)針對(duì)導(dǎo)向孔成型質(zhì)量的檢測(cè)�？紤]到3D打印產(chǎn)品個(gè)性化高、沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)格等特點(diǎn),因此3D打印產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的本質(zhì)是打印產(chǎn)品和對(duì)應(yīng)的三維模型的一致性檢測(cè)。我們首先將三維模型與3D打印導(dǎo)板對(duì)齊,其次基于三維模型設(shè)計(jì)檢測(cè)方案,進(jìn)一步由機(jī)械系統(tǒng)配合移動(dòng)導(dǎo)板到相應(yīng)的位置,最后通過(guò)圖像識(shí)別確定導(dǎo)向孔質(zhì)量是否合格。2.設(shè)計(jì)了基于單個(gè)相機(jī)實(shí)現(xiàn)的偽雙目立體視覺(jué)的模型位置初始化方法。模型位置初始化就是將3D模型和3D打印產(chǎn)品對(duì)齊。我們利用雙目測(cè)量,計(jì)算導(dǎo)板標(biāo)記點(diǎn)世界坐標(biāo),然后求解與模型標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)的變換矩陣,最終將3D模型和導(dǎo)板放到一個(gè)統(tǒng)一的世界坐標(biāo)下。該方法通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)配合,利用單相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體測(cè)量,簡(jiǎn)單、實(shí)用且精度能夠滿足系統(tǒng)檢測(cè)需要。3.提出一種基于幾何特征濾波和聚類(lèi)的導(dǎo)向孔橫截面提取算法。根據(jù)三維模型垂直投影到平面上轉(zhuǎn)化為二維平面檢測(cè)的思想,通過(guò)矩陣變換和圖像處理的方法提取導(dǎo)孔模型橫截面,通過(guò)Hough變換得到導(dǎo)向孔橫截面中心坐標(biāo)。4.實(shí)現(xiàn)了基于圖像特征的導(dǎo)向孔質(zhì)量檢測(cè)算法。首先通過(guò)多種圖像處理算法如邊緣檢測(cè)、二值化等得到導(dǎo)向孔完整輪廓,進(jìn)一步根據(jù)輪廓的幾何特征如面積、圓度等進(jìn)行導(dǎo)孔質(zhì)量評(píng)價(jià)。系統(tǒng)整機(jī)測(cè)試結(jié)果表明,三維模型和機(jī)器視覺(jué)結(jié)合的3D打印醫(yī)療導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)和試穿系統(tǒng)檢測(cè)的精度足以完成質(zhì)量檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：模型引導(dǎo) 機(jī)器視覺(jué) 圖像處理 質(zhì)量檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TP391.73
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景與研究意義9-12
• 1.2 3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 基于視覺(jué)的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)15-17
• 第2章 導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)和試穿系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)17-20
• 2.2.1 系統(tǒng)性能要求及分析17-18
• 2.2.2 論文工作難點(diǎn)18-19
• 2.2.3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)19-20
• 2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)20-23
• 2.3.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.2 系統(tǒng)相機(jī)、鏡頭及光照方式選型21-23
• 2.3.3 電氣控制系統(tǒng)23
• 2.4 軟件設(shè)計(jì)23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 三維模型處理算法研究27-49
• 3.1 引言27
• 3.2 模型位置初始化算法27-37
• 3.2.1 相機(jī)標(biāo)定28-31
• 3.2.2 雙目立體視覺(jué)測(cè)量31-34
• 3.2.3 導(dǎo)板標(biāo)記點(diǎn)提取34-36
• 3.2.4 導(dǎo)板位置初始化的變換矩陣36-37
• 3.3 基于幾何特征濾波和聚類(lèi)的三維模型導(dǎo)向孔檢測(cè)算法37-41
• 3.4 基于Dijkstra算法的導(dǎo)向孔檢測(cè)路徑優(yōu)化41-44
• 3.4.1 旋轉(zhuǎn)軸角度參數(shù)計(jì)算43-44
• 3.4.2 路徑規(guī)劃44
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-47
• 3.5.1 相機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)44-45
• 3.5.2 位置初始化實(shí)驗(yàn)45-47
• 3.5.3 檢測(cè)路徑優(yōu)化實(shí)驗(yàn)47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第4章 基于圖像的導(dǎo)向孔質(zhì)量檢測(cè)算法研究49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 檢測(cè)算法總體設(shè)計(jì)49-51
• 4.3 基于圖像分析的導(dǎo)向孔位置矯正51-55
• 4.3.1 圖像預(yù)處理51-52
• 4.3.2 導(dǎo)孔輪廓提取52-54
• 4.3.3 導(dǎo)孔偏移位置計(jì)算54-55
• 4.4 導(dǎo)孔質(zhì)量檢測(cè)和試穿55-56
• 4.4.1 導(dǎo)孔質(zhì)量檢測(cè)55
• 4.4.2 導(dǎo)孔試穿55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 系統(tǒng)的演示與實(shí)驗(yàn)57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)57-58
• 5.3 系統(tǒng)應(yīng)用軟件58-59
• 5.4 系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證59-65
• 5.5 導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)和試穿系統(tǒng)演示65-67
• 5.6 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75
• 已申請(qǐng)的專(zhuān)利75-77
• 致謝77

  本文關(guān)鍵詞：三維模型和機(jī)器視覺(jué)結(jié)合的3D打印醫(yī)療導(dǎo)板質(zhì)量檢測(cè)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：298342