1、工業(yè)計算機(jī)層析成像(Industrial Computed Tomography，簡稱ICT)技術(shù)是當(dāng)今世界公認(rèn)的最佳無損檢測技術(shù)之一，它以圖像形式直觀地表達(dá)檢測對象斷層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、密度分布、缺陷信息，并不受檢測對象材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的限制。近年來，由于航空、航天、軍工、鐵路機(jī)車、汽車等行業(yè)對大型構(gòu)件的無損檢測和無損質(zhì)量評價需求增加，世界發(fā)達(dá)國家爭相研究和開發(fā)高能大型工業(yè)CT系統(tǒng)。
　　 利用工業(yè)CT圖像還能對檢測對象斷層內(nèi)外結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)

2、行精確測量，尤其對于具有復(fù)雜封閉內(nèi)腔的零部件的無損檢測和測量，工業(yè)CT技術(shù)起著無可替代的作用。研究工業(yè)CT技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用是近年工業(yè)CT技術(shù)研究熱點(diǎn)之一。
　　 課題由國家863高技術(shù)項目、國家自然科學(xué)基金項目和重慶市科技攻關(guān)項目資助，研究工業(yè)CT廣角扇束掃描、工業(yè)CT圖像幾何圖元識別等相關(guān)基礎(chǔ)理論。并根據(jù)理論研究結(jié)果，針對大型細(xì)長類工件工業(yè)CT檢測的實際需求，研究高能大型臥式工業(yè)CT機(jī)械系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，為該類型產(chǎn)品的工業(yè)C

3、T無損檢測提供技術(shù)儲備和支撐。主要工作如下：
　　 ①分析了工業(yè)CT技術(shù)基本原理、技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)指標(biāo)與評價標(biāo)準(zhǔn)，以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代CT掃描方式的特點(diǎn)。重點(diǎn)針對廣角扇束(Ⅲ代)CT掃描，研究其理論模型和圖像重建算法，并設(shè)計制造了一臺小型工業(yè)CT掃描試驗系統(tǒng)進(jìn)行試驗研究。
　　 ②對于廣角扇束工業(yè)CT掃描，圖像卷積反投影重建算法有一個關(guān)于幾何方面的假設(shè)：檢測工件的分度旋轉(zhuǎn)中心位于圖像重建中心線(即輻射源焦點(diǎn)中心與探測

4、器陣列中心的連線，也是扇束中心射線)上。實際的工業(yè)CT系統(tǒng)，由于各種偏差引起的工件分度旋轉(zhuǎn)中心偏移，導(dǎo)致重建圖像精度降低。論文針對旋轉(zhuǎn)中心偏離的情況建立了圖像重建數(shù)學(xué)模型，仿真研究了偏離量與重建圖像精度的關(guān)系。表明在重建515×512像素矩陣的圖像時，重建中心偏移0.1像素，重建圖像與基準(zhǔn)圖像間無明顯差異；重建中心偏移0.2像素及以上時，重建圖像與基準(zhǔn)圖像間差異明顯。指出對于廣角扇束CT掃描，重建圖像大小為512×512像素時，分度旋轉(zhuǎn)

5、中心與圖像重建中心不重合最大允許偏差為0.1像素尺寸。
　　 ③研究了基于Facet模型亞像素邊緣提取的工業(yè)CT圖像圖元識別方法，分析了常用識別算法，改進(jìn)了直線、圓弧的識別算法；在圖像幾何圖元識別的基礎(chǔ)上，提出工業(yè)CT圖像精確矢量化的方法；重點(diǎn)針對現(xiàn)有存在概率圖的圓檢測算法計算時間長、占用內(nèi)存大的缺點(diǎn)，提出一種通過事先確定潛在圓心選擇范圍，將存在概率數(shù)值符合設(shè)定條件的圓的參數(shù)信息存儲在鏈表中，并根據(jù)被檢測圓的數(shù)量確定圓的參數(shù)、標(biāo)

6、識其位置的算法。實驗結(jié)果表明，該方法在計算時間上比原方法提高了33～178倍；最后，運(yùn)用最小二乘法擬合圖像中識別的圓參數(shù)并進(jìn)行實際測量。使用空間分辨率為2.0 lp/mm的電子直線加速器工業(yè)CT系統(tǒng)，掃描重建出包含10個圓的800×800像素工業(yè)CT圖像，運(yùn)用該方法對圖像中的圓進(jìn)行了檢測和測量，結(jié)果表明測量精度優(yōu)于0.5％。
　　 ④在工業(yè)CT廣角扇束掃描研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際檢測對象特點(diǎn)和要求，設(shè)計了高能大型臥式工業(yè)CT系統(tǒng)主

7、要技術(shù)參數(shù)和總體技術(shù)方案；用臥式工業(yè)CT系統(tǒng)檢測細(xì)長類工件時，工件自身重力引起的撓度將引起CT掃描分度旋轉(zhuǎn)中心與圖像重建中心不重合。分析了典型檢測對象在兩點(diǎn)支撐時工件最大撓度，指出其數(shù)值超過分度旋轉(zhuǎn)中心與圖像重建中心不重合的最大允許誤差，并提出應(yīng)用三點(diǎn)滾動支撐方案；設(shè)計了一種支撐座可開合、工件浮動夾持的專用異形軸承滾動支撐夾具，設(shè)計了機(jī)械系統(tǒng)各運(yùn)動傳動結(jié)構(gòu)、各部件結(jié)構(gòu)和整機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)。
　　 研究設(shè)計的廣角扇束CT掃描試驗裝置已開

8、發(fā)為工業(yè)CT教學(xué)試驗儀器；研究設(shè)計的加速器、探測器部件結(jié)構(gòu)、運(yùn)動部件以及異形軸承夾緊、支撐座可開合三點(diǎn)滾動支撐結(jié)構(gòu)夾具已應(yīng)用到不同的大型CT、DR檢測系統(tǒng)上；研究的工業(yè)CT圖像精確矢量化方法也已初步應(yīng)用到工業(yè)CT圖像軟件系統(tǒng)中。實際應(yīng)用結(jié)果表明，提出的高能大型臥式工業(yè)CT系統(tǒng)設(shè)計方案可行，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計合理；提出的三點(diǎn)滾動支撐方案，設(shè)計的獨(dú)特的可開合滾動支撐結(jié)構(gòu)較好地解決了細(xì)長工件臥式檢測時工件重力撓度對CT掃描成像的影響；研究的工業(yè)CT