三维测量技术是计算机图形学和计算数学相结合的一个研究方向,它在计算机视觉、机器学习、模式识别、逆向工程以及计算机辅助等领域有着广泛的应用前景。三维测量技术大体上分为接触式测量和非接触式测量两大类。传统的接触式测量如三坐标测量机(Coordinate Measuring Machining,CMM),精度较高,但在不破坏工件的情况下,不能得到工件的内部尺寸。随着计算机技术的发展,出现了基于光学、数字图像以及计算机视觉的非接触式测量技术,能够快速获得工件的三维信息。工业CT三维测量(Three dimensional measurements in industrial Computed Tomography)是非接触式测量技术的一种手段,它通过CT重建得到数字图像以获得工件的三维信息,能够在不破坏工件的情况下对工件进行无损测量,获得工件内外结构尺寸。三维数据的特征提取和三维人机交互是三维测量技术的两大难点。针对三维测量技术的这两大难点,本文基于工业CT三维数据深入研究了三维测量技术的相关算法。结合visual C++、open GL和open CV等开源库编制了相应的三维测量软件,主要包含数据处理、三维配准、三维测量和真三维显示四个模块,能够较好地完成工件的配准、测量及显示功能。在数据处理模块,结合模糊区域竞争方法(Fuzzy Region Competition)和移动立方体(marching cube,MC)算法,形成了一种新的三维数据的特征提取方法(Fuzzy marching cube,FMC),能够得到工业CT数据的三维亚像素轮廓特征。在三维配准模块,利用计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)模型细化的数据和CT数据的亚像素特征进行初始配准,进而利用迭代最近邻点(Single Value Decomposition-Iterative Closets Point,SVD-ICP)算法实现三维CT数据和CAD数据的精确配准,最终能够直观地表示工件的全局制造误差。在三维测量模块,利用基于点线面的交互方式设计了包围盒交互工具,能够选出CT特征数据的感兴趣区域。然后进一步对感兴趣区域,进行壁厚、孔径和圆柱度以及内腔和工件的总体体积测量,定量地给出工件相应的测量尺寸。在真三维显示模块,通过模拟人眼,从不同角度观察三维CT数据的亚像素特征,得到视差图像,最终生成真三维视频,能够更直观地显示工件缺陷及相关的特征。