逆向工程技術(shù)特點(diǎn)應(yīng)用與分析課件

一、逆向工程概述

作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的一種手段,在20世紀(jì)90年代初,逆向工程技術(shù)開始引起各國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。特別是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及測試技術(shù)的發(fā)展，利用CAD/CAM技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)物的逆向工程，已成為CAD/CAM領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，并成為逆向工程技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容。一、逆向工程概述作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的一種手1二、逆向工程組成１．定義

逆向工程（ReverseEngineering）也稱反求工程、反向工程等，是指用一定的測量手段對實(shí)物或模型進(jìn)行測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法，重構(gòu)實(shí)物的CAD模型，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的過程。二、逆向工程組成１．定義2逆向工程框圖

逆向工程框圖3

與傳統(tǒng)的“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)→產(chǎn)品ＣＡＤ模型→產(chǎn)品(物理模型)”的正向工程相反。逆向工程是在沒有設(shè)計(jì)圖紙或圖紙不完整，而有樣品的情況下，利用三維掃描測量儀，準(zhǔn)確快速地測量樣品表面數(shù)據(jù)或輪廓外形，加以點(diǎn)數(shù)據(jù)處理、曲面創(chuàng)建、三維實(shí)體模型重構(gòu)，然后通過CAM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程，直至利用CNC加工機(jī)床或快速成型機(jī)來制造產(chǎn)品。

特點(diǎn)與傳統(tǒng)的“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)→產(chǎn)品ＣＡＤ模型→產(chǎn)品(物理模42、逆向工程結(jié)構(gòu)組成（1）逆向工程技術(shù)的硬件條件三維數(shù)據(jù)信息的提取是逆向工程技術(shù)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，為產(chǎn)品三維信息的獲取提供了硬件條件。德國GOM公司逆向（逆向）技術(shù)的軟硬件技術(shù)與設(shè)備--AtosII流動式光學(xué)掃描儀、Tritop三維照相測量系統(tǒng)。英國LK公司的精密三坐標(biāo)測量設(shè)備(非接觸式)。體現(xiàn)了檢測設(shè)備的高速化、廉價(jià)化和功能復(fù)合化的特點(diǎn)。在實(shí)際三坐標(biāo)測量時(shí)，應(yīng)該根據(jù)測量對象的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)工作的要求確定合適的掃描方法并選擇相應(yīng)的掃描設(shè)備。例如，材質(zhì)為硬且形狀較為簡單、容易定位的物體，應(yīng)盡量使用接觸式掃描儀。但在對橡膠、油泥、人體頭像或超薄形物體進(jìn)行掃描時(shí)，則需要采用非接觸式測量方法，但設(shè)備成本較高。2、逆向工程結(jié)構(gòu)組成（1）逆向工程技術(shù)的硬件條件5（2）逆向工程技術(shù)實(shí)施的軟件條件目前比較常用的通用逆向工程軟件有Surfacer、CopyCAD。一些CAD軟件也逐漸為逆向工程提供了設(shè)計(jì)模塊。例如Pro/E的ICEMSurf和Pro/SCANTOOLS模塊，可以接受有序點(diǎn)(測量線)，也可以接受點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其它商品化軟件(如Delcam、Cimatron和Strim)的功能模塊也逐漸豐富起來。為逆向工程的實(shí)施提供了軟件條件。（2）逆向工程技術(shù)實(shí)施的軟件條件6逆向工程技術(shù)特點(diǎn)應(yīng)用與分析課件7

我國清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、西安交通大學(xué)等眾多高校近年來也加強(qiáng)了對反求工程測量設(shè)備的研發(fā),現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,并廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、家用電器、醫(yī)療、輕工等行業(yè)中。由于國產(chǎn)設(shè)備價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外,且功能不斷增強(qiáng),因此有較大的發(fā)展?jié)摿εc競爭力。我國清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、西安交通大學(xué)等眾8（１）零件原形的數(shù)字化

通常采用三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)或激光掃描等測量裝置來獲取零件原形表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。

激光測量可以采用CCD相機(jī)和3D激光掃描相結(jié)合，CCD相機(jī)用來確定實(shí)物的空間位置，指導(dǎo)測量路徑的編程。激光掃描的速度已經(jīng)達(dá)到15000點(diǎn)/秒，測得的數(shù)據(jù)量很大，可以充分表示零件表面信息，非常適合對于復(fù)雜自由曲面的測量。利用高分辨率CCD相機(jī)拍照片的方法，應(yīng)用Tritop軟件，通過定義相機(jī)型號、定義比例尺、定義計(jì)算參數(shù)、自動讀取相片、進(jìn)行完全計(jì)算，計(jì)算出非數(shù)碼點(diǎn)、定義坐標(biāo)系等過程，通過數(shù)碼照片得到單張的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。3.逆向工程階段劃分（１）零件原形的數(shù)字化3.逆向工程階段劃分9測量方法分類測量方法分類10

測量數(shù)據(jù)的定位（registration)

需要將多次測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一個(gè)坐標(biāo)系中，形成同一坐標(biāo)系下的一個(gè)完整的測量數(shù)據(jù)及圖像?？蓪螐堻c(diǎn)云數(shù)據(jù)輸入Atos軟件，將測得的單張點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接成整張點(diǎn)云數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)的定位（registration)

11（２）數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理＆幾何特征提取按測量數(shù)據(jù)的幾何屬性對其進(jìn)行分割，采用幾何特征匹配與識別的方法來獲取零件原形所具有的設(shè)計(jì)與加工特征。（２）數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理＆幾何特征提取12（３）曲面重構(gòu)將分割后的三維數(shù)據(jù)在CAD系統(tǒng)中分別做表面模型的擬合，并通過各表面片的求交與拼接獲取零件原形表面的CAD模型。

（４）模型的檢驗(yàn)與修正采用根據(jù)獲得的CAD模型重新測量和加工出樣品的方法來檢驗(yàn)重建的CAD模型是否滿足精度或其他試驗(yàn)性能指標(biāo)，對不滿足要求者,重復(fù)以上過程，直至達(dá)到零件的設(shè)計(jì)要求。（5）后續(xù)處理

CNCRPM逆向工程技術(shù)特點(diǎn)應(yīng)用與分析課件13曲面重構(gòu)可以說是逆向工程的核心，是以所量測的CMM或掃瞄點(diǎn)數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù)來重新建構(gòu)曲面模型。得到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)后，選取適當(dāng)?shù)乃惴ǎɑ蛴媚嫦蚬こ誊浖┻M(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理，如:格式轉(zhuǎn)換、噪聲濾除、平滑、對齊、點(diǎn)線面與實(shí)體誤差的比對后，再重新建構(gòu)曲面模型，產(chǎn)生CAD數(shù)據(jù)。4、曲面重構(gòu)4、曲面重構(gòu)14曲面重構(gòu)框圖曲面重構(gòu)框圖15（1）掃瞄數(shù)據(jù)龐大

數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理，分塊等（2）復(fù)合曲面特征數(shù)據(jù)提取

一般而言，CAD模型是由許多不同的幾何形狀所組合而成，而每一種幾何形狀皆有其特性（二次曲面特征＆自由曲面特征提?。?/p>

（3）曲面的光順效果難以保證精度和光順性有時(shí)是一對矛盾。曲面重構(gòu)時(shí)面臨的困難:曲面重構(gòu)時(shí)面臨的困難:16三、逆向工程的應(yīng)用1、逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面（推測原設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖），在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：(1)新零件的設(shè)計(jì)，主要用于產(chǎn)品的改型或仿形設(shè)計(jì)（在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上的創(chuàng)新）。

(2)現(xiàn)成零件測量及復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖及重構(gòu)三維數(shù)字化模型。(3)損壞或磨損零件的還原，以便修復(fù)或重制。三、逆向工程的應(yīng)用1、逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反17

(4)產(chǎn)品的檢測，例如檢測分析產(chǎn)品的變形，檢測焊接質(zhì)量等，以及對加工產(chǎn)品與三維數(shù)字化模型之間的誤差進(jìn)行分析。（5）藝術(shù)品、考古文物（稀世珍品）的復(fù)制。（6）人體中的骨頭和關(guān)節(jié)等的復(fù)制、假肢制造（醫(yī)學(xué)）。（7）特種服裝、頭盔的制造等（航空服裝）。定制﹛﹜(4)產(chǎn)品的檢測，例如檢測分析產(chǎn)品的變形，檢測焊接18逆向工程開發(fā)流程

逆向工程開發(fā)流程

192逆向工程系統(tǒng)接口﹙1﹚NC代碼輸出將掃描點(diǎn)經(jīng)過數(shù)字化點(diǎn)處理后（或者CAD重構(gòu)），直接輸出NC程序；﹙2﹚CAE網(wǎng)格信息輸出將掃描信息直接轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格信息，輸入到CAE系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；﹙3﹚STL輸出將掃描信息進(jìn)行表面三角化，生成STL文件，實(shí)現(xiàn)快速原型制造﹙RPM﹚，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、檢測集成閉環(huán)系統(tǒng)；﹙4﹚CAD輸出將產(chǎn)品模型信息輸出到CAD系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品再設(shè)計(jì)。2逆向工程系統(tǒng)接口﹙1﹚NC代碼輸出將掃描點(diǎn)經(jīng)過數(shù)字化20逆向工程技術(shù)并不是孤立的，它和測量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系。

最終目標(biāo)：從理論角度分析，逆向工程技術(shù)能按照產(chǎn)品的測量數(shù)據(jù)建立與現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)完全兼容的數(shù)字模型；但目前人們所掌握的技術(shù)，包括工程上的和理論上的（如曲面建模理論），尚無法滿足這種要求。特別是針對目前比較流行的大規(guī)?！包c(diǎn)云”數(shù)據(jù)建模，更是遠(yuǎn)沒有達(dá)到直接在CAD系統(tǒng)中應(yīng)用的程度（希望增加智能，測量后能夠通過軟件系統(tǒng)。3、逆向工程在CAD/CAM體系中的應(yīng)用逆向工程技術(shù)并不是孤立的，它和測量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)有21應(yīng)用舉例１．逆向工程技術(shù)的應(yīng)用圖１測量點(diǎn)云及其定位（1）讀入點(diǎn)云數(shù)據(jù)。Surfacer可以接收幾乎所有的三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)，此外還可以接收其它格式，例如：STL、VDA等。將點(diǎn)群資料計(jì)算成三角形網(wǎng)格，可判斷點(diǎn)群特征形狀，利用網(wǎng)格的著色功能可觀察點(diǎn)群的外觀。（2）對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，去除噪音點(diǎn)(即測量誤差點(diǎn))。在進(jìn)行曲面擬合之前，要對數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行判斷并去除噪聲點(diǎn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性。Surfacer有很多工具來對點(diǎn)云進(jìn)行判斷并去掉噪音點(diǎn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過可視化點(diǎn)云觀察和判斷，規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面。

應(yīng)用舉例１．逆向工程技術(shù)的應(yīng)用圖１測量點(diǎn)云及其定位（1）讀入22（3）定位（registration）由于零件形狀復(fù)雜，一次掃描無法獲得全部的數(shù)據(jù)，或是零件較大無法一次掃描完成，這就需要移動或旋轉(zhuǎn)零件，這樣會得到很多單獨(dú)的點(diǎn)云，一般測量設(shè)備得到的點(diǎn)群資料，并不在繪圖坐標(biāo)系上。因此，需要將點(diǎn)群資料，移動、定位到方便繪圖的坐標(biāo)位置上，即定位操作。Surfacer可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的特征信息將點(diǎn)云準(zhǔn)確對齊。針對如圖2（a）所示點(diǎn)云形狀，其底面為一個(gè)平面，有以下幾個(gè)步驟完成定位：（1）從底面點(diǎn)云中構(gòu)造新點(diǎn)云，再用所構(gòu)造點(diǎn)云生成一個(gè)平面；（2）選取顯示菜單，視線對齊所構(gòu)平面；（3）旋轉(zhuǎn)90度方向后，利用interactive切片生成兩個(gè)切片點(diǎn)云；（4）用切片點(diǎn)云生成二個(gè)圓，通過兩個(gè)圓心構(gòu)造一條直線；至此，定位的二個(gè)條件：一個(gè)底平面和一條直線已經(jīng)生成，與點(diǎn)云一起構(gòu)成群組，如圖2所示。（5）在構(gòu)圖坐標(biāo)系中，生成一個(gè)平面和一條直線，對群組用StepwiseRegistration完成定位，如圖2（c）所示。（6）定位完成后，調(diào)用ResetHomeXform執(zhí)行新的坐標(biāo)位置設(shè)定，ResetXform將物體的設(shè)定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成與原點(diǎn)坐標(biāo)一致，這兩個(gè)選項(xiàng)配套使用。（3）定位（registration）23

3.2曲線創(chuàng)建過程自由曲面點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)分段或切片之后，應(yīng)根據(jù)需要判斷和決定生成哪種類型的曲線。在反求工程中，最終目標(biāo)是希望生成準(zhǔn)確度高而且光順性好的曲線、曲面，而準(zhǔn)確度和光順性永遠(yuǎn)是矛盾的。（1）判斷和決定生成哪種類型的曲線。曲線可以是精確通過點(diǎn)云的、也可以是很光順的(反映點(diǎn)云代表的曲線主要形狀)，或介于兩者之間，根據(jù)構(gòu)造實(shí)體類型選擇生成曲線的類型。（2）創(chuàng)建曲線。由切片點(diǎn)云根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建曲線，同時(shí)可以改變控制點(diǎn)的數(shù)目來調(diào)整曲線?？刂泣c(diǎn)增多則形狀吻合度好，控制點(diǎn)減少則曲線較為光順。對點(diǎn)云信息運(yùn)用CrossSection生成平行切片點(diǎn)云，而后構(gòu)造相應(yīng)圓弧曲線,如圖3所示。3.2曲線創(chuàng)建過程24圖3曲線生成圖3曲線生成25（3）診斷和修改曲線。可以通過曲線的曲率來判斷曲線的光順性，可以檢查曲線與點(diǎn)云的吻合性，還可以改變曲線與其它曲線的連續(xù)性(連接、相切、曲率連續(xù))。Surfacer提供很多工具來調(diào)整和修改曲線。（3）診斷和修改曲線。263.3曲面創(chuàng)建過程

在點(diǎn)的處理、曲線的處理和曲面處理的整個(gè)過程中，可以用Surfacer軟件提供的各種診斷方法來保證精度。用前邊生成的圓弧曲線作為截面線，用Loft命令生成曲面，注意所有生成曲面的線，有相同的方向和起始點(diǎn)，否則生成的曲面可能扭曲。3.3曲面創(chuàng)建過程

在點(diǎn)的處理、曲線的處理27

對頂面提取點(diǎn)云，生成一個(gè)平面并延伸一定距離；對生成的Loft曲面延伸一定距離使得與上下兩個(gè)面相交；求出Loft曲面與上下兩個(gè)平面的交線并修剪，從而得到構(gòu)造的曲面實(shí)體形狀，如圖4所示

對頂面提取點(diǎn)云，生成一個(gè)平面并延伸一定距離；283.4診斷和修改曲面誤差比對比較曲面與點(diǎn)云的吻合程度，檢查曲面的光順性及與其它曲面的連續(xù)性，并且可以進(jìn)行修改，例如可以調(diào)整曲面的控制點(diǎn)讓曲面更光順，或?qū)η孢M(jìn)行重構(gòu)等處理。由圖4可以看出，構(gòu)造曲面與點(diǎn)云的最大誤差0.2039可以滿足應(yīng)用要求，這樣的重構(gòu)精度可以接受。3.4診斷和修改曲面誤差比對29（４）用MasterCAM等軟件進(jìn)一步處理模型

可以通過接口文件導(dǎo)入到其他系統(tǒng)（UG、Ideas、SolidWork等）中進(jìn)行進(jìn)一步的處理（編輯、修改、光照仿真等操作）。（４）用MasterCAM等軟件進(jìn)一步處理模型

可以30２．逆向工程在汽車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用車身外覆蓋件的逆向工作流程２．逆向工程在汽車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用車身外覆蓋件的逆向工作流程31在車身外覆蓋件逆向工程應(yīng)用中有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

(1)快速、準(zhǔn)確的從1：1汽車車身油泥模型上采集三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

(2)快速、高質(zhì)量的創(chuàng)建曲面數(shù)學(xué)模型。

(3)對曲面數(shù)學(xué)模型做正確的分析與評估。

關(guān)鍵技術(shù)在車身外覆蓋件逆向工程應(yīng)用中有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

(1)快速32

車身外覆蓋件數(shù)據(jù)測量中，主體采用光柵投影式測量方法，其后采用接觸式三坐標(biāo)測量對車身上的曲面特征線進(jìn)行測量，最終獲得完整的車身外覆蓋件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。如圖1所示

圖1點(diǎn)云數(shù)據(jù)

（１）三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集

車身外覆蓋件數(shù)據(jù)測量中，主體采用光柵投影式測量方法，其后33（２）車身覆蓋件的分塊

車身覆蓋件的表面是由若干個(gè)自由曲面片所組成的。這些曲面片大小、形狀都存在著差異。如何將車身覆蓋件表面分成合理的自由曲面分塊，是構(gòu)造車身覆蓋件曲面數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵準(zhǔn)備技術(shù)。如圖2所示圖2自由曲面分塊

（２）車身覆蓋件的分塊

車身覆蓋件的表面是由若干個(gè)自由曲34

在車身外覆蓋件曲面模型的建立過程中，通常的構(gòu)造方法有三種：a.網(wǎng)格曲面：又稱點(diǎn)到面。即直接由點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成曲面片，軟件直接通過從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取的縱橫交錯(cuò)的點(diǎn)云網(wǎng)格，使用U、V兩個(gè)方向參數(shù)線逼近點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方法擬合曲面，該種方法多用于風(fēng)擋玻璃的曲面模型的構(gòu)造中。（３）曲面的建立和光順在車身外覆蓋件曲面模型的建立過程中，通常的構(gòu)造方法有三35

自由曲面的拼接，就是將已經(jīng)光順好的自由曲面用過渡曲面連接起來。在車身外覆蓋件應(yīng)用逆向工程的過程中，曲面的拼接與裁剪是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。曲面的拼接處多是高光輪廓線和明暗對比效果明顯的部位，曲面的拼接質(zhì)量將直接影響到車身整體的視覺效果。

在車身外覆蓋件逆向工程設(shè)計(jì)中，有幾個(gè)重要的過渡曲面對整車的造型效果影響很大，需要從不同的視覺角度進(jìn)行正常光和高光檢查，對曲面進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓忭樥{(diào)整，以確保達(dá)到造型設(shè)計(jì)師的效果要求。（４）自由曲面的拼接與裁剪

自由曲面的拼接，就是將已經(jīng)光順好的自由曲面用過渡曲面連36

曲面質(zhì)量的分析與評估主要包括幾何精度分析與評估和光順效果分析與評估。在車身外覆蓋件逆向工程設(shè)計(jì)中，曲面質(zhì)量的分析與評估主要分以下幾種：

a.在初步構(gòu)造曲面和光順曲面過程中對單一曲面的檢查：對單一曲面的分析與評估中，利用軟件中檢查工具模塊，首先對生成的單個(gè)曲面進(jìn)行簡單的上光著色檢查，以確認(rèn)構(gòu)造的曲面光順，無扭曲、凸凹等現(xiàn)象。在保證曲面光順的基礎(chǔ)上，對曲面進(jìn)行與點(diǎn)云數(shù)據(jù)的幾何分析評估。

（５）曲面質(zhì)量的分析與評估曲面質(zhì)量的分析與評估主要包括幾何精度分析與評估和光37

b.構(gòu)造過程中對多個(gè)曲面進(jìn)行檢查：通過軟件中的檢查功能，對多個(gè)相連曲面進(jìn)行光順檢查。不當(dāng)?shù)倪B接會使曲面的修改產(chǎn)生困難。兩個(gè)曲面的連接處不能出現(xiàn)T型連接和錯(cuò)位連接。c.在曲面精修完成后，對曲面的光順性做最終檢查：該項(xiàng)檢查是在所有外覆蓋件曲面模型建立完畢后進(jìn)行的。通過構(gòu)建的曲面模型，通過數(shù)控加工制出鋼制車身外覆蓋件模型表面，組成一個(gè)完整的車身外覆蓋件主模型。b.構(gòu)造過程中對多個(gè)曲面進(jìn)行檢查：通過軟件中的38

d.在光照用不同光源性質(zhì)的檢測燈，從不同的角度對車身外覆蓋件主模型進(jìn)行光譜檢查，最終由造型設(shè)計(jì)師來確認(rèn)整個(gè)車身外覆蓋件曲面模型是否符合設(shè)計(jì)要求，如在光照下有不完善或?yàn)橥耆怀鏊O(shè)計(jì)的造型效果的地方，則對曲面進(jìn)行進(jìn)一步的修改，直至達(dá)到造型的效果要求（光譜檢查基本要求：光譜形狀的疏密變化應(yīng)均勻，在曲面的連接處不應(yīng)有錯(cuò)位）。d.在光照用不同光源性質(zhì)的檢測燈，從不同的角度對39↓→顯像管玻殼模具逆向設(shè)計(jì)↓→顯像管玻殼模具逆向設(shè)計(jì)40

采用逆向工程技術(shù)，不僅能夠得到實(shí)物的精確數(shù)字模型和復(fù)制品，而且還可以進(jìn)一步修改并生成新的數(shù)學(xué)模型和產(chǎn)品工程圖，從而使產(chǎn)品的消化吸收和二次開發(fā)工作準(zhǔn)確快捷。不但縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，而且提高了產(chǎn)品創(chuàng)新的成功率。同時(shí)，逆向工程又作為對已有產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)測量擬合、分析、改進(jìn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)的一種重要手段，有效地加快了新產(chǎn)品響應(yīng)市場的速度。采用逆向工程技術(shù)，不僅能夠得到實(shí)物的精確數(shù)字模型和復(fù)制品41四、逆向工程發(fā)展的瓶頸對實(shí)物外形的測量仍存在誤差和遺漏。復(fù)雜曲面特征識別的難度較大。曲面光順是一項(xiàng)最難操縱的技術(shù)，并且沒有一個(gè)整體曲面光順的方法。軟件的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和造型技術(shù)仍不完善。軟件間的接口和轉(zhuǎn)換文件無法完全兼容。四、逆向工程發(fā)展的瓶頸對實(shí)物外形的測量仍存在誤差和遺漏。42五、逆向工程技術(shù)的未來發(fā)展離散數(shù)據(jù)的幾何造型涉及和需要解決的問題很多，如：造型方法地選擇、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)地捕獲、網(wǎng)格生成算法和網(wǎng)格優(yōu)化、曲面控制點(diǎn)地參數(shù)優(yōu)化、曲面的拼接等無不是逆向工程的熱點(diǎn)。1、為了加速逆向工程的發(fā)展，應(yīng)用圖像處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化和曲面重構(gòu)的技術(shù)正在研究之中。2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于通過動態(tài)學(xué)習(xí)取樣點(diǎn)，能夠產(chǎn)生直觀的結(jié)果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)際上是學(xué)習(xí)原來數(shù)據(jù)而收斂于掃描物體的幾何形狀，也可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)分段和拓?fù)潢P(guān)系的提取。五、逆向工程技術(shù)的未來發(fā)展離散數(shù)據(jù)的幾何造型涉及和需要解決的43（1）數(shù)據(jù)測量，發(fā)展面向逆向工程的專用測量系統(tǒng)，高速、高精度地實(shí)現(xiàn)實(shí)物外形的數(shù)字化，并能根據(jù)幾何外形和后續(xù)應(yīng)用選擇測量方式及路徑，能進(jìn)行路徑規(guī)劃和自動測量；（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理，研究適應(yīng)不同的測量方法和用途的離散采集點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)；（3）擬合曲面應(yīng)能控制曲面的光順性和進(jìn)行光滑拼接；實(shí)現(xiàn)有效的特征識別和考慮約束的模型重建，能夠進(jìn)行復(fù)雜組合曲面的識別和重建方法；（4）發(fā)展基于集成的逆向工程技術(shù)，包括測量技術(shù)、基于特征和集成的模型重建技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造技術(shù)等。3、逆向工程將從以下幾個(gè)方面取得進(jìn)展：（1）數(shù)據(jù)測量，發(fā)展面向逆向工程的專用測量系統(tǒng)，高速、高精度44謝謝！謝謝！45一、逆向工程概述

作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的一種手段,在20世紀(jì)90年代初,逆向工程技術(shù)開始引起各國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。特別是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及測試技術(shù)的發(fā)展，利用CAD/CAM技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)物的逆向工程，已成為CAD/CAM領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，并成為逆向工程技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容。一、逆向工程概述作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的一種手46二、逆向工程組成１．定義

逆向工程（ReverseEngineering）也稱反求工程、反向工程等，是指用一定的測量手段對實(shí)物或模型進(jìn)行測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法，重構(gòu)實(shí)物的CAD模型，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的過程。二、逆向工程組成１．定義47逆向工程框圖

逆向工程框圖48

與傳統(tǒng)的“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)→產(chǎn)品ＣＡＤ模型→產(chǎn)品(物理模型)”的正向工程相反。逆向工程是在沒有設(shè)計(jì)圖紙或圖紙不完整，而有樣品的情況下，利用三維掃描測量儀，準(zhǔn)確快速地測量樣品表面數(shù)據(jù)或輪廓外形，加以點(diǎn)數(shù)據(jù)處理、曲面創(chuàng)建、三維實(shí)體模型重構(gòu)，然后通過CAM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程，直至利用CNC加工機(jī)床或快速成型機(jī)來制造產(chǎn)品。

特點(diǎn)與傳統(tǒng)的“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)→產(chǎn)品ＣＡＤ模型→產(chǎn)品(物理模492、逆向工程結(jié)構(gòu)組成（1）逆向工程技術(shù)的硬件條件三維數(shù)據(jù)信息的提取是逆向工程技術(shù)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，為產(chǎn)品三維信息的獲取提供了硬件條件。德國GOM公司逆向（逆向）技術(shù)的軟硬件技術(shù)與設(shè)備--AtosII流動式光學(xué)掃描儀、Tritop三維照相測量系統(tǒng)。英國LK公司的精密三坐標(biāo)測量設(shè)備(非接觸式)。體現(xiàn)了檢測設(shè)備的高速化、廉價(jià)化和功能復(fù)合化的特點(diǎn)。在實(shí)際三坐標(biāo)測量時(shí)，應(yīng)該根據(jù)測量對象的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)工作的要求確定合適的掃描方法并選擇相應(yīng)的掃描設(shè)備。例如，材質(zhì)為硬且形狀較為簡單、容易定位的物體，應(yīng)盡量使用接觸式掃描儀。但在對橡膠、油泥、人體頭像或超薄形物體進(jìn)行掃描時(shí)，則需要采用非接觸式測量方法，但設(shè)備成本較高。2、逆向工程結(jié)構(gòu)組成（1）逆向工程技術(shù)的硬件條件50（2）逆向工程技術(shù)實(shí)施的軟件條件目前比較常用的通用逆向工程軟件有Surfacer、CopyCAD。一些CAD軟件也逐漸為逆向工程提供了設(shè)計(jì)模塊。例如Pro/E的ICEMSurf和Pro/SCANTOOLS模塊，可以接受有序點(diǎn)(測量線)，也可以接受點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其它商品化軟件(如Delcam、Cimatron和Strim)的功能模塊也逐漸豐富起來。為逆向工程的實(shí)施提供了軟件條件。（2）逆向工程技術(shù)實(shí)施的軟件條件51逆向工程技術(shù)特點(diǎn)應(yīng)用與分析課件52

我國清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、西安交通大學(xué)等眾多高校近年來也加強(qiáng)了對反求工程測量設(shè)備的研發(fā),現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,并廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、家用電器、醫(yī)療、輕工等行業(yè)中。由于國產(chǎn)設(shè)備價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外,且功能不斷增強(qiáng),因此有較大的發(fā)展?jié)摿εc競爭力。我國清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、西安交通大學(xué)等眾53（１）零件原形的數(shù)字化

通常采用三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)或激光掃描等測量裝置來獲取零件原形表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。

激光測量可以采用CCD相機(jī)和3D激光掃描相結(jié)合，CCD相機(jī)用來確定實(shí)物的空間位置，指導(dǎo)測量路徑的編程。激光掃描的速度已經(jīng)達(dá)到15000點(diǎn)/秒，測得的數(shù)據(jù)量很大，可以充分表示零件表面信息，非常適合對于復(fù)雜自由曲面的測量。利用高分辨率CCD相機(jī)拍照片的方法，應(yīng)用Tritop軟件，通過定義相機(jī)型號、定義比例尺、定義計(jì)算參數(shù)、自動讀取相片、進(jìn)行完全計(jì)算，計(jì)算出非數(shù)碼點(diǎn)、定義坐標(biāo)系等過程，通過數(shù)碼照片得到單張的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。3.逆向工程階段劃分（１）零件原形的數(shù)字化3.逆向工程階段劃分54測量方法分類測量方法分類55

測量數(shù)據(jù)的定位（registration)

需要將多次測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一個(gè)坐標(biāo)系中，形成同一坐標(biāo)系下的一個(gè)完整的測量數(shù)據(jù)及圖像?？蓪螐堻c(diǎn)云數(shù)據(jù)輸入Atos軟件，將測得的單張點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接成整張點(diǎn)云數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)的定位（registration)

56（２）數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理＆幾何特征提取按測量數(shù)據(jù)的幾何屬性對其進(jìn)行分割，采用幾何特征匹配與識別的方法來獲取零件原形所具有的設(shè)計(jì)與加工特征。（２）數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理＆幾何特征提取57（３）曲面重構(gòu)將分割后的三維數(shù)據(jù)在CAD系統(tǒng)中分別做表面模型的擬合，并通過各表面片的求交與拼接獲取零件原形表面的CAD模型。

（４）模型的檢驗(yàn)與修正采用根據(jù)獲得的CAD模型重新測量和加工出樣品的方法來檢驗(yàn)重建的CAD模型是否滿足精度或其他試驗(yàn)性能指標(biāo)，對不滿足要求者,重復(fù)以上過程，直至達(dá)到零件的設(shè)計(jì)要求。（5）后續(xù)處理

CNCRPM逆向工程技術(shù)特點(diǎn)應(yīng)用與分析課件58曲面重構(gòu)可以說是逆向工程的核心，是以所量測的CMM或掃瞄點(diǎn)數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù)來重新建構(gòu)曲面模型。得到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)后，選取適當(dāng)?shù)乃惴ǎɑ蛴媚嫦蚬こ誊浖┻M(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理，如:格式轉(zhuǎn)換、噪聲濾除、平滑、對齊、點(diǎn)線面與實(shí)體誤差的比對后，再重新建構(gòu)曲面模型，產(chǎn)生CAD數(shù)據(jù)。4、曲面重構(gòu)4、曲面重構(gòu)59曲面重構(gòu)框圖曲面重構(gòu)框圖60（1）掃瞄數(shù)據(jù)龐大

數(shù)據(jù)點(diǎn)的處理，分塊等（2）復(fù)合曲面特征數(shù)據(jù)提取

一般而言，CAD模型是由許多不同的幾何形狀所組合而成，而每一種幾何形狀皆有其特性（二次曲面特征＆自由曲面特征提?。?/p>

（3）曲面的光順效果難以保證精度和光順性有時(shí)是一對矛盾。曲面重構(gòu)時(shí)面臨的困難:曲面重構(gòu)時(shí)面臨的困難:61三、逆向工程的應(yīng)用1、逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面（推測原設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖），在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：(1)新零件的設(shè)計(jì)，主要用于產(chǎn)品的改型或仿形設(shè)計(jì)（在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上的創(chuàng)新）。

(2)現(xiàn)成零件測量及復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖及重構(gòu)三維數(shù)字化模型。(3)損壞或磨損零件的還原，以便修復(fù)或重制。三、逆向工程的應(yīng)用1、逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反62

(4)產(chǎn)品的檢測，例如檢測分析產(chǎn)品的變形，檢測焊接質(zhì)量等，以及對加工產(chǎn)品與三維數(shù)字化模型之間的誤差進(jìn)行分析。（5）藝術(shù)品、考古文物（稀世珍品）的復(fù)制。（6）人體中的骨頭和關(guān)節(jié)等的復(fù)制、假肢制造（醫(yī)學(xué)）。（7）特種服裝、頭盔的制造等（航空服裝）。定制﹛﹜(4)產(chǎn)品的檢測，例如檢測分析產(chǎn)品的變形，檢測焊接63逆向工程開發(fā)流程

逆向工程開發(fā)流程

642逆向工程系統(tǒng)接口﹙1﹚NC代碼輸出將掃描點(diǎn)經(jīng)過數(shù)字化點(diǎn)處理后（或者CAD重構(gòu)），直接輸出NC程序；﹙2﹚CAE網(wǎng)格信息輸出將掃描信息直接轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格信息，輸入到CAE系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；﹙3﹚STL輸出將掃描信息進(jìn)行表面三角化，生成STL文件，實(shí)現(xiàn)快速原型制造﹙RPM﹚，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、檢測集成閉環(huán)系統(tǒng)；﹙4﹚CAD輸出將產(chǎn)品模型信息輸出到CAD系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品再設(shè)計(jì)。2逆向工程系統(tǒng)接口﹙1﹚NC代碼輸出將掃描點(diǎn)經(jīng)過數(shù)字化65逆向工程技術(shù)并不是孤立的，它和測量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系。

最終目標(biāo)：從理論角度分析，逆向工程技術(shù)能按照產(chǎn)品的測量數(shù)據(jù)建立與現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)完全兼容的數(shù)字模型；但目前人們所掌握的技術(shù)，包括工程上的和理論上的（如曲面建模理論），尚無法滿足這種要求。特別是針對目前比較流行的大規(guī)模“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)建模，更是遠(yuǎn)沒有達(dá)到直接在CAD系統(tǒng)中應(yīng)用的程度（希望增加智能，測量后能夠通過軟件系統(tǒng)。3、逆向工程在CAD/CAM體系中的應(yīng)用逆向工程技術(shù)并不是孤立的，它和測量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)有66應(yīng)用舉例１．逆向工程技術(shù)的應(yīng)用圖１測量點(diǎn)云及其定位（1）讀入點(diǎn)云數(shù)據(jù)。Surfacer可以接收幾乎所有的三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)，此外還可以接收其它格式，例如：STL、VDA等。將點(diǎn)群資料計(jì)算成三角形網(wǎng)格，可判斷點(diǎn)群特征形狀，利用網(wǎng)格的著色功能可觀察點(diǎn)群的外觀。（2）對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，去除噪音點(diǎn)(即測量誤差點(diǎn))。在進(jìn)行曲面擬合之前，要對數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行判斷并去除噪聲點(diǎn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性。Surfacer有很多工具來對點(diǎn)云進(jìn)行判斷并去掉噪音點(diǎn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過可視化點(diǎn)云觀察和判斷，規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面。

應(yīng)用舉例１．逆向工程技術(shù)的應(yīng)用圖１測量點(diǎn)云及其定位（1）讀入67（3）定位（registration）由于零件形狀復(fù)雜，一次掃描無法獲得全部的數(shù)據(jù)，或是零件較大無法一次掃描完成，這就需要移動或旋轉(zhuǎn)零件，這樣會得到很多單獨(dú)的點(diǎn)云，一般測量設(shè)備得到的點(diǎn)群資料，并不在繪圖坐標(biāo)系上。因此，需要將點(diǎn)群資料，移動、定位到方便繪圖的坐標(biāo)位置上，即定位操作。Surfacer可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的特征信息將點(diǎn)云準(zhǔn)確對齊。針對如圖2（a）所示點(diǎn)云形狀，其底面為一個(gè)平面，有以下幾個(gè)步驟完成定位：（1）從底面點(diǎn)云中構(gòu)造新點(diǎn)云，再用所構(gòu)造點(diǎn)云生成一個(gè)平面；（2）選取顯示菜單，視線對齊所構(gòu)平面；（3）旋轉(zhuǎn)90度方向后，利用interactive切片生成兩個(gè)切片點(diǎn)云；（4）用切片點(diǎn)云生成二個(gè)圓，通過兩個(gè)圓心構(gòu)造一條直線；至此，定位的二個(gè)條件：一個(gè)底平面和一條直線已經(jīng)生成，與點(diǎn)云一起構(gòu)成群組，如圖2所示。（5）在構(gòu)圖坐標(biāo)系中，生成一個(gè)平面和一條直線，對群組用StepwiseRegistration完成定位，如圖2（c）所示。（6）定位完成后，調(diào)用ResetHomeXform執(zhí)行新的坐標(biāo)位置設(shè)定，ResetXform將物體的設(shè)定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成與原點(diǎn)坐標(biāo)一致，這兩個(gè)選項(xiàng)配套使用。（3）定位（registration）68

3.2曲線創(chuàng)建過程自由曲面點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)分段或切片之后，應(yīng)根據(jù)需要判斷和決定生成哪種類型的曲線。在反求工程中，最終目標(biāo)是希望生成準(zhǔn)確度高而且光順性好的曲線、曲面，而準(zhǔn)確度和光順性永遠(yuǎn)是矛盾的。（1）判斷和決定生成哪種類型的曲線。曲線可以是精確通過點(diǎn)云的、也可以是很光順的(反映點(diǎn)云代表的曲線主要形狀)，或介于兩者之間，根據(jù)構(gòu)造實(shí)體類型選擇生成曲線的類型。（2）創(chuàng)建曲線。由切片點(diǎn)云根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建曲線，同時(shí)可以改變控制點(diǎn)的數(shù)目來調(diào)整曲線?？刂泣c(diǎn)增多則形狀吻合度好，控制點(diǎn)減少則曲線較為光順。對點(diǎn)云信息運(yùn)用CrossSection生成平行切片點(diǎn)云，而后構(gòu)造相應(yīng)圓弧曲線,如圖3所示。3.2曲線創(chuàng)建過程69圖3曲線生成圖3曲線生成70（3）診斷和修改曲線?？梢酝ㄟ^曲線的曲率來判斷曲線的光順性，可以檢查曲線與點(diǎn)云的吻合性，還可以改變曲線與其它曲線的連續(xù)性(連接、相切、曲率連續(xù))。Surfacer提供很多工具來調(diào)整和修改曲線。（3）診斷和修改曲線。713.3曲面創(chuàng)建過程

在點(diǎn)的處理、曲線的處理和曲面處理的整個(gè)過程中，可以用Surfacer軟件提供的各種診斷方法來保證精度。用前邊生成的圓弧曲線作為截面線，用Loft命令生成曲面，注意所有生成曲面的線，有相同的方向和起始點(diǎn)，否則生成的曲面可能扭曲。3.3曲面創(chuàng)建過程

在點(diǎn)的處理、曲線的處理72

對頂面提取點(diǎn)云，生成一個(gè)平面并延伸一定距離；對生成的Loft曲面延伸一定距離使得與上下兩個(gè)面相交；求出Loft曲面與上下兩個(gè)平面的交線并修剪，從而得到構(gòu)造的曲面實(shí)體形狀，如圖4所示

對頂面提取點(diǎn)云，生成一個(gè)平面并延伸一定距離；733.4診斷和修改曲面誤差比對比較曲面與點(diǎn)云的吻合程度，檢查曲面的光順性及與其它曲面的連續(xù)性，并且可以進(jìn)行修改，例如可以調(diào)整曲面的控制點(diǎn)讓曲面更光順，或?qū)η孢M(jìn)行重構(gòu)等處理。由圖4可以看出，構(gòu)造曲面與點(diǎn)云的最大誤差0.2039可以滿足應(yīng)用要求，這樣的重構(gòu)精度可以接受。3.4診斷和修改曲面誤差比對74（４）用MasterCAM等軟件進(jìn)一步處理模型

可以通過接口文件導(dǎo)入到其他系統(tǒng)（UG、Ideas、SolidWork等）中進(jìn)行進(jìn)一步的處理（編輯、修改、光照仿真等操作）。（４）用MasterCAM等軟件進(jìn)一步處理模型

可以75２．逆向工程在汽車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用車身外覆蓋件的逆向工作流程２．逆向工程在汽車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用車身外覆蓋件的逆向工作流程76在車身外覆蓋件逆向工程應(yīng)用中有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

(1)快速、準(zhǔn)確的從1：1汽車車身油泥模型上采集三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

(2)快速、高質(zhì)量的創(chuàng)建曲面數(shù)學(xué)模型。

(3)對曲面數(shù)學(xué)模型做正確的分析與評估。

關(guān)鍵技術(shù)在車身外覆蓋件逆向工程應(yīng)用中有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

(1)快速77

車身外覆蓋件數(shù)據(jù)測量中，主體采用光柵投影式測量方法，其后采用接觸式三坐標(biāo)測量對車身上的曲面特征線進(jìn)行測量，最終獲得完整的車身外覆蓋件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。如圖1所示

圖1點(diǎn)云數(shù)據(jù)

（１）三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集

車身外覆蓋件數(shù)據(jù)測量中，主體采用光柵投影式測量方法，其后78（２）車身覆蓋件的分塊

車身覆蓋件的表面是由若干個(gè)自由曲面片所組成的。這些曲面片大小、形狀都存在著差異。如何將車身覆蓋件表面分成合理的自由曲面分塊，是構(gòu)造車身覆蓋件曲面數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵準(zhǔn)備技術(shù)。如圖2所示圖2自由曲面分塊

（２）車身覆蓋件的分塊

車身覆蓋件的表面是由若干個(gè)自由曲79

在車身外覆蓋件曲面模型的建立過程中，通常的構(gòu)造方法有三種：a.網(wǎng)格曲面：又稱點(diǎn)到面。即直接由點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成曲面片，軟件直接通過從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取的縱橫交錯(cuò)的點(diǎn)云網(wǎng)格，使用U、V兩個(gè)方向參數(shù)線逼近點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方法擬合曲面，該種方法多用于風(fēng)擋玻璃的曲面模型的構(gòu)造中。（３）曲面的建立和光順在車身外覆蓋件曲面模型的建立過程中，通常的構(gòu)造方法有三80

自由曲面的拼接，就是將已經(jīng)光順好的自由曲面用過渡曲面連接起來。在車身外覆蓋件應(yīng)用逆向工程的過程中，曲面的拼接與裁剪是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。曲面的拼接處多是高光輪廓線和明暗對比效果明顯的部位，曲面的拼接質(zhì)量將直接影響到車身整體的視覺效果。

在車身外覆蓋件逆向工程設(shè)計(jì)中，有幾個(gè)重要的過渡曲面對整車的造型效果影響很大，需要從不同的視覺角度進(jìn)行正常光和高光檢查，對曲面進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓忭樥{(diào)整，以確保達(dá)到造型設(shè)計(jì)師的效果要求。（４）自由曲面的拼接與裁剪

自由曲面的拼接，就是將已經(jīng)光順好的自由曲面用過渡曲面連81

曲面質(zhì)量的分析與評估主要包括幾何精度分析與評估和光順效果分析與評估。在車身外覆蓋件逆向工程設(shè)計(jì)中，曲面質(zhì)量的分析與評估主要分以下幾種：

a.