第一章逆向建模概论

1、第一章第一章绪论绪论1.11.1 正向设计概述正向工程可归纳为：功能导向（Functionally-oriented）对象导向（Object oriented）预定模式（Prescriptive-model）系统开发（System to-be）以及所属权系统（Legacy system） 强调怎么做？强调怎么做？正向工程开发流程1）产品规划 在对产品进行充分调查研究和分析的前提下，进一步确定产品所应具有的功能和各方面的约束条件。形成设计任务书。2）方案设计 功能分析提出解决办法方案汇总可行性分析最佳方案3）结构与技术设计 产生总装配草图及部件装配草图（运动学、动力学等分析计算，并进行零件校核）

2、4）产品制造 加工工艺 检验 装配关系正向工程设计汽车流程 概念设计 三维造型设计 工程结构设计 设计完成采用手绘方式建立概念草图汽车数字化造型 汽车工程设计基于车身结构设计、制造工艺性、空气动力学、人际工程特性、材料特性、光学特性等 1）反求思维在工程中的应用源远流长 人类取得的每一项成果都是在前人研究的基础上，模仿自然界和人类社会在相关领域、具有相应特长、特性的事物、动物或人来实现的。 2）提出逆向工程这种术语并作为一门学问去研究，则出现于上世纪60年代初的日本。 战后日本提出了科技立国的方针：一代引进、二代国产化、三代改进出口、四代占领国际市场。通过仿制美国及欧洲的产品，在采取各种手段获

3、取先进的技术和引进技术的消化和吸收的基础上，建立了自己的产品创新设计体系，使经济迅速崛起，成为仅次于美国的制造大国。 3）20世纪90年代，起源于工业上精密测量和质量检测的逆向工程技术开始引起包括我国在内的很多国家工业界和学术界的高度重视 当前，随着现代计算机技术和测量技术的发展，利用CAD/CAM技术、先进制造技术来实现实物的逆向工程，已成为逆向工程技术应用的主要内容。逆向工程定义 广义定义 广义的逆向工程包含了针对消化吸收先进技术的一系列方法和应用技术，其研究对象包括产品实物、软件（图纸、程序、技术文件）或影像（图像、照片）等，应用现代设计方法学原理、生产工程学、材料学和有关专业知识进行系

4、统深入的分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品。它是通过综合运用设计人员的工程设计经验、知识和创新性思维，对已有产品进行解剖、对已有产品进行解剖、消化吸收和再创造的过程，是对已有设计的再设计消化吸收和再创造的过程，是对已有设计的再设计。 包括：几何逆向、工艺逆向、材料逆向和软件逆向。 狭义定义 针对实物样件的几何形状反求的“实物逆向工程”，即通过实物数字化技术和模型重建技术将实物模型转化为数字化模型，还原实物模型中包含的材料、工艺、形状等诸多方面的原始设计意图的过程，而后进行分析、加工等处理。实物实物模型模型形状数字形状数字化测量化测量CAD模型模型重建重建CAE分析分

5、析快速原型快速原型工艺规划工艺规划制造制造数字化测量CAD模型重构二维图样、技术文档仿制改制产品CAD/CAE系统CAM系统快速成型RP产品样件模具P DM系统实物样件新产品 数字化测量数字化测量 测量数据预处理测量数据预处理 三维重构三维重构 坐标配准坐标配准 误差分析误差分析1.3 1.3 逆向工程关键技术逆向工程关键技术产品产品实物实物数字数字测量测量数据数据处理处理三维三维重构重构坐标坐标配准配准误差误差分析分析CAD模型模型设计设计数据数据 数字化测量是逆向工程的基础，在此基础上进行复杂曲面的建数字化测量是逆向工程的基础，在此基础上进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。数据的测量质量

6、直接影响最终模型的质量模、评价、改进和制造。数据的测量质量直接影响最终模型的质量。数字化测量数字化测量接触式测量接触式测量数字化测量数字化测量 测量设备测量设备 非接触式测量非接触式测量数字化测量数字化测量 测量设备测量设备 基于平板探测器基于平板探测器X射线成像系统射线成像系统 医学医学CT测量测量逆向技术数字化测量数字化测量测量方法比较测量方法比较优点优点 接触式探头发展已有几十年，其机械结构和电子系统已相当成熟，故接触式探头发展已有几十年，其机械结构和电子系统已相当成熟，故有较高的准确性和可靠性。有较高的准确性和可靠性。 接触式测量探头直接接触工作表面，与工件表面的反射特性、颜色及接触式

7、测量探头直接接触工作表面，与工件表面的反射特性、颜色及曲率关系不大。曲率关系不大。 缺点缺点 为了确定测量基准点而使用特殊的夹具，不同形状的产品可能会要求为了确定测量基准点而使用特殊的夹具，不同形状的产品可能会要求不同的夹具，因此导致测量费用较高。不同的夹具，因此导致测量费用较高。 球形的探头易因接触力造成磨损，为了维持测量精度，需要经常校正球形的探头易因接触力造成磨损，为了维持测量精度，需要经常校正探头的直径，不当的操作还会损坏工件表面和探头。探头的直径，不当的操作还会损坏工件表面和探头。 测量数度较慢，对于工件表面的内形检测受到触发探头直径的限制。测量数度较慢，对于工件表面的内形检测受到触

8、发探头直径的限制。 对三维曲面的测量，探头测量到的点是探头的球心位置，欲求得物体对三维曲面的测量，探头测量到的点是探头的球心位置，欲求得物体真实外型需要对探头半径进行补偿，因而可能引入修正误差。真实外型需要对探头半径进行补偿，因而可能引入修正误差。接触式测量接触式测量逆向技术数字化测量数字化测量测量方法比较测量方法比较优点优点 不必作半径补偿，因为激光光点位置就是工件表面的位置。不必作半径补偿，因为激光光点位置就是工件表面的位置。 测量数度非常快，不必像接触式探头那样逐点进出测量。测量数度非常快，不必像接触式探头那样逐点进出测量。 软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。软工件、薄工件

9、、不可接触的高精密工件可直接测量。 缺点缺点 测量精度较差，因接触式探头大多使用光敏位置探测器来检测光点测量精度较差，因接触式探头大多使用光敏位置探测器来检测光点位置，目前其精度仍不够，约为位置，目前其精度仍不够，约为2020以上。以上。 因非接触式探头大多是接收工件表面的反射光或折射光，易受工件因非接触式探头大多是接收工件表面的反射光或折射光，易受工件 表面反射特性的影响，如颜色、曲率等。表面反射特性的影响，如颜色、曲率等。 非接触式测量只做工件轮廓坐标点的大量取样，对边线处理、凹孔非接触式测量只做工件轮廓坐标点的大量取样，对边线处理、凹孔处理以及不连续形状的处理较困难。处理以及不连续形状的

10、处理较困难。 非接触式测量非接触式测量逆向技术测量路径是测头的运动轨迹，在逆向工程的测量流程中是极其重要测量路径是测头的运动轨迹，在逆向工程的测量流程中是极其重要的一环，其数据规划的效果将直接影响到整个产品模型逆向工程时间的一环，其数据规划的效果将直接影响到整个产品模型逆向工程时间的长短和重构质量。的长短和重构质量。 特别是在使用三坐标测量机进行数据测量时，为保证测量精度和特别是在使用三坐标测量机进行数据测量时，为保证测量精度和运行安全，提高三坐标测量机的测量效率的关键。运行安全，提高三坐标测量机的测量效率的关键。设计测量路径的基本原则：设计测量路径的基本原则：1）安全，即从本测量点移到下一测

11、量点的途中，测头不与工件发）安全，即从本测量点移到下一测量点的途中，测头不与工件发生干涉；生干涉；2）路径短、速度快，即根据坐标机的加减速特性，测头能以最快）路径短、速度快，即根据坐标机的加减速特性，测头能以最快的速度到达下一测量点；的速度到达下一测量点；3）行走路线自然，减少测头运转的空行程和测头的旋转测量。）行走路线自然，减少测头运转的空行程和测头的旋转测量。测量路径规划测量路径规划 逆向技术测量实例测量实例 涡轮叶片模具涡轮叶片模具叶片模具型面数据叶片模具型面数据 叶片模具边界数据叶片模具边界数据 共采集数据点共采集数据点24500个个 。逆向技术测量实例测量实例 不同叶片的不同叶片的3

12、D-CT3D-CT层析断层层析断层 高解析度高解析度3D-CT实验系统实验系统不同叶片的不同叶片的3D-CT层析断层层析断层 逆向技术测量实例测量实例 基于双目视觉的三维数据获取基于双目视觉的三维数据获取实验扫描系统实验扫描系统蒙皮模具（蒙皮模具（ 长长5m）共采集数据点共采集数据点341212341212个个 成型面点云图成型面点云图逆向技术数字化测量数字化测量测量数据预处理测量数据预处理三维重构三维重构坐标配准坐标配准误差分析误差分析逆向工程关键技术逆向工程关键技术产品产品实物实物数字数字测量测量数据数据处理处理三维三维重构重构坐标坐标配准配准误差误差分析分析CAD模型模型设计设计数据数据

13、逆向技术 产品外形数据是通过坐标测量机来获取的，一方面，无论是接产品外形数据是通过坐标测量机来获取的，一方面，无论是接触式的数控测量机还是非接触式的激光扫描机，不可避免地会引入触式的数控测量机还是非接触式的激光扫描机，不可避免地会引入数据误差，尤其是尖锐边和产品边界附近的测量数据，测量数据中数据误差，尤其是尖锐边和产品边界附近的测量数据，测量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面。另外，由于激的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面。另外，由于激光扫描的应用，曲面测量会产生海量的数据点，这样在造型之前应光扫描的应用，曲面测量会产生海量的数据点，这样在造型之前应对数据进行精简。对

14、数据进行精简。主要包括以下内容：主要包括以下内容： 坏点去除，点云精简，数据插补，数据平滑，数据分割坏点去除，点云精简，数据插补，数据平滑，数据分割测量数据预处理测量数据预处理逆向技术 坏点又称跳点，通常由于测量设备的标定参数发生改变和测量坏点又称跳点，通常由于测量设备的标定参数发生改变和测量环境突然变化造成的，对于手动人工测量，还会由于误操作是测量环境突然变化造成的，对于手动人工测量，还会由于误操作是测量数据失真。数据失真。 坏点对曲线、曲面的光顺性影响较大，因此测量数据预处理首坏点对曲线、曲面的光顺性影响较大，因此测量数据预处理首先就是要去除数据点集中的坏点。先就是要去除数据点集中的坏点。

15、常用方法如下：常用方法如下： 直观检查法直观检查法 曲线检查法曲线检查法 弦高差法弦高差法测量数据预处理测量数据预处理 坏点去除坏点去除逆向技术当测量数据过密，不但会影响曲面的重构速度，而且在重构曲面的曲率当测量数据过密，不但会影响曲面的重构速度，而且在重构曲面的曲率较小处还会影响曲面的光顺性。因此，在进行曲面重构前，需要建立数据较小处还会影响曲面的光顺性。因此，在进行曲面重构前，需要建立数据的空间邻域关系和精简数据。的空间邻域关系和精简数据。在均匀精简方法中，通过以某一点定义采样立方体，求立方体内其余点在均匀精简方法中，通过以某一点定义采样立方体，求立方体内其余点到该点的距离，再根据平均距离

16、和用户指定保留点的百分比进行精简。到该点的距离，再根据平均距离和用户指定保留点的百分比进行精简。测量数据预处理测量数据预处理 点云精简点云精简3p 保留每个子立方体中距中心点保留每个子立方体中距中心点最近的点。最近的点。逆向技术测量数据（测量数据（24500个） 处理后的数据（处理后的数据（ 4607个）个）测量数据预处理测量数据预处理数据精简实例数据精简实例 精简原则：精简原则：精简距离为精简距离为2mm，精简后的点云在空间分布均匀，适合，精简后的点云在空间分布均匀，适合数据的后续处理。数据的后续处理。 逆向技术由于实物拓扑结构以及测量机的限制，一方面在实物数字化时会由于实物拓扑结构以及测量

17、机的限制，一方面在实物数字化时会存在一些探头无法测到的区域，另一种情况则是实物零件中存在表存在一些探头无法测到的区域，另一种情况则是实物零件中存在表面凹边、孔及槽等，使曲面出现缺口，这样在造型时就会出现数据面凹边、孔及槽等，使曲面出现缺口，这样在造型时就会出现数据空白现象，影响曲面的逆向建模。空白现象，影响曲面的逆向建模。目前应用于逆向工程的数据插补方法主要有目前应用于逆向工程的数据插补方法主要有 实物填充法实物填充法 造型设计法造型设计法 曲线、曲面插值补充法曲线、曲面插值补充法测量数据预处理测量数据预处理 数据插补数据插补逆向技术由于在数据测量过程中受到各种人为和随机因素的影响，使得测量结

18、果由于在数据测量过程中受到各种人为和随机因素的影响，使得测量结果包含噪声，为了降低或消除噪声对后续建模质量的影响，需要对数据进行包含噪声，为了降低或消除噪声对后续建模质量的影响，需要对数据进行平滑滤波。数据平滑主要针对扫描线数据，如果数据点是无序的，将影响平滑滤波。数据平滑主要针对扫描线数据，如果数据点是无序的，将影响平滑的效果。平滑的效果。通常采用的滤波算法：通常采用的滤波算法： 标准高斯标准高斯(Gaussian)法法 平均平均(Averaging)法法 中值中值(Median) 法，法，测量数据预处理测量数据预处理 数据平滑数据平滑逆向技术数据分割是根据组成实物外形曲面的子曲面类型，将属

19、于同一子曲面类数据分割是根据组成实物外形曲面的子曲面类型，将属于同一子曲面类型的数据成组，这样全部数据将划分成代表不同曲面类型的数据域，为后型的数据成组，这样全部数据将划分成代表不同曲面类型的数据域，为后续的曲面模型重建提供方便。续的曲面模型重建提供方便。常用方法：常用方法： 基于测量的分割基于测量的分割 自动分割自动分割测量数据预处理测量数据预处理 数据分割数据分割测量数据点测量数据点 数据点分割数据点分割 拟合拟合29个二次曲面个二次曲面线框图线框图 渲染图渲染图逆向技术测量数据预处理测量数据预处理 数据分割实例数据分割实例仪表盘原始点云数据仪表盘原始点云数据 分割后的点云分割后的点云根据

20、形状分析，将点云分割为三部分：左端面，中间面，右端面。根据形状分析，将点云分割为三部分：左端面，中间面，右端面。逆求软件提供逆求软件提供多种分割点云的方法多种分割点云的方法逆向技术数字化测量数字化测量测量数据预处理测量数据预处理三维重构三维重构坐标配准坐标配准误差分析误差分析逆向工程关键技术逆向工程关键技术产品产品实物实物数字数字测量测量数据数据处理处理三维三维重构重构坐标坐标配准配准误差误差分析分析CAD模型模型设计设计数据数据逆向技术在逆向工程中，实物的三维在逆向工程中，实物的三维CADCAD模型重构是整个过程最关键、最模型重构是整个过程最关键、最复杂的一环，因为后续的产品加工制造、快速原

21、型制造、虚拟制造复杂的一环，因为后续的产品加工制造、快速原型制造、虚拟制造仿真、工程分析和产品的再设计等应用都需要仿真、工程分析和产品的再设计等应用都需要CADCAD数学模型的支持。数学模型的支持。这些应用都不同程度地要求重构的这些应用都不同程度地要求重构的CADCAD模型能准确还原实物样件。整模型能准确还原实物样件。整个环节具有工作量大、技术性强的特点，同时工作的进行受设备硬个环节具有工作量大、技术性强的特点，同时工作的进行受设备硬件和操作者两个因素的影响。件和操作者两个因素的影响。三维重构三维重构点云图点云图 三维模型三维模型逆向技术目前成熟的模型重构方法根据数据类型、数据来源、造型方式和

22、曲目前成熟的模型重构方法根据数据类型、数据来源、造型方式和曲面表示可分为：面表示可分为：按数据类型：按数据类型：分为有序点（呈规则的阵列排列）和散乱点（数据点分为有序点（呈规则的阵列排列）和散乱点（数据点之间没有明显的拓扑关系）的重构；之间没有明显的拓扑关系）的重构；按测量机的类型：按测量机的类型：分为基于分为基于CMMCMM、激光点云、激光点云、CTCT数据和光学测量数据数据和光学测量数据的重构；的重构；按造型方式：按造型方式：可分为基于曲线的模型重构和基于曲面的直接拟合；可分为基于曲线的模型重构和基于曲面的直接拟合；按曲面表示方法：按曲面表示方法：分为边界表示、四边分为边界表示、四边B B

23、样条表示、三角面片和三角样条表示、三角面片和三角网格表示的模型重构等。网格表示的模型重构等。 在模型重构之前，应详细了解模型的前期信息和后续应用要求，以在模型重构之前，应详细了解模型的前期信息和后续应用要求，以选择正确有效的造型方法、支撑软件选择正确有效的造型方法、支撑软件 、模型精度和模型质量。前期信、模型精度和模型质量。前期信息包括实物样件的几何特征、数据特点等；后续应用包括结构分析、加息包括实物样件的几何特征、数据特点等；后续应用包括结构分析、加工、制作模具、快速原型等。工、制作模具、快速原型等。三维重构三维重构常用方法常用方法逆向技术数字化测量数字化测量测量数据预处理测量数据预处理三维

24、重构三维重构坐标配准坐标配准误差分析误差分析逆向工程关键技术逆向工程关键技术产品产品实物实物数字数字测量测量数据数据处理处理三维三维重构重构坐标坐标配准配准误差误差分析分析CAD模型模型设计设计数据数据逆向技术 坐标配准坐标配准 实现测量数据和被测物设计模型的坐标配准，为误差分析做准实现测量数据和被测物设计模型的坐标配准，为误差分析做准备，配准精度直接影响后续整体误差结果的可靠性。备，配准精度直接影响后续整体误差结果的可靠性。 测量数据模型与测量数据模型与CADCAD模型间的配准重点：模型间的配准重点： 选择基准选择基准 坐标变换坐标变换选择基准选择基准: : 测量时，标定基准点，配准时，基准

25、定位点和被测件上的设计点重合；测量时，标定基准点，配准时，基准定位点和被测件上的设计点重合； 根据被测物的几何特性自定义。根据被测物的几何特性自定义。逆向技术 坐标配准实例坐标配准实例配准基准：配准基准： 指定的点。指定的点。逆向技术 坐标配准实例坐标配准实例坐标配准坐标配准配准基准：配准基准： 由前缘半径圆心，由前缘半径圆心， 尾缘半径圆心和尾缘半径圆心和 封闭图形的形心组成的三角形。封闭图形的形心组成的三角形。逆向技术 坐标配准实例坐标配准实例配准前配准前 配准后配准后配准基准：几何运算得到特殊的几何约束。配准基准：几何运算得到特殊的几何约束。逆向技术 坐标配准实例坐标配准实例配准基准：几

26、何运算得到特殊的几何约束。配准基准：几何运算得到特殊的几何约束。（1 1）平面）平面1 1的法向与的法向与Z Z轴同向约束关系；轴同向约束关系；（2 2）圆柱面）圆柱面1 1的轴线与的轴线与Z Z轴重合约束关系；轴重合约束关系；（3 3）平面）平面2 2与与 XYXY平面的重合约束关系；平面的重合约束关系；（4 4）求圆柱面）求圆柱面2 2和自由曲面的交线，该交线与叶片出口端交线的重合约束关系。和自由曲面的交线，该交线与叶片出口端交线的重合约束关系。 配准算法配准算法.doc逆向技术数字化测量数字化测量测量数据预处理测量数据预处理三维重构三维重构坐标配准坐标配准误差分析误差分析逆向工程关键技术

27、逆向工程关键技术产品产品实物实物数字数字测量测量数据数据处理处理三维三维重构重构坐标坐标配准配准误差误差分析分析CAD模型模型设计设计数据数据逆向技术影响误差的主要要素：影响误差的主要要素：（1 1）产品原型误差）产品原型误差 （2 2）数据采集误差）数据采集误差（3 3）曲面重构时产生的误差）曲面重构时产生的误差（4 4）模型配准误差）模型配准误差 误差分析误差分析逆向技术由于逆向工程是根据实物原型来重构模型的，但原产品在制造由于逆向工程是根据实物原型来重构模型的，但原产品在制造时会存在制造误差，使实物几何尺寸和设计参数之间存在偏差，如时会存在制造误差，使实物几何尺寸和设计参数之间存在偏差，

28、如果原型是使用过的还存在磨损误差。果原型是使用过的还存在磨损误差。实际零件实际零件 测量点云测量点云原型误差一般较小，其大小一般在原设计的尺寸公差范围内。原型误差一般较小，其大小一般在原设计的尺寸公差范围内。 误差分析误差分析产品原型误差产品原型误差 逆向技术 测量误差包括测量设备系统误差、测量人员视觉和操作误差测量误差包括测量设备系统误差、测量人员视觉和操作误差、产品变形误差和测头半径补偿误差等。测量误差和设备环境、测、产品变形误差和测头半径补偿误差等。测量误差和设备环境、测量人员的经验等。量人员的经验等。 误差分析误差分析 数据采集误差数据采集误差逆向技术 主要是在逆向工程软件中进行模型重

29、构时，曲线、曲面的拟合主要是在逆向工程软件中进行模型重构时，曲线、曲面的拟合误差，目前的软件常采用最小二乘法逼近来进行样条曲线、曲面拟误差，目前的软件常采用最小二乘法逼近来进行样条曲线、曲面拟合，因此存在一个允差大小控制问题。合，因此存在一个允差大小控制问题。 误差分析误差分析曲面重构时产生的误差曲面重构时产生的误差蒙皮面板测量蒙皮面板测量 测量点云测量点云 点云处理点云处理逆向技术 误差分析误差分析 模型配准误差模型配准误差 在模型配准过程中，为保证轮廓边界的贴合和共线，配合零件的测量边在模型配准过程中，为保证轮廓边界的贴合和共线，配合零件的测量边界轮廓必须调整为一条配合线，这样对配合零件表

30、面造型时会带来误差，为界轮廓必须调整为一条配合线，这样对配合零件表面造型时会带来误差，为减小误差，轮廓线测量和曲线拟合时要求精确减小误差，轮廓线测量和曲线拟合时要求精确 数据匹配就是实现测量数据和被测物设计模型的坐标配准，其匹配精度数据匹配就是实现测量数据和被测物设计模型的坐标配准，其匹配精度直接影响后续整体误差结果的可靠性。直接影响后续整体误差结果的可靠性。配准前配准前 配准后配准后逆向技术 误差分析误差分析整体误差分析整体误差分析 整体误差分析是指计算、分析各叶片模具测量数据与设计模型的整体误差分析是指计算、分析各叶片模具测量数据与设计模型的最大误差、平均误差及关键特征参数的误差，为后续的

31、模具型腔设计及最大误差、平均误差及关键特征参数的误差，为后续的模具型腔设计及加工工艺改进提供具体的量化参考数据。加工工艺改进提供具体的量化参考数据。逆向技术 误差分析误差分析整体误差分析整体误差分析 单元块单元块A误差分析误差分析 单元块单元块A A与设计模型的与设计模型的最大误差是最大误差是0.6640mm0.6640mm，平均误差是平均误差是0.1615mm0.1615mm。 逆向技术 误差分析误差分析整体误差分析整体误差分析 单元块单元块B误差分析误差分析 单元块单元块B B与设计模型的与设计模型的最大误差是最大误差是0.7776mm0.7776mm，平均误差是平均误差是0.2897mm

32、0.2897mm。 逆向技术 误差分析误差分析整体误差分析整体误差分析 根据实体模型，测量实体的轮根据实体模型，测量实体的轮廓尺寸，并与图纸给出的轮廓廓尺寸，并与图纸给出的轮廓尺寸对比分析。尺寸对比分析。轮廓尺寸包括模具的半径和高轮廓尺寸包括模具的半径和高度，其结果准确性和重构实体度，其结果准确性和重构实体模具的精度相关。模具的精度相关。13801050mm汽车引擎盖逆求过程汽车引擎盖逆求过程测量点云测量点云横向截取点云横向截取点云拟合曲线拟合曲线纵向截取点云纵向截取点云拟合曲线拟合曲线创建轮廓线和边界线创建轮廓线和边界线重构的参数化曲线重构的参数化曲线汽车引擎盖曲面重建汽车引擎盖曲面重建汽车

33、引擎盖的模型汽车引擎盖的模型前端面前端面后端面后端面中间面中间面分片建立曲面模型分片建立曲面模型汽车引擎盖逆求曲面误差分析汽车引擎盖逆求曲面误差分析误差分析误差分析汽车仪表盘三维模型与原始点云的误差分析汽车仪表盘三维模型与原始点云的误差分析逆求曲面逆求曲面误差分析误差分析原始点云原始点云原始数模原始数模汽车左前板逆求过程汽车左前板逆求过程原始点云数据原始点云数据拟合曲线拟合曲线原始数模原始数模误差分析误差分析 一、CAD软件选择要点 1、选择合适的硬件平台微机平台 2、选择合适的软件平台Windows/UNIX 3、选择合适的三维CAD软件 高端软件CATIA、UG、Pro-e 中端软件Sol

34、idworks 低端软件CAXA序号功能比较UGNXPro/ECATIA1系统历史第四代三维CAD系统第三代三维CAD系统第一代三维CAD系统2操作性位图式多层次指令，好学但不方便应用原版本为封闭的命令行，多层复杂指令，难学又难用。最新野火版改为对话框式单层指令，简单易用完全windows真彩图形操作界面，操作简单、导向性好，命令繁多，功能强大。难学易用3软件处理模式参数式实体模型计算核心，参变数式使用界面，也可以选择全参数模式完全参数式设计参数式实体模型计算核心，参变数式使用界面，也可以选择全参数模式4轮廓产生可以方便地在三维空间中绘制及编辑可以在三维空间中绘制可以方便地在三维空间中绘制5数

35、据文件交换具有良好的CADCAM三维数据文件交换性，二维交换性较差具有一般的三维CADCAM数据文件交换性，二维交换性很好具有良好的二、三维CADCAM数据文件交换性6曲面造型功能具有良好的产品曲面造型功能，适合正逆向设计具有简单快捷的曲面造型功能，对于非参数曲面修改比较困难，适合正向设计具有强大的曲面造型功能。适合正向设计、逆向设计及A级曲面设计7中文应用支持中文界面支持中文界面完全支持中文界面8培训时间比例1239硬件需求中中高10参考价格元（人民币）30万30万50万11动态预览很一般好很好12主要应用领域汽车、摩托车、航天、模具、民用家电产品等民用家电产品、模具，汽车、摩托车中的发动机

36、设计等在汽车、航天领域占有很大的比例 Imageware Imageware是著名的逆向工是著名的逆向工程软件，广泛应用于汽车、程软件，广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件领域。拥具、计算机零部件领域。拥有广大的用户群，国外有有广大的用户群，国外有BMWBMW、GMGM、FordFord、ToyotaToyota；国内已有上海大众、上海交国内已有上海大众、上海交大、上海大、上海DELPHIDELPHI、成都飞机、成都飞机制造公司等。制造公司等。 模块构成1、基础模块文件存取、显示控制及图层控制2、点处理模块噪声点去除、数据采样、拼接与排序、截面点云数据、点云的平滑处理、组合点云（见图1.4）3、曲线、曲面模块生成、控制曲线及曲面的空间形状（见图1.5、1.6） 4、三角面片模块点云数据三角化功能 5、检验与评估模块提供点云数据与CAD模型之间的精度检测功能以及评估功能。1.为整个创建过程制定流程2.有效地加强产品沟通 不仅体现在设计师何造型师之间，还贯穿于整个工程和制造环境中，包括在扩展的企业和供应链之间。3.基于约束的造型 简化复杂的设计工作4.扩展了基于曲线的造型 加入了全新的、增强的命令为基于曲线的曲面开发提供了一套完善的曲线创建功能。5.模型的动态编辑 曲率和曲面