逆向工程汽车驾驶室曲面重构

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1、逆向工程汽车驾驶室曲面重构1.课题研究背景及意义    我国是一个人口大国和汽车大国。随着人们生活水平的不断提高，对汽车的需求已不在仅仅满足于其性能，开始对汽车的多样性和个性化提出了更高的需求。传统的汽车设计方法一不能满足人们的个性需求，而且还制约着汽车的更新速度和汽车产业的发展。在我国汽车使用者当前更多的是看重车身的外观造型，在汽车设计中，车身设计也是关键之术之一。为满足消费者的需求，一种新的技术——逆向工程技术，在制造业迅速发展并应用到汽车领域。逆向工程技术作为一种新兴的技术在产品设计、开发、优

2、化、定型等方面，都有很大的作用，能提高工业产品设计水平，缩短研发周期，增强产品的市场竞争力。 我国现代汽车产品设计尤其是汽车曲面造型设计已经广泛使用逆向工程技术。该技术可以快速的重现国外的先进车身模型设计，进而快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术和设计理念，并经过车身设计师的二次开发，达到快速响应市场的目的。但是我国在该领域还与国外先进国家有着很大的差距，本课题就是在这种背景下开展研究的。2.逆向工程概述 逆向工程(Reverse Engineering, RE)也称反求工程,它是相对传统的设计而

3、言。传统的产品实现通常是从概念设计到图样,再制造出产品,称之为正向工程,而产品的逆向工程是从一个存在的零件或原型入手,首先对其进行数字化处理,然后构造CAD模型,经检查满意后,最后制造产品。目前大多数有关逆向工程技术的研究和应用都集中在几何形状即重建产品实物的CAD模型和最终产品的制造,称为实物逆向工程[1,2]。反求工程的基本流程如图 1 所示[3]。 逆向工程一般包括五大关键技术：数据获取，数据预处理，数据分块与曲面重构，CAD模型构造，快速原型制造。3.课题研究背景及意义      我国是一个

4、人口大国和汽车大国。随着人们生活水平的不断提高，对汽车的需求已不在仅仅满足于其性能，开始对汽车的多样性和个性化提出了更高的需求。传统的汽车设计方法一不能满足人们的个性需求，而且还制约着汽车的更新速度和汽车产业的发展。在我国汽车使用者当前更多的是看重车身的外观造型，在汽车设计中，车身设计也是关键之术之一。为满足消费者的需求，一种新的技术——逆向工程技术，在制造业迅速发展并应用到汽车领域。逆向工程技术作为一种新兴的技术在产品设计、开发、优化、定型等方面，都有很大的作用，能提高工业产品设计水平，缩短研发周

5、期，增强产品的市场竞争力。 我国现代汽车产品设计尤其是汽车曲面造型设计已经广泛使用逆向工程技术。该技术可以快速的重现国外的先进车身模型设计，进而快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术和设计理念，并经过车身设计师的二次开发，达到快速响应市场的目的。但是我国在该领域还与国外先进国家有着很大的差距，本课题就是在这种背景下开展研究的。逆向工程一般包括五大关键技术：数据获取，数据预处理，数据分块与曲面重构，CAD模型构造，快速原型制造。 4.国内外逆向工程的应用历史和现状  通用汽车公司早在20世纪六七十年代

6、就开始了逆向工程软件的开发使用，这一时期软件都是企业内部开发，应用范围也局限于汽车外形的处理。日本也在20世纪六十年代开始使用逆向工程技术，并为日本的经济振兴，进而创造和开发各种新产品奠定了良好的基础。逆向工程技术的使用减少了产品开发的风险，提高了产品的研发周期，降低了开发成本。国内外很多学者对反求工程技术进行了大量的研究。从蔚敬斌《逆向工程技术及应用》一文中了解到：在目前市场产品中较为著名的四大逆向工程软件是美国EDS的Imageware、美国雨滴公司的Geomagic Studio、英国DELC

7、AM公司的CopyCAD和韩国NUS 公司出品的逆向工程软件 Rapid Form[4]。CATIA 软件是由法国 Dassault 公司开发的产品，由于其良好的集成环境及强大的曲面设计能力，越来越多的人开始用 CATIA 软件进行逆向工程设计。逆向工程在汽车产业的使用更丰富了国外的一些大型企业和汽车设计公司的汽车车身创意和造型能力。他们在一个月内可以开发几时或者上百款汽车车身，大大增加了市场竞争力，繁荣了自己的品牌。 同样的在国内一些学者和研发单位也开展了对逆向工程的研究，但是由于起步较晚，大部分

8、市场依然被国外技术占领。而且国内的逆向工程研究主要在高校，较为代表性的有上海交通大学国家工程模具中心的集成系统和自动建模技术、西安交通大学CIMS 中心的面向CMM 的逆向工程测量方法和基于线结构光视觉传感器的光学坐标测量机的研究、南京航空航天大学CAD/CAM 工程研究中心的基于海量散乱点三角网络面重建和自动建模方法、浙江大学生产工程研究所的三角面片建模和华中科技大学的曲面测量与重建和等。在逆向技术软件研究上，国内主要也是集中在高校（如清华大学、西北工业大学、浙江大