- 1 - 逆向工程的具体应用实例
逆向工程是一种技术手段，主要用于通过分析和研究已有的产品或者系统来了解其工作原理、结构、设计思路等方面的内容。在实际应用过程中，逆向工程可以被用于多个领域，以下是具体的应用实例：
1. 电子产品逆向工程：通过对已有的电子产品进行拆解和分析，从而得出其电路结构、软硬件设计等方面的信息。这些信息可以被用于研发类似产品或者进行技术改进。
2. 汽车逆向工程：通过对汽车进行拆解和分析，了解其发动机结构、传动系统、底盘结构等方面的信息，从而提高汽车性能和安全性。
3. 航空逆向工程：通过对航空器件进行拆解和分析，了解其设计思路、材料选择等方面的信息，从而提高航空器件的性能和安全性。
4. 医疗器械逆向工程：通过对医疗器械进行拆解和分析，了解其结构、材料选择等方面的信息，从而提高医疗器械的质量和安全性。
5. 工业设计逆向工程：通过对其他产品或者系统进行逆向工程，得到设计思路和技术方案，从而提高自身产品或者系统的设计水平和技术水平。
总之，逆向工程是一种非常重要的技术手段，可以帮助企业或者个人了解已有产品或者系统的设计思路和技术方案，从而提高其自身的技术水平和竞争力。
基于Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件的汽车保险杠逆向工程设计 王 鑫 （南京７－程学院材料工程学院，江苏南京２１１１６７） 摘 要：介绍了逆向工程的含义、基本工作流程及Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件的功能特点。针对汽车保险杠的特 点，利用三维坐标测量仪，测出汽车保险杠的点云数据，然后将测量的点云数据用Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件进行各 项优化处理，包括减少噪声点、点云数据的采样和在点对象上创建多边形网格及ＮＵＲＢＳ曲面，然后利用 ＵＧ软件的曲面造型功能，做出汽车保险杠的ＣＡＤ模型。实现了汽车保险杠由实物到点云、再由点云到 三维模型的快速逆向设计。 关键词：逆向工程；汽车保险杠；三坐标测量仪；Ｇｅｏｍａｇｉｃ；ＵＧ 中图分类号：ＴＨ １２８ 文献标志码：Ａ 越来越多产品的异形曲面采用逆向工程技术快 速完成数字建模，加快了新产品的更新换代，提高了 产品外观的新颖性、复杂性及制造精度，降低了产品 研制开发的周期和成本。逆向工程技术的出现改变 了传统产品设计开发模式，成为现代企业开发新产 品的重要设计手段。 １逆向工程的含义及基本流程 逆向工程（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＲＥ）也称为反 求工程、反向工程等ｎ］。是指在没有设计图纸或者 设计图纸不完整以及没有模型的情况下，按照现有 零件的模型（产品原型或油泥模型），利用各种数字 化技术及ＣＡＤ技术重新构造模型而克隆或创造实 物产品的过程＿２ ｊ。 图１所示为逆向工程流程图。逆向工程系统主 要由产品实物几何外形的数字化、ＣＡＤ模型重建和 产品或模具制造３个部分组成。逆向工程中的关键 技术是数据采集、数据处理和模型的重建Ｌ５３。
图１逆向工程流程图 １）数据采集数据采集是逆向工程的关键，其 方法的得当与否直接影响到是否能准确、快速、完整 地获取实物的二维、三维几何数据，影响到重构的 ＣＡＤ实体模型的质量，并最终影响产品的质量。 ２）数据处理对采集的点数据在进行ＣＡＤ模 型重建前，必须进行格式转换、噪声滤除、平滑、对 齐、归并、测头半径补偿和插值补点等处理。 ３）模型重建将处理过的测量数据导人ＣＡＤ 系统，依据前面创建的曲线、曲面构建出原型的 ＣＡＤ模型。 ２ Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件简介 Ｇｅｏｍａｇｉｅ Ｓｔｕｄｉｏ是美国Ｒａｉｎｄｒｏｐ Ｇｅｏｍａｇｉｃ 软件公司开发的专业逆向工程软件 ］，该软件是目 前对点云处理及三维曲面构建功能最强大的商业软 件。它以先进的数学模型、曲面构建理论为基础，能 快速地整理曲面点云数据，自动产生网格，可建构任 意复杂的精确曲面模型，创造从原型曲面测量点云 到多边形数据的高品质三维模型产品。 Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件可以直接由点到面进行构面，改 变了传统的从点到线再到面的构面方式，可接受不 同种类的数据来源（如ｉｇｓ、ｄｘｆ、ｓｔｌ、ａｓｃ、ｂｉｎ、ｏｂｊ、 ３ｄｓ、ｐｌｙ等），并且有强大的数据修补功能（局部点 数据丢失后可修补）。该软件可方便快捷进行检测， 可查询单点偏差，检测报告可以ＨＴＭＬ文件格式 输出。 ３ 汽车保险杠的逆向造型设计 ３．１ 汽车保险杠的造型曲面分析 在进行曲面的测量和造型之前，必须对曲面进 行分析，划分曲面的类型并对曲面进行适当分块，从 而为后续的曲面测量和造型做准备。汽车保险杠外 形尺寸较大，精度要求不太高，但要求其外型美观， 表面光顺。汽车保险杠的表面主要由不规则曲面、 条形凹面、侧孑Ｌ、圆柱突起以及一些过渡曲面构成。 《新技术新工艺》・数字技术与机械加工工艺装备 ２００８年 第１１期 ・５３・
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UG逆向设计工程在汽车内饰件中的应用
作者：邓晓红
来源：《科技创新与应用》2013年第02期
摘 要：本文总结了汽车内饰件的外形特点，依据曲面造型的规律，提出汽车内饰件逆向设计工程（数据采集、数据预处理、模型重构、产品化）的具体方案。通过对方向盘的应用，证明此方案是可靠有效的。
关键词：逆向设计；塑料CAE；模拟分析；优化
1 引言
汽车作为一种划时代的现代工业产品，从诞生那天起，就被赋予了人类的价值观、生活形态、情感需求等，折射出了不同时代、不同人群的审美取向，形成了汽车文化的特有观念。而作为设计理念的重要表现部位——汽车内饰件更是设计师们下功夫，精雕细琢的地方。也是人们买车时仔细欣赏的地方。现代设计师的工作过程一般是：根据效果图的造型特征，直接在电脑中用辅助造型建模软件建立三维数字模型（即CAS模型），配合虚拟现实技术用于方案评审展示。方案评审完毕后挑选出相应造型，通过数控铣床铣削出全尺寸油泥模型，然后对铣出来的模型进行精细处理。通过评审后，然后进行激光扫描，得到的点云数据，把点云数据导入cad系统进行产品设计，形成工程化的产品模型，作为制造系统工艺设计的依据，最终生产出该产品。
2 逆向设计
现在汽车设计中，逆向设计是一种重要的设计手段，很多零件都需要采用逆向设计方法，从模型或样件开始经过数据采集 →数据预处理→ 模型重构→产品化等阶段，完成由模型或样件到产品模型的转换。
数据采集
在利用点云数据进行三维建模的过程中，数据采集是很重要的一个环节，它直接关系到最后创建出的三维模型质量，要想获得精确并且冗余度低的数据，必须减少测量过程中的误差。在表面数字化技术中，根据测量方法不同可以将数据采集分为接触式和非接触式两大类， 针对汽车内饰件体积大，需求精度高的特点，采用接触式测量对模型表面特征及分型轮廓、边界进行测量，用非接触式方法扫描产品A面。进行测量前，通过分析方向盘零件可知，其结构为沿中心线左右对称，曲面重建时只需造型出一半的数据，再根据UG所提供的镜像功能得出另一半的数据。
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＦＯｒｕｍ
ＡＴＯＳ在汽车车身逆向设计中的应用
刘铮
（天津内燃机研究所。天津３０００７２）
【摘要】ＡＴＯＳ流动式光学扫描仪基于光栅原理，是逆向工
程领域中一种先进的非接触式光学扫描设备，该设备利用系统标定
和固定参考点来实现多幅图像的拼合对齐。本文介绍了汽车车身开
发的逆向设计流程。从点云数据的采集、曲面分块、拼接、点云数
据的处理等方面分析了ＡＴＯＳ在汽车车身逆向设计开发中的关键技
术和应用情况。
Ｉ关键词】ＡＴＯＳ；ＴＲＩＴＯＰ；逆向工程；点云；参考点
前言
汽车工业是当今世界制造业最重要的支柱产业之一，随着市场
需求的不断变化，汽车的更新换代速度日趋加快。传统汽车车身设
计采用手动测绘得出尺寸后再建模，由于开发周期长、精度低已远
远不能满足现今的汽车行业高速发展的要求，所以逆向工程在现实 的汽车设计、生产中孕育而出。逆向工程（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＲＥ）
也称逆向反求工程，它是在只有产品模型或实物模型，而没有产品
的定义和图纸的前提下，通过一定的测量手段对实物或模型进行测
量得到数据，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物ＣＡＤ模
型的过程。
ＡＴＯＳ流动式光学扫描仪是德国ＧＯＭ公司开发的一种可应用于产
品开发、逆向工程、质量检测的三维扫描测量系统，具有测量范围
大、扫描速度快、非接触等优点，非常适合用于不规则曲面以及用
传统方法难以测量的物体的点云数据的采集。下面对该系统在汽车 车身逆向设计中的应用作一介绍。
１ ＡＴＯＳ测量系统的工作原理
ＡＴＯＳ系统是一种在逆向反求工程和工业检测中被广泛使用的流
动式光学测量设备，它综合了光学三角测量原理与光栅条纹位移技 术原理，对实物做非接触高速测量。它的传感器头主要是主光源、
光栅器件组和２ＣＣＤ光学测量传感器组成。传感器头安装在一个可以
绕着被测实物自由运动的支架上，在测量时传感器头可以绕着被测
实物任意移动。其原理如图ｌ所示，该系统利用基准面、像点、物
