逆向设计
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设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
汽车逆向设计
全程解析与案例讲解
姓名： 学号： 张彬 12110201062
设计概念
比较分析 基本流程
CONTENTS
实例讲解
设计概念
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设计概念
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基本流程
实例讲解
逆向工程（ReverseEngineering-RE）是对产品设计过程的一种描述。 逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程 产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图
图8 重新建模
设计概念
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基本流程
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基本流程
实例讲解
逆向工程技术及其在福田重卡车身开发中应用
数据处据工作流程：对扫描数据进行处理→拼合扫描点云→以点云产生初步
的表面→对杂讯点进行处理、删除→根据处理后的点云以及零件特征，进行
零件三维曲面、结构重建，得到零件的三维数学模型和线架构图。下面以福 田重卡前围某零件为例说明。
拼合后的扫描点云图10扫描点云生成初步的表面
删除杂讯点后的扫描点云
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基本流程
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根据点云建立零件的三维数学模型和线架构
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纸或数字模型）的过程。
随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展， 基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化 测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需 要利用逆向工程技术建立产品的三维模型，进而利用CAM系统完成产品的制 造。
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实例讲解
逆向工程，顾名思义与顺向工程的设
计流程不同，其过程是依靠已经存在
的零件或是产品原型的表面所得到的 资料来建立3DCAD模型，而不是透
过设计图。
图1：两个设计流程的主要差别在于传统的顺向工程是 概念设计、产品规范到产品设计图，而逆向工程则是由 测量到的资料来反推得到3DCAD模型。
设计概念
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基本流程
实例讲解
逆向工程是将实物转变为CAD模型的数字化 技术、几何模型重建技术和产品制造技术的 总称，逆向工程是汽车产品开发的新方式。 逆向工程的简单过程是：利用数字化扫描设 备扫描实体模型，将数据导入计算机，利用 逆向工程软件处理获取的点云数据，行程曲 线、曲面、实体模型，对实体模型进行修正， 形成最终的三维模型。相比正向建模，逆向 工程建模的速度更快，效率更高。逆向工程 队对计算机处理器、内存和显卡的性能有综 合要求，特别是要保证实时数据采集和处理， 必须配置较高的内存和性能强大的显卡。
入逆向工程设计程序后，设计师仍是依据产品设计企划时所定的规范与设
计构想，但效果图或精细描绘则已不是必备的程序了，取而代之的将是直 接运用逆向工程对PU泡沫或油土模型进行点资料扫描，并交由CAD系统进
行编修与重建，最后进行NC或RP的加工程序，从开发角度看，这个流程中
可以明显发现顺、逆向工程的差异如图2所示。
设计概念
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基本流程
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因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技
术和几何建模技术的总称。逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过 程。
作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段,逆向工程和快速原
型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。它们的出现改变了传统产品设计 开发模式,大大缩短了产品开发的时间周期,提高产品研发的成功率。 当今，各个行业越来越注重产品的外观设计，以此来吸引顾客，最终在商业 上取得成功。这点在消费产品的设计中体现的尤为突出。特别是手机、数码 相机、汽车等行业。
图7 运用CATIA软件进行数据处理
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(3)模型重建
将处理过的测量数据导入CAD系统, 依据前面创建的曲线、曲面构建出原 型的CAD模型。
简单理解汽车逆向设计流程：拿到实 物产品----进行产品公析抄数------抄 数机进行抄数数据文件STL格式----Surfacer或Geomagic进数据处理格 式为igs------进行Pro/E等三维软件中 进行绘图，当今主要流行的三维CAD 软件如UG、IMAGEWARE、CATIA、 I-DEAS、Pro/Engineer。
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基本流程
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单纯全流程逆向工程会产生以下问题：资料 量大、调取数据麻烦、曲面定位 （Location）、曲面的连续性控制等。采用 混合式设计流程，仅需要对修改部分作局部 逆向工程快速重建、从而能缩短整个设计制 造的程序。如图3所示。
图2
图3
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如图1所示，其两个设计流程的主要差别在于传统的顺向工程是概念设计、 产品规范到产品设计图，而逆向工程则是由测量到的资料来反推得到
3DCAD模型。顺向的产品开发程序是设计师依据产品企划时所定的规划与
设计构想，绘制草图及效果图，并且依据效果图制作手工模型，或以建构 CAD几何模型，最后进行NC或RP（RapidPrototype）的加工程序。然而导
其方法的得当直接影响到是否 能准确、快速、完整地获取实
物的二维、三维几Βιβλιοθήκη Baidu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。
图6 数据采集
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(2)数据处理
对于获取的一系列点数据在进行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。
图4 汽车设计项目实际流程
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逆向工程的结构体系
逆向工程系统主要由三部分组成:产品实 物几何外形的数字化、CAD模型重建、 产品或模具制造。逆向工程中的关键技 术是据采集、数据处理和模型的重建。
逆向工程流程图
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(1)数据采集
数据采集是逆向工程的第一步,
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逆向工程（ReverseEngineering-RE）是对产品设计过程的一种描述。 逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程 产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图
图8 重新建模
设计概念
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逆向工程技术及其在福田重卡车身开发中应用
数据处据工作流程：对扫描数据进行处理→拼合扫描点云→以点云产生初步
的表面→对杂讯点进行处理、删除→根据处理后的点云以及零件特征，进行
零件三维曲面、结构重建，得到零件的三维数学模型和线架构图。下面以福 田重卡前围某零件为例说明。
拼合后的扫描点云图10扫描点云生成初步的表面
删除杂讯点后的扫描点云
设计概念
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根据点云建立零件的三维数学模型和线架构
Thank you
纸或数字模型）的过程。
随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展， 基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化 测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需 要利用逆向工程技术建立产品的三维模型，进而利用CAM系统完成产品的制 造。
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逆向工程，顾名思义与顺向工程的设
计流程不同，其过程是依靠已经存在
的零件或是产品原型的表面所得到的 资料来建立3DCAD模型，而不是透
过设计图。
图1：两个设计流程的主要差别在于传统的顺向工程是 概念设计、产品规范到产品设计图，而逆向工程则是由 测量到的资料来反推得到3DCAD模型。
设计概念
比较分析
基本流程
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逆向工程是将实物转变为CAD模型的数字化 技术、几何模型重建技术和产品制造技术的 总称，逆向工程是汽车产品开发的新方式。 逆向工程的简单过程是：利用数字化扫描设 备扫描实体模型，将数据导入计算机，利用 逆向工程软件处理获取的点云数据，行程曲 线、曲面、实体模型，对实体模型进行修正， 形成最终的三维模型。相比正向建模，逆向 工程建模的速度更快，效率更高。逆向工程 队对计算机处理器、内存和显卡的性能有综 合要求，特别是要保证实时数据采集和处理， 必须配置较高的内存和性能强大的显卡。
入逆向工程设计程序后，设计师仍是依据产品设计企划时所定的规范与设
计构想，但效果图或精细描绘则已不是必备的程序了，取而代之的将是直 接运用逆向工程对PU泡沫或油土模型进行点资料扫描，并交由CAD系统进
行编修与重建，最后进行NC或RP的加工程序，从开发角度看，这个流程中
可以明显发现顺、逆向工程的差异如图2所示。
设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技
术和几何建模技术的总称。逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过 程。
作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段,逆向工程和快速原
型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。它们的出现改变了传统产品设计 开发模式,大大缩短了产品开发的时间周期,提高产品研发的成功率。 当今，各个行业越来越注重产品的外观设计，以此来吸引顾客，最终在商业 上取得成功。这点在消费产品的设计中体现的尤为突出。特别是手机、数码 相机、汽车等行业。
图7 运用CATIA软件进行数据处理
设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
(3)模型重建
将处理过的测量数据导入CAD系统, 依据前面创建的曲线、曲面构建出原 型的CAD模型。
简单理解汽车逆向设计流程：拿到实 物产品----进行产品公析抄数------抄 数机进行抄数数据文件STL格式----Surfacer或Geomagic进数据处理格 式为igs------进行Pro/E等三维软件中 进行绘图，当今主要流行的三维CAD 软件如UG、IMAGEWARE、CATIA、 I-DEAS、Pro/Engineer。
设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
单纯全流程逆向工程会产生以下问题：资料 量大、调取数据麻烦、曲面定位 （Location）、曲面的连续性控制等。采用 混合式设计流程，仅需要对修改部分作局部 逆向工程快速重建、从而能缩短整个设计制 造的程序。如图3所示。
图2
图3
设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
基本流程
设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
如图1所示，其两个设计流程的主要差别在于传统的顺向工程是概念设计、 产品规范到产品设计图，而逆向工程则是由测量到的资料来反推得到
3DCAD模型。顺向的产品开发程序是设计师依据产品企划时所定的规划与
设计构想，绘制草图及效果图，并且依据效果图制作手工模型，或以建构 CAD几何模型，最后进行NC或RP（RapidPrototype）的加工程序。然而导
其方法的得当直接影响到是否 能准确、快速、完整地获取实
物的二维、三维几Βιβλιοθήκη Baidu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。
图6 数据采集
设计概念
比较分析
基本流程
实例讲解
(2)数据处理
对于获取的一系列点数据在进行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。
图4 汽车设计项目实际流程
设计概念
比较分析
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实例讲解
逆向工程的结构体系
逆向工程系统主要由三部分组成:产品实 物几何外形的数字化、CAD模型重建、 产品或模具制造。逆向工程中的关键技 术是据采集、数据处理和模型的重建。
逆向工程流程图
设计概念
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(1)数据采集
数据采集是逆向工程的第一步,