逆向工程系统
逆向工程技术及其应用
逆向工程技术及其应用概述逆向工程是指从已有的产品、软件或硬件系统中，通过分析其设计和运行原理，推导出详细的系统结构和设计文档的一种工程技术。
逆向工程技术广泛应用于软件工程、电子工程、机械工程等领域，它不仅可以帮助企业更好地了解竞争对手的产品，还能够加速自身产品的开发进程。
逆向工程技术的基本原理逆向工程技术主要是通过反汇编、反编译、静态分析和动态分析等手段，对目标系统进行研究和分析，以推导出目标系统的内部结构和功能。
常用的逆向工程技术包括以下几种：反汇编反汇编是将机器码转换为汇编代码的过程。
通过反汇编，可以将目标系统的二进制代码转换为可读的汇编指令，从而了解目标系统的运行流程和算法。
反汇编对于理解目标系统的底层实现非常有帮助，但在解析高级语言编写的程序时效果较差。
反编译反编译是将目标系统的机器码转换为高级语言代码的过程。
通过反编译，可以获得目标系统的源代码，进而深入了解其设计和实现。
反编译同样对于研究目标系统非常有帮助，但是在反编译过程中可能会存在一定的精度损失。
静态分析静态分析是在不运行目标系统的情况下对其进行分析。
静态分析通常包括对源代码、汇编代码或二进制代码的分析，以推导出目标系统的功能和结构。
静态分析可以帮助工程师理解目标系统的逻辑和算法，从而进行相应的修改和优化。
动态分析动态分析是在运行目标系统时对其进行分析。
动态分析通常包括对目标系统的内存、寄存器和函数调用栈等进行跟踪和监测，以了解其运行过程和状态。
动态分析可以有效地发现目标系统的漏洞和错误，并进行相应的修复。
逆向工程技术的应用领域逆向工程技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：软件安全逆向工程技术在软件安全领域起着至关重要的作用。
通过逆向工程技术，可以分析研究恶意软件的行为和功能，从而提供有效的防御手段。
逆向工程技术还可以用于发现和修复软件中的漏洞，提高软件的安全性。
产品改进逆向工程技术可以帮助企业改进已有产品，提高产品的性能和竞争力。
什么是逆向工程？
什么是逆向工程？逆向工程是指通过逆向分析软件或硬件的结构和设计，以获取其内部工作原理、设计思路和完成技术的过程。
其目的在于探究一个系统、模块或设备的功能、技术实现方案、工作原理，或者提取相关的信息和数据等。
逆向工程具有广泛的应用，在软件工程、硬件开发、软件保护、网络安全等领域中均有着重要的作用。
为什么需要逆向工程？1. 了解软件和硬件的设计思路逆向工程可以帮助人们理解软件和硬件系统的设计思路，这有助于人们更好地理解这些系统的功能和工作原理。
同时，逆向工程也有助于人们更好地掌握技术和应用，以提高开发水平和提高软件和硬件的性能。
2. 提取和挖掘技术资源逆向工程可以帮助人们提取和挖掘技术资源，以期获得更多有价值的技术信息和数据。
这对开发者来说，是非常有帮助的，特别是在开发过程中遇到了类似的问题，可以避免重复劳动。
同时，对于安全测试或漏洞挖掘领域的专业人士，逆向工程也是非常重要的。
3. 软件保护和反盗版逆向工程可以帮助软件、游戏等的开发商或者版权持有者实现软件保护和反盗版。
通过对软件进行逆向分析，开发商可以更好地识别和处理授权、识别和添加技术保护等模块，从而更好地保护软件或游戏的知识产权和商业利益。
逆向工程的应用领域1. 软件工程逆向工程在软件工程领域中常用于对软件源代码的逆向分析，以了解软件的实现细节以及优化、维护或修改代码等。
在安全测试中，软件逆向也可用于分析恶意程序，以识别安全威胁，为安全测试或反外部攻击提供支持。
2. 硬件开发逆向工程在硬件工程领域中常用于研究硬件的硬件实现细节、电路设计、芯片架构等等，以便设计或改进硬件产品。
通过逆向分析了解设备的工作原理，从而设计出更好的硬件结构和应用。
3. 软件保护逆向工程在软件保护领域中非常重要，包括源代码保护、关键算法保护、软件反调试保护、即时解密保护、虚拟机保护等。
通过逆向工程，你可以更好地识别如何添加保护模块，进而保护软件的知识产权和商业利益。
4. 反作弊逆向工程在游戏开发领域中也非常重要，可以用于反作弊。
四大逆向工程软件简介
四大逆向工程软件简介本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March四大逆向工程软件简介Imageware 由美国 EDS 公司出品，是最著名的逆向工程软件，正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
该软件拥有广大的用户群，国外有 BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota 等著名国际大公司，国内则有上海大众、上海交大、上海 DELPHI、成都飞机制造公司等大企业。
以前该软件主要被应用于航空航天和汽车工业，因为这两个领域对空气动力学性能要求很高，在产品开发的开始阶段就要认真考虑空气动力性。
常规的设计流程首先根据工业造型需要设计出结构，制作出油泥模型之后将其送到风洞实验室去测量空气动力学性能，然后再根据实验结果对模型进行反复修改直到获得满意结果为止，如此所得到的最终油泥模型才是符合需要的模型。
如何将油泥模型的外形精确地输入计算机成为电子模型，这就需要采用逆向工程软件。
首先利用三坐标测量仪器测出模型表面点阵数据，然后利用逆向工程软件(例如：Imageware surfacer)进行处理即可获得 class 1 曲面。
随着科学技术的进步和消费水平的不断提高，其它许多行业也开始纷纷采用逆向工程软件进行产品设计。
以微软公司生产的鼠标器为例，就其功能而言，只需要有三个按键就可以满足使用需要，但是，怎样才能让鼠标器的手感最好，而且经过长时间使用也不易产生疲劳感却是生产厂商需要认真考虑的问题。
因此微软公司首先根据人体工程学制作了几个模型并交给使用者评估，然后根据评估意见对模型直接进行修改，直至修改到大家都满意为止，最后再将模型数据利用逆向工程软件 Imageware 生成 CAD 数据。
当产品推向市场后，由于外观新颖、曲线流畅，再加上手感也很好，符合人体工程学原理，因而迅速获得用户的广泛认可，产品的市场占有率大幅度上升。
逆向工程测量系统
逆向工程分类
从广义讲，逆向工程可分以下三类。
(1)实物逆向：顾名思义，它是在已有实物条件下，通过试验、测绘和分 折。提出再创造的关键；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质、 精度、使用规范等多方面的逆向。实物逆向对象可以是整机、部件、组件和 零件。 (2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关 规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三 类情况：1)既有实物，又有全套技术软件；2)有实物而无技术软件；3)无实 物，仅有全套或部分技术软件。 (3)影像逆向：无实物，无技术软件，仅有产品相片、图片、广告介绍、 参观印象和影视画面等，要从其中去构思、想象来逆向，称为影像逆向，这 是逆向对象中难度最大的。影像逆向本身就是创新过程。目前还未形成成熟 的技术。一般要利用透视变换和透视投影．形成不同透视图，从外形、尺寸、 比例和专业知识，去琢磨其功能和性能，进而分析其内部可能的结构。
正向工程:从高层抽象和独立于实现的逻辑设计到一个系统的物理实现的传 统开发过程。 逆向工程:分析目标系统，认定系统的构件及其交互关系，并且通过高层抽 象或其它形式来展现目标系统的过程。
c)再文档:主要是在同一抽象层次做语义等价描述，实际上是逆向工程的 一种简单形式; d)设计再现:利用领域知识和外部信息在较高抽象层次产生系统的等价描 述，这样要使用除了源代码外的很多信息; e)重构:在同一抽象层次把系统从一种表示方式转换到另一种表示方式， 一个重要方面是新系统和原始系统的语义行为应该一样，而且功能也不 能变; f)再工程:目的是研究系统，产生较高抽象层次描述，增加新功能到这个描 述，使用正向工程技术在原始系统的基础上开发一个新系统。
逆向工程，有的人也叫反求工程、反向工程(Reverse Engineering,RE)， 是20世纪80年代末期发展起来的一项先进制造技术，是以产品及设备的实 物、软件（图样、程序及技术文件等）或影像（图片、照片等）为研究对 象，反求出初始的设计意图。简单地说，就是指用一定的测量手段对实物 或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型 的过程,是一个从样品生成产品数字化信息模型,并在此基础上进行产品设计 开发及生产的全过程。 在软件工程领域，迄今为止没有统一的逆向工程定义。较为通用的是Elliot Chikafsky和Cross在文献中定义的逆向工程的相关术语。
逆向工程技术及应用
应用举例
１．逆向工程技术的应用 （1）读入点云数据。Surfacer 可以接收 几乎所有的三坐标测量数据，此外还可以 接收其它格式，例如：STL、VDA 等。 将点群资料计算成三角形网格，可判断点 群特征形状，利用网格的着色功能可观察 点群的外观。 （2）对点云数据进行判断，去除噪音点( 即测量误差点)。 在进行曲面拟合之前，要对数据点云进行 判断并去除噪声点，以保证结果的准确性 和精确性。Surfacer 有很多工具来对点 云进行判断并去掉噪音点，以保证结果的 准确性。通过可视化点云观察和判断，规 划如何创建曲面。
（Reverse Engineering）
逆向工程技术及应用
一、逆向工程概述
作为产品设计制造的一种手段,在20世纪 90年代初,逆向工程技术开始引起各国工业 界和学术界的高度重视。特别是随着现代计 算机技术及测试技术的发展，利用CAD/CAM 技术、先进制造技术来实现产品实物的逆向 工程，已成为CAD/CAM领域的一个研究热点， 并成为逆向工程技术应用的主要内容。
测量方法分类
数据提取方法
无损测量
破坏性测量
接触式
非接触式
探针测量
光
声
磁
ICT
断层扫描
外轮廓测量
内外结构测量
测量数据的定位（registration)
需要将多次测量的数据转换到同 一个坐标系中，形成同一坐标系下 的一个完整的测量数据及图像。可 将单张点云数据输入Atos软件，将 测得的单张点云数据拼接成整张点 云数据。
曲面重构时面临的困难:
（1）扫瞄数据庞大
数据点的处理，分块等
（2）复合曲面特征数据提取
一般而言，CAD模型是由许多不同的几何形状所组 合而成，而每一种几何形状皆有其特性（二次曲面 特征＆自由曲面特征提取）。
逆向工程集成数据处理系统
逆 向工程 集成 数 据 处 理 系 统
叶 泳 东 叶 晓平 ① 金 涛丽水 ３ ３０ ； 浙江 大 学化工机 械研 究所 ， 江 杭 州 １０７ ２０ ０ ② 浙 Ｉ ０２ ） ３
摘 要 ： 分析 研究 集 成 逆 向工 程 系统 的 特 点 、 键 技 术 及 实 现 方 法 的 基 础 上 ， 出 了 一 种 基 于商 品 化 在 关 提 ＣＡ ／ ＡＥ Ｃ Ｄ Ｃ ／ ＡＭ 系统 ， 过 一数据 转换 器建 立 集成 逆 向工程 系统 的方 法 ， 组成 框 架 包括 测 量 路 通 其
径 规 划 、 据处 理 、 准重 建 、 式及代 码 转换 、 Ｄ Ｃ ／ ＡＭ 系统等 。根 据下 游 的应 用需 求 。 数 基 格 ＣＡ ／ ＡＥ Ｃ 操 作者 可 以选择 不 同实物测 量方 式 、 路径 规 划和 采样点 。 完成测 量数 据 的除噪 、 在 光滑 、 对齐 、 块和 分 分 层后 。 测量 数据 可 以以 Ｉ Ｓ格 式或 系统 要求 的格式 输入 Ｃ Ｄ 系统进 行模 型重建 ， 立 Ｃ Ｄ 模 型 ； ＧＥ Ａ 建 Ａ 也可选 择直 接 生成数 控代 码和 Ｓ Ｌ文 件。 这种 集 成 方式 能 提 高测 量 及模 型 重建 的效 率 。 Ｔ 适应 不 同
的应 用 需 求 。 能 充 分利 用 成 熟 的 Ｃ Ｄ Ｃ ／ ＡＭ 系统 的功 能 ， 短产 品 的开 发 周期 。 有 柔 性 并 Ａ ／ ＡＥ Ｃ 缩 具 及 灵活 的特点 。 已成 功应 用 于实践 。
关 键词 ： 向工程 逆
集 成 系统
数字化
模 型重 建
快 速原 型
Ａｎ Ｉｔ ｇ ａ ｅ ｏｎ —ｄ ｔ ｏ ｅ ｓｎ ｓｅ Ｉ ｖ ｒｅ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｎｅ ｒｔ ｄ Ｐ ｉｔ － ａａ Ｐｒ ｃ ｓ ｉｇ Ｓｙ ｔ ｍ ｎ Ｒｅ ｅ ｓ ｎ ｉｅ ｒ ｎ
逆向工程与3D打印技术--课件PPT任务2 逆向工程的系统组成
柯尼卡美能达公司（日本） 北京博维恒信科技发展有限公司
北京天远三维科技有限公司
网址 www.
如何学好逆向工程技术？
道：思路
高手。拥有丰富的产品设计知识和经验，能够以设计的眼光，从整体上把握产 品的设计流程、要点、方法等，以之规划和引导逆向工程的实施，就好象在头脑 中预先完成了全部设计过程，成竹在胸。
德：理念
精英。拥有成熟的职业道德、设计理念和工作准则，并以此影响他人并指导各 种技术活动。在其工作中，技术永远是在正确的理念引导下发挥作用。
任务2 逆向工程的系统组 成
逆向工程系统组成
逆向工程系统组成
逆向工程系统构成
测量系统 设计系统
硬件 普通量具 坐标测量设备 计算机
软件 测量设备配套软件
三维CAD软件
普通量具包括：游标卡尺、塞规、R规、直尺、卷尺、厚度尺、 角度尺等。选择适合的装备对逆向工程的实施能力、品质和效率 有重要的影响。构建逆向工程系统的关键是选择适合的三坐标测 量设备和三维CAD软件。
如何学好逆向工程技术？
我们将逆向工程师的成长分为四个阶段：
器：软件功能
学员。是入门阶段，刚刚学会一种三维CAD软件的使用，对软件功能比较依赖， 总是试图去寻找一些更“强大”的软件功能，有点唯“武器论”。常常听到有人 说在“学UG”，就说明是处在这个阶段。
术：方法和技巧
工程师。积累了一定的方法和技巧，软件只是实现这些方法是技巧的工具而已， 对软件功能的依赖逐步减少。在这类工程师眼里，软件功能已经“抽象化”，即 使换用不同的软件也能快速上手，工作不会受到影响。
逆向工程名词解释
逆向工程名词解释1. 什么是逆向工程？逆向工程（Reverse Engineering）是指通过对已有产品、系统或软件的分析和研究，以了解其设计和实现方式的过程。
它可以帮助人们理解已有产品的内部结构、算法、功能和特性，并可以根据这些信息进行修改、优化或重新设计。
2. 逆向工程的主要目的逆向工程主要有以下几个目的：2.1 理解和学习通过逆向工程，可以深入了解已有产品或系统的设计原理和实现细节。
这对于学习新技术、研究新领域或理解其他人的创作是非常有帮助的。
2.2 修改和优化逆向工程可以帮助我们修改已有产品或系统的功能、性能或界面，以满足自己或他人的需求。
通过分析源代码、反汇编代码或者使用调试器等工具，我们可以找到需要修改的地方，并进行相应的改动。
2.3 兼容性和互操作性在软件开发中，逆向工程可以用于实现兼容性和互操作性。
通过分析其他软件或文件格式的结构和协议，我们可以编写兼容或者互操作的代码，使得不同的软件能够相互通信和协作。
2.4 安全和漏洞分析逆向工程在安全领域也有重要的应用。
通过逆向工程，我们可以发现软件或系统中的漏洞和安全问题，并提供相应的解决方案。
逆向工程还可以帮助我们分析恶意软件或病毒的行为和特征，以便更好地进行防范和应对。
3. 逆向工程的方法与技术逆向工程使用了多种方法和技术来实现其目的。
下面是一些常用的逆向工程方法和技术：3.1 静态分析静态分析是指在不运行程序的情况下，通过对程序代码、二进制文件或者其他相关文件进行分析，来获取程序行为和功能的信息。
静态分析常用的工具包括反汇编器、反编译器、静态代码分析器等。
3.2 动态分析动态分析是指在运行程序时，通过监控、跟踪和记录程序执行过程中产生的数据和信息，来获取程序行为和功能的信息。
动态分析常用的工具包括调试器、动态代码插桩工具等。
3.3 反编译反编译是指将已编译的二进制文件转换回源代码的过程。
通过反编译，我们可以获取程序的高级语言表示，从而更好地理解和分析程序的行为和功能。
逆向工程的原理
逆向工程的原理逆向工程是指通过对已有的产品、系统或软件进行分析、解构和推导，以了解其内部原理和设计思路的过程。
它是一种非常有价值的技术手段，能够帮助人们深入了解和学习已有产品的设计和实现，从而为自己的创新和改进提供有力的参考。
逆向工程的原理主要包括以下几个方面：1. 反向分析：逆向工程的第一步是对目标进行反向分析，即通过观察和研究已有产品的外观、功能和行为，对其进行解构和逻辑推导。
这个过程需要借助工具和方法，如逆向工程软件、调试器等。
通过反向分析，可以获得产品的结构、功能、算法等重要信息。
2. 逆向设计：逆向工程的目的是理解已有产品的设计思路和实现方式，因此逆向设计是其中的核心环节。
在逆向设计过程中，需要对已有产品的各个组成部分进行深入研究，包括硬件电路、软件代码、数据结构等。
通过逆向设计，可以发现已有产品的设计亮点和创新之处，为自己的创新提供灵感和借鉴。
3. 反向编码：逆向工程的另一个重要环节是反向编码。
通过对已有产品的代码进行分析和解读，可以获得产品的工作原理和算法逻辑。
反向编码需要具备深入的编程知识和技能，对不同的编程语言和开发环境都需要有一定的了解。
通过反向编码，可以发现已有产品的优化空间和改进点，为自己的创新提供技术支持。
4. 信息重建：逆向工程的最终目标是通过对已有产品的分析和解构，重新构建出一个具有类似或更高功能的新产品。
信息重建需要综合考虑已有产品的各个方面，包括外观、功能、性能等，同时结合自己的创新和改进，进行全面的设计和实现。
信息重建是逆向工程的最终成果，也是逆向工程带来的最大价值。
逆向工程的原理可以应用于各个领域，如软件开发、产品设计、工业制造等。
在软件开发领域，逆向工程可以帮助开发人员理解和学习已有的软件产品，从而提高开发效率和质量。
在产品设计领域，逆向工程可以帮助设计师了解市场上已有产品的设计思路和优点，从而进行创新和改进。
在工业制造领域，逆向工程可以帮助制造商理解竞争对手的产品，优化自己的产品设计和生产工艺。
逆向工程技术
被集成到逆向软件中
三、数据处理
2．多视对齐
Polyworks的IMAlign模块
三、数据处理
2．多视对齐
粘贴特征点
三、数据处理
3．数据光顺
在汽车、摩托车覆盖件的应用中，对表面的光顺性往往有很高的 要求，通常要求达到A级(Class A)曲面品质。
逆向工程技术
一、逆向工程技术概述
1. 概念
正向工程（或顺向工程） 逆向工程(Reverse Engineering)(也称反求工程、反向工程等)：将实物 转化为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术 的总称。
一、逆向工程技术概述
2. 应用领域
对产品外形有特殊美学要求的领域，为了方便产品的美学评价，需 要由造型设计师用油泥等材料制作真实尺寸模型.
G0连续：位置连续，即曲面间没有缝隙，但可能有锐利边缘，不常用。
G1连续：切线连续，制作简单，成功率高，常用于小家电面的相交处。
G2连续：曲率连续，视觉效果光滑流畅，是A级曲面的最低标准。
G3连续：曲率的变化率连续 G4连续：曲率变化率的变化率连续
反光效果完美，通常用于汽车设计
数据光顺：对点云进行滤波。常用的滤波算法有高斯(Gaussian) 滤波、平均(Averaging)滤波和中值(Median)滤波，在Imageware软件 中即提供了这三种滤波方式
二、数据获取
2. 测量设备
三坐标测量机(CMM)
悬臂式
桥式
便携式
龙门式
二、数据获取
2. 测量设备
非接触式扫描仪 德国：GOM公司的ATOS，Steinbichler公司的COMET 瑞士：FARO公司的激光扫描仪 韩国：SOLUTIONIX公司的REXCAN系列扫描仪 美国：Cyberware公司的人体三维彩色扫描仪，CGI公司的
第1章逆向工程技术概述
1-4 逆向工程的工作流程
RE包括了测量数据扫描、数据处理、 CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系 统的过程，是从实物到数字模型，再到产品 （实物）的演化过程。
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下一节
1-5 逆向工程的系统组成 系统
几何外形数字化
• 产 品 制 造 设 备
CAD模型重构
CAD/CAE/CAM
PDM
•CNC
•CAE
数 据 处 理
测 量 机 与 测 量 探 头
涉及到的主要技术：数据采集技术、数据处理 技术、模型重构技术
正向设计
产品功能描述 产品概念设计 CAD模型
逆向设计
产品/实物/模型 数据采集 反求CAD建模
抽象→CAD (艰难)
实物→CAD (容易)
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1-2 初识逆向工程技术
⑴ 手绘图
（2）效果图
（3）制作油泥模型
（4）设计师对模型修改
（5）采集点云数据
汽车点云数据
（6）曲面构建
汽车外形反求建模
( )
产 品 开 发 与 模 具 生 产 、 工 业 设 计
通 用 电 器 和 家 电 行 业
医 疗 器 材 、 工 艺 品 、 卡 通 动 画
考古物品复原
特 种 服 装 宇 航 服源自( )人 工 力 学 、 人 体 曲 线 产 品 设 计
应用意义——
逆向工程不是简单地将原有物体还原，它是 在还原的基础上进行二次创新，已广泛应用于 工业领域并取得了重大的经济和社会效益。 逆向工程技术为产品的改进设计提供了方便、 快捷的工具，缩短了产品开发周期，使企业适 应小批量、多品种的生产要求，从而在激烈的 市场竞争中处于有利的地位。 逆向工程技术的应用对我国企业缩短与发达 国家的差距具有特别重要的意义。
逆向工程技术及应用
用传统的雕刻方法，时间长而效果不佳， 这时候你就需要一个一体化的解决方案：从 样品→数据→产品，
为适应现代先进制造技术的发展，需将 实物样件或手工模型转化为CAD数据，以便 利用快速成形系统、计算机辅助系统等对其 进行处理。并进行修改和优化设计。 逆向工程（Reverse Engineering，RE）系统 就专门为制造业提供了一个全新、高效的三 维制造路线。实现从实际物体到几何建模的 直接转换。
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，需要经过逆向工程技 术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到 CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可 以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字 化技术和几何模型重建技术”的总称。
逆向工程技术及 应用
本章提要
1 逆向工程的基本概念 2 逆求技术的分类 3 产品几何形状的数字化技术 4 测量数据的预处理技术 5 模型重建 6 逆向工程的未来趋势及展望
1.1 逆向工程的概念
在瞬息万变的产品市场中，能否快速地 生产出合乎市场要求的产品成为企业成败的 关键。 而往往我们都会遇到这样的难题，就是 客户给你的只有一个实物样品或手板模型， 没有图纸或CAD数据档案，如木鞋模、高尔 夫球头、玩具、电气外壳结构等，请制作单 位复制（Copy）出来。
(2)当设计需经实验才能定型的工件模型时， 通常采用逆向工程的方法。例如航天航空、 汽车等领域，为了满足产品对空气动力学等 的要求，需进行风洞等实验建立符合要求的 产品模型。此类产品通常是由复杂的自由曲 面拼接而成的．最终借助逆向工程，转换为 产品的三维CAD模型及其模具。
逆向工程名词解释
逆向工程名词解释引言逆向工程是一种从已有的产品、程序或系统中提取出设计和技术信息的过程。
这种技术在工业界和学术界广泛应用，它允许人们了解和分析现存的技术解决方案，从而改进或重建这些解决方案，或者开发出类似的产品、程序或系统。
逆向工程通常包括了解产品或程序的内部构造、逻辑和功能，查找存在的问题和漏洞，并提出改进和优化的建议。
在本文中，我们将详细探讨逆向工程的定义、常见的应用领域和技术方法。
一、逆向工程的定义逆向工程（Reverse Engineering）指的是通过反向分析和研究已有的产品、程序或系统，以了解其内部机制、构造和工作原理的一种技术和方法。
逆向工程可以从软件、硬件和固件等多个方面进行，它可以帮助人们深入了解产品或程序的设计思路和实现方法。
逆向工程的过程涵盖了多个层次和环节，包括收集信息、分析数据、解析代码、重建模型和测试验证等。
二、逆向工程的应用领域逆向工程在许多领域都有广泛的应用，下面列举了一些主要领域：1. 软件逆向工程软件逆向工程是逆向工程中最常见和重要的领域之一。
在软件逆向工程中，人们通过分析和研究已有的软件来了解其内部机制和功能。
这对于分析众多软件中存在的漏洞和安全问题至关重要。
软件逆向工程可以帮助人们破解软件的保护措施、还原数据结构和算法、发现隐藏功能和优化性能等。
此外，软件逆向工程还可用于修复软件缺陷、提取软件资源、进行软件兼容性测试等。
2. 电子产品逆向工程逆向工程在电子产品领域同样非常重要。
人们可以通过逆向工程来了解电子产品的设计和制造过程，掌握其内部原理和组成结构。
这对于改进和优化现有产品、开发竞争产品和解决产品问题非常有帮助。
逆向工程在电子产品逆向设计、故障诊断、电路分析、芯片解密和电路重构等方面都有应用。
3. 数据库逆向工程数据库逆向工程是分析和研究数据库结构和内容的一种方法。
通过逆向工程技术，可以了解数据库的表结构、关系、索引和数据流动等信息。
数据库逆向工程可以帮助人们理解和优化数据库设计、识别和修复数据问题、挖掘隐藏的数据关系和趋势等。
CATIA-逆向详解
目录第一章逆向工程系统1.1 逆向工程定义1.2 逆向工程应用1.3 逆向工程系统1.3.1 逆向工程系统框架组成1.3.2 产品实物集合外形的数字化子系统1.3.3 三维CAD模型的重建子系统1.3.4 产品或模具的制造1.4 本书结构安排第二章CATIA逆向工程建模基础2.1 概述2.2 CATIA曲线曲面基础2.2.1 曲线2.2.2 曲面2.3 CATIA曲面的逆向重构2.3.1 由曲线构造曲面的方法2.3.2 由曲面派生曲面的方法2.4 CATIA曲线，曲面的光顺评价和处理2.4.1 参数曲线的几何连续性定义2.4.2 参数曲面的几何连续性定义2.4.3 工程实际中曲线，曲面光顺性评价和分析2.5 CATIA逆向工程建模基本流程2.5.1 CATIA逆向工程流程－几何形状造型点云2.5.2 CATIA逆向工程流程－自由曲面造型点云2.5.3 CATIA逆向工程的特点2.6 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介2.6.1 DSE数字编辑器模块2.6.2 QSR快速曲面重构模块2.6.3 GSD通用曲面造型模块第三章数字曲面编辑器3.1 进入数字曲面编辑器3.2 数字曲面编辑器功能简介3.3 点云数据的导入导出3.3.1 点云数据的导入3.3.2 点云数据的导出3.4 编辑点云3.4.1 激活点云3.4.2 移除点云3.4.3 过滤点云3.4.4 特征线保护3.5 点云的合并3.5.1 点云的合并3.5.2 网格面合并3.5.3 点云与网格面的分割3.5.4 网格面的分割与修剪3.6 点云的对其与定位3.6.1 使用罗盘对齐3.6.2 使用约束对齐3.6.3 使用对准球对齐3.6.4 使用点云对齐3.6.5 平移校正3.7 铺面，补洞3.7.1 铺面3.7.2 偏移3.7.3 重组边线3.7.4 平滑网格3.7.5 清理网格3.7.6 补洞3.7.7 删减网格3.8 创建交线3.8.1 曲线投影3.8.2 截面线3.8.3 点云交线3.8.4 创建自由边线3.9 创建曲线3.9.1 3D曲线3.9.2 交线曲线3.10 点云分析3.10.1 点云信息3.10.2 距离分析第四章快速曲面重构模块4.1 进入快速曲面重构模块4.2 快速曲面模块功能简介4.3 点云编辑4.4 创建交线4.5 创建曲线4.6 创建轮廓4.6.1 创建规则轮廓4.6.2 网格曲线4.7 点云与曲线操作4.7.1 曲线曲面的拼合4.7.2 曲面的延伸4.7.3 曲线曲面的切割与修剪4.7.4 曲线切片4.7.5 调整节点4.7.6 干净轮廓切割4.7.7 边界倒角4.8 划分点云4.8.1 根据曲率划分4.8.2 根据斜率方向划分4.9 创建曲面4.9.1 基本曲面辨识4.9.2 拟合自由曲面4.9.3 放样曲面4.9.4 网格曲面第五章创成式曲面造型模块5.1 模块的进入及功能简介5.2 草图5.2.1 进入草图工作台5.2.2 草图命令简介5.3 曲线架构5.3.1 点5.3.2 多重点5.3.3 极值5.3.4 直线5.3.5 平面5.3.6 投影5.3.7 组合5.3.8 反射线5.3.9 相交5.3.10 平行线5.3.11 3D曲线偏移5.3.12 圆，圆弧5.3.13 corner倒圆5.3.14 connect curve连接曲线5.3.15 conic圆锥曲线5.3.16 spline样条曲线5.3.17 helix螺旋曲线5.3.18 spine脊柱线5.4 曲面架构5.4.1 拉伸曲面5.4.2 旋转曲面5.4.3 球5.4.4 圆柱面5.4.5 偏移曲面5.4.6 扫描曲面5.4.7 填充曲面5.4.8 放样曲面5.4.9 混合曲面5.5 曲线，曲面处理5.5.1 连接5.5.2 修复功能5.5.3 恢复曲面5.5.4 分解5.5.5 分割5.5.6 修剪5.5.7 边界线5.5.8 提取几何形状5.5.9 平移5.5.10 选装5.5.11 对称5.5.12 缩放5.5.13 仿射5.5.14 坐标系变化5.5.15 外推曲线5.5.16 外推曲面5.5.17 改变取向5.6 约束5.6.1 一般约束5.6.2 以对话框方式定义约束条件5.7 分析5.7.1 连接性检查5.7.2 曲线连接性检查5.7.3 锥度分析5.7.4 分布线曲率分析5.8 基于曲面的实体特征生程5.8.1 拉伸体5.8.2 旋转体5.8.3 增厚成体5.8.4 封闭曲面成体第六章CATIA使用技巧及设计范例6.1 点云预处理范例6.1.1 点云预处理6.1.2 小结6.2 瓶子范例6.2.1 创建交线6.2.2 创建曲线6.2.3 创建曲面6.2.4 小结6.3 马鞍曲面范例6.3.1 点云预处理6.3.2 创建曲线6.3.3 创建曲面6.3.4 小结6.4 车座范例6.4.1 创建曲线6.4.2 铺置曲面6.4.3 生程实体6.4.4 小结6.5 盒子逆向范例6.5.1 三角网格化点云6.5.2 铺面6.5.3 倒圆角操作6.5.4 小结6.6 汽车内饰件范例6.6.1 三角网格化点云6.6.2 曲面划分6.6.3 顶部曲面6.6.4 前部曲面6.6.5 底部及环形曲面6.6.6 修剪6.6.7 侧部曲面6.6.8 沟槽曲面6.6.9 爪扣6.6.10 凹台6.6.11 小结第一章逆向工程系统CAD：computer aided designRP：rapid prototyping快速成型系统CAM：computer aided manufacturePDM：procduct data management1.1 逆向工程定义反求工程，反向工程1.2 逆向工程应用A对产品外形的美学有特别要求的领域B需要通过实验测试才能定型的工件模型C没有设计图纸或者设计图纸不完整D需要反复修改原始设计模具E很难用基本几何形状来表现与定义F新产品开发，创新设计G破损文物，艺术品修复，损坏零件的供应H服装，头盔的制造要与使用这身体为原始设计依据I RPM1.3 逆向工程系统1.3.1 逆向工程系统框架组成1.3.2 产品实物集合外形的数字化子系统STL格式：StereoLithography interface specification快速成型机常用格式，有ASCII码和二进制两种形式，共定点规则，每一个小三角形与相邻的小三角形共用两个定点；取向规则，用小三角形平面中的定点排序来确定内表面或外表面，反时针的定点排序是外表面，右手法则取值规则，每个小三角形平面的定点坐标值必须是正数大量的数据冗余，存在空洞，裂缝，边重叠，面重叠，悬边，悬面，法向量不正确等Ibl格式：Pro/E专门用于逆向的格式，简单的ASCII格式1.3.3 三维CAD模型的重建子系统组织标准MS 美国国家标准协会IGES初始图形交换标准CAM－I 美国计算机辅助制造国际计划VBF实验性边界表示文件V AD 德国汽车制造协会VDA－FS V AD曲面数据交换格式AEROS 法国国家宇航局SET数据传输和交换标准U.S.AIR 美国空军PDDI产品广义数据交换接口ESPEIT 欧洲信息技术与发展战略计划CSD×I CAD接口DIN 德国标准协会V66304V AD程序接口V4001特征边界接口ISO 国际标准化组织STEP产品数据交换标准几何实体，点，直线，圆弧，样条曲线，曲面等描述实体：尺寸标注，绘图说明等结构实体：结合项，图组，特性等以ASCII码记录长度为80个字符的顺序文件元素边界模糊，数据交换不稳定STEP格式：Standard for the Exchange of product model data不足：所有数据都是静态的，没有过程信息，产品的语意表达不足没有产品的参数化模型对特征之间以及特征与产品模型间的关系没有做具体约定特征的轮廓和形状，大部分是规则形状DXF格式Parasolid格式：包括点，边界，片，环，面，壳体，区域，体1.3.4 产品或模具的制造1.4 本书结构安排第二章CATIA逆向工程建模基础2.1 概述曲面型面数据散乱，曲面对象边界和形状及其复杂不是简单地由一张曲面构成，由多张曲面延伸，过渡，裁减构成，因而要分块多视拼合问题2.2 CATIA曲线曲面基础2.2.1 曲线方向：放样曲面对曲线的方向非常重要，方向箭头在沿曲线长度的3/4出显示出来节点：连线上两个跨度相连接的位置段：附属在曲线节点处的圆弧部分起始点和终点：开放时是两个点，封闭时是一个点控制点：小区域内影响及约束曲线形状的数学上的点，太多会产生褶皱，太少无法显示形状阶次：确定曲线的外形，曲线一般是4价，CATIA最多可用22价，直线是2价，圆弧或圆是3价参数间的相互关系：控制点数＝内部节点数＋自由度＋1阶次＝自由度＋1内部节点数＝段数－1控制点数＝内部节点数＋阶次＝段数－1＋阶次控制点的分布：均匀分布，用于平滑曲线非均匀分布，高曲率地方多用控制点2.2.2 曲面法线：曲面有一个法线方向，正方向为曲面颜色，负方向为灰色节点和跨度：曲面由曲线创建时，曲面有与曲线一样的节点和跨度控制点：与曲线类似阶次：平面是2阶曲面，球体是3阶曲面，其他曲面大多是4阶U和V的方向：每个NURBS曲面都有四条边，在两条边之间相互垂直的地方被分为U、V 方向，UV方向都有阶次，CA TIA最多可用16×16阶次，一般平面2×2阶次，曲面最好不要超多6×6阶次，多了不容易控制2.3 CATIA曲面的逆向重构重构过程：曲面分割－选择合适的造型方法生成曲面－曲面质量评价（精度、光顺性）－曲面裁减、生成外表面－外表面光顺性评价曲面造型的两种方法：曲线构造曲面、曲面派生曲面2.3.1 由曲线构造曲面的方法旋转曲面、线性拉伸面、直纹面、扫描面网格曲面：单向网格：由一组平行或者近似平行的曲线构成双向网格：由一组横向曲线和一组与它相交的纵向曲线构成边界曲面：四条边构成的封闭曲面填充曲面：N条边包围形成曲面2.3.2 由曲面派生曲面的方法等半径倒圆曲面、变半径倒圆曲面、等厚度偏移曲面、变厚度偏移曲面、桥接曲面、延伸曲面、修剪曲面、拓扑连接曲面2.4.1 参数曲线的几何连续性定义两种度量：函数曲线的可微性，具有n阶连续导矢，其光顺性称为Cn参数连续性几何连续性，用Gn表示两曲线段相连，只要在连接点有相同的切线方向就认为是光滑的C0和G0相同，有公共连接点，位置连续G1：在公共连接处具有公共的单位切矢（弧长的一阶导矢）G2：在公共连接处具有公共的曲率矢（弧长的二阶导矢）2.4.2 参数曲面的几何连续性定义G0和C0：曲面具有公共连接线G1：切平面连续性，当且仅当两曲面沿它们的公共连接线，处处具有公共切平面或公共曲面法线时G2：曲率连续，沿公共连接线，处处在所有方向都具有公共的法曲率2.4.3 工程实际中曲线，曲面光顺性评价和分析2.4.3.1 曲线的光顺性评价曲率梳G0-位置连续：端点重合，连接处的切线方向和曲率均不一致G1-切线连续：在连接处切线方向一致（倒角工具过渡面均属于这种，因为圆周与表面的切点间的一部分作为倒角的轮廓线，圆的曲率是固定的，故产生G1）G2-曲率连续：即曲率相同，在相交处梳子的齿长和方向都一致，但梳子线可以不连续2.4.3.2 曲面的光顺性评价高斯曲率、截面曲率、切矢、双向曲率、法向矢量反射线法：显示一线性光源由某一特定方向反射在曲面上的反射曲线，与视点有关高光线法：简化的反射线法，取消了视点等照度法：由曲面上具有相同光照度的点的集合所形成的曲线，检查曲面的连续性焦点曲面法：检查曲面的连续性和凹凸性等G0：连接处毫不相干G1：连接处是相连的，一个面到另一个面会发生很大的形变，相接的地方产生尖锐的拐角G2：连接处有一个过渡，不会产生尖锐的拐角产生曲面不光顺的主要原因：组成曲面的曲线不光顺组成曲面的曲线不合理曲面造型方法不合适2.5 CATIA逆向工程建模基本流程产品设计的要求：数学模型的精度误差满足用户可交付的要求曲面内在的质量要求：连续性，光顺性曲面连续过渡的要求：尖角过渡曲面的流程路径要求曲面或局部协调性和对局部特征分界的合理性工程制造标准的要求模具拔模的工程制造符合性要求设计、质量和验证审核的可行性一般过程：点云－特征线－面－实体2.5.1 CATIA逆向工程流程－几何形状造型点云点云格式：ASII，STL，IGS，IGES等输入点云（DES模块导入）－点云数据的预处理，生成或构制3D曲线线框（DSE）－由3D 线框生成3D曲面（GSD和FS）－形成实体（part design）2.5.2 CATIA逆向工程流程－自由曲面造型点云导入点云－3D轮廓线框－QSR成曲面－part design成实体2.5.3 CATIA逆向工程的特点点和点云数据处理的高效率可以构建class A曲面（FS和automotive class A）可以根据需要快速构建calss B曲面（QSR）GSD曲面功能强大，并可进行可行性分析多样化检测工具（曲率分析，连续分析，距离分析）三角网格曲面直接进行3轴加工（SMG）以DMU SPA对数位模型进行空间干涉检测2.6 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介DSE（Digitized shape editor数字编辑器）SQR（Quick surface reconstruction快速曲面重构）GSD（Geverative shape design通用曲面造型）FS（Freestyle自由曲面造型）2.6.1 DSE数字编辑器模块导入点或者点云数据预处理点云数据：过滤，删减，空洞修补，对齐，合并点云三角面片网格化点云剖面生成扫描线（Scan line）由扫描线生成特征线或线框误差检测点资料的整理，为曲面重构做准备三角网格曲面划分后可直接进行3轴加工或快速成型点云与重构的曲面做误差检测和控制三角网格曲面划分后可直接进行DMU空间分析检测2.6.2 QSR快速曲面重构模块重构可编辑的高精度曲面划分三角网格面片提取适用的曲面区域以特征边界与局部点云重构自由曲面区域辨别及重构基本几何曲面：平面，球面，圆柱面等品质检测及误差分析2.6.3 GSD通用曲面造型模块根据做好的特征线或线框，结合产品结构，构造曲面对部分细节优化裁减，合并并生成高品质曲面误差检测第三章数字曲面编辑器3.1 进入数字曲面编辑器3.2 数字曲面编辑器功能简介导入点云，清理点云，三角网格化点云，作点云剖面提取曲线，提取特征线，点云质量分析3.3 点云数据的导入导出支持的格式：CGO，ASCI，Atos，Iges，Stl3.3.1 点云数据的导入对话框Format：选择格式Selected file：选择点云文件Statistics：显示点云信息Sampling（％）：设置取样比例，即加载的点数占原来点总数的比例Scale factor：交线尺寸的比例：导入点数据的单位Grouped：一次选择多个点云，选中时，表示自动合并称为单一点云3.3.2 点云数据的导出3.4 编辑点云激活，过滤，移除等操作3.4.1 激活点云直接选择点云或者圈选点云来选择点云的部分区域作为工作区域对话框选择要编辑的点云－选择Mode－选择Level－选择Trap Type－选择Selected Part Active All：激活该点云的所有点Swap：反向选择Mode中：Pick时，Level全部激活，Trap Type和Selected Type不可用Trap时，Level不可用，Trap Type和Selected Type激活Brush时，Trap Type中（选择的方式）：Selected part中：Inside Trap：框选内Valid Trap：可取消该次选择，重新选择该点云激活非激活的点云可以再用激活来恢复3.4.2 移除点云对话框跟激活点云一样移除后点云不能恢复3.4.3 过滤点云数据太庞大，无需如此多的点曲率大的地方多用点对话框Reset：重新过滤Homogeneous：数值为圆球半径，球内的点被过滤，球上的点保留Adaptative：根据点与点之间的玄偏量差量，把某偏差量以内的点都过滤掉，数值越大代表容许的偏差越大，过滤的点越多。
CADCAM 第七章 逆向工程技术
(descriptive mode)、系统仿造(system as--is)以及非 所属权系统(non-legacy system)等特性。
逆向工程的两项关键技术:
零件的数字化:通过特定的测量设备和测量方 法获取零件表面离散点的几何坐标数据 计算机辅助反向建模(CARM，Computer Aided Reverse Modeling)是通过对测量数据的处 理．提取建模所需的有效数据，对零件进行曲 面和实体造型，以得到原型的CAD模型。
（2）后置设置
选择【应用】－【后置处理】－【后置设置】命令，弹出 后置设置对话框。 增加机床设置。选择当前机床类型，如图所示。
（3）设定加工范围 2 等高粗加工刀具轨迹 【应用】－【轨迹生成】－【等高粗加工】
(1)粗加工参数 毛坯类别 拾取两点：指两角点形成的长方体作为毛坯。两角点为 长方体的对角点，而不是矩形的对角点。 拾取轮廓：轮廓曲线与顶层高度和底层高度围成毛坯
逆向工程与传统设计制造过程的关系：
逆向工程中．按照现有的零件原型进行设计生产，零件
具有的几何特征与技术要求都包含在原型中，而传统的
设计是根据零件最终所承担的功能以及各方面的影响因
素进行从无到有的设计。因此，从概念设计出发到最终 形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程，而通 过对现有零件原型数字化后再形成CAD模型的逆向工程 是一个推理、逼近的过程，具有功能导向描述模式
走刀类型 层优先：在粗加工里，对于有凸、凹槽的零件，如选用层 优先则产生的加工轨迹是将这一层所有的内外型均加工完后 再加工下一层。 深度优先：在粗加工里．对于有凸、凹槽的零件，如选用 深度优先，在加工到凹型部分时，先将这一部分的深度加工 完再加工其他部分。
基于CMM及Pro／E的集成逆向工程系统技术应用研究
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逆向工程核心原理
逆向工程核心原理
逆向工程是一种通过分析和破解已有的产品或系统，以了解其设计和工作原理的过程。
它可以帮助人们理解和学习现有产品的设计和技术，也可以帮助改进和优化现有产品。
逆向工程的核心原理包括反向分析、逆向设计和逆向仿真。
首先，反向分析是逆向工程的重要步骤之一。
通过反向分析，工程师可以了解产品的结构、功能和性能特点。
这需要对产品进行解剖和分解，从而获得产品的内部结构和工作原理。
通过反向分析，工程师可以深入了解产品的设计思想和技术特点，为后续的逆向设计和仿真提供重要的参考依据。
其次，逆向设计是逆向工程的关键环节之一。
逆向设计是指基于反向分析的结果，重新设计和优化产品的结构和性能。
通过逆向设计，工程师可以改进和优化产品的设计，提高产品的性能和质量。
逆向设计需要工程师具备扎实的工程知识和技术能力，能够准确把握产品的设计要求和技术特点，进行合理的设计和优化。
最后，逆向仿真是逆向工程的重要手段之一。
逆向仿真是指通过计算机仿真技术，对产品的结构和性能进行模拟和分析。
通过逆向仿真，工程师可以验证和评估产品的设计和性能，发现和解决产品存在的问题和缺陷。
逆向仿真需要工程师具备良好的计算机技术和仿真分析能力，能够准确模拟和分析产品的结构和性能，为产品的改进和优化提供重要的技术支持。
综上所述，逆向工程的核心原理包括反向分析、逆向设计和逆向仿真。
通过这些核心原理，工程师可以深入了解产品的设计和技术特点，改进和优化产品的结构和性能，提高产品的竞争力和市场价值。
逆向工程在产品设计和技术开发中具有重要的应用价值，对推动产品创新和技术进步具有重要的意义。
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（1）测量机与测量探头
测量机
（2）数据处理 （3）模型重建软件
1）用于正向设计的CAD/CAE/CAM软件 ； （如：Solidworks 、I-deas ) 2）集成有逆向功能模块CAD/CAE/CAM软 件 ；( 如： Pro/Engineer ) 3）专用的逆向工程软件。（如: Imageware、Paraform）
1）零件原型的三维数字化测量。
2）提取零件原型的几何特征。
CAD模型重建
（1）零件原型三维重构。
（2）CAD模型的分析及改进。 （3）CAD模型的检验与修正。
零件原型及CAD模型
产品或模具制造
根据重建的CAD模型可加工产品或模具制造。
以快速原型技术为基础快速制作的高尔夫球头模具
逆向工程系统的设备与软件
逆向工程系统
一. 逆向工程系统的组成； 二. 逆向工程系统的设备与软件。
逆向工程系统组成
逆向工程需要使用精密的测量系统来测量样
件轮廓三维尺寸，再对取得的各点数据作曲 面重建、分析及加工成型。
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模型重建和产品或 模具制造。
产品实物几何外辅助运动分析，包括机构运动分析、结构仿真、流场 及温度场分析等。常用分析软件又Ansys、Nastran、I-deas、 Moldflow、ADMAS等。
（5）CNC加工设备
（6）快速成型机 (7)产品制造设备
各种注塑成型机、冲压设备、钣金成型机等。
快速成型方法制作的模型