逆向工程中的数据采集技术.
高职《数据采集技术》课程标准
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高职《数据采集技术》课程标准一、课程概述1、课程性质《数据采集技术》属专业能力模块,为专业核心课程。
2、课程与系列产品或项目设计与开发流程的关联专业能力模块依据逆向工程项目实施流程中的数据采集、数据处理、结构设计、先进制造及产品质量管理与检验等为主线来构架专业核心课程。
数据采集是逆向工程的首要阶段,测量数据的好坏直接决定着后续数字化模型能否在误差控制范围内还原为已有的实物样件,而数据采集中的关键技能就是根据不同形状的三维实体模型,利用不同的数据采集方法和技巧完成3D数据采集,获取有效的模型点云数据。
数据采集后再利用相关软件完成测量数据预处理、三维实体模型重建等后续流程。
3、课程目标通过本课程的学习,学生应掌握数据采集设备的原理和握作,掌握数据采集的方法和技巧及测量精度的检查、验证方法和保证技术,实现产品的数据采集。
4、与前后续课程的关系对计算机辅助设计与制造专业,学习《数据采集技术》的前期课程主要有《机械制图及计算机绘图》、《产品质量管理与检验》、《机械设计基础》,这是学好《数据采集技术》进行产品造型设计与制造的基础。
后续课程主要有《数据处理技术》、《产品造型设计》、《先进制造技术》等,测量后获取的数据为数据处理、结构设计提供依据,为后续的结构设计与先进制造等应用性课程打好基础。
二、课程内容设计1、课程案例描述及选取的理由2、课程案例结构与课时分配5、玩具汽车数据测量。
技术,准确、快速获取名种产品的 三维几何数据。
案例覆盖了本课程6、检查和验证玩具汽 车测量数据精度。
7、玩具汽车的测量数 据保存与输出。
注:鼓励大案例一案到底,也可以是小案例群组成。
教学大纲所要求的知识点和技能, 是典型的数据测量综合案例。
注:(1)案例模块——意指对案例的分解。
(2)实践任务——意指对实现模块的工作任务的分解;(3)理论基础——意指完成实践任务所需要的知识(要求:1、所列出的理论基础内容与所推荐的教材或参考书相对应;2、★:指教师须讲精讲透的内容;▲:鼓励学生自主学习的内容)。
简述逆向工程的工作流程
![简述逆向工程的工作流程](https://img.taocdn.com/s3/m/d8b5ea630a4c2e3f5727a5e9856a561252d321ae.png)
简述逆向工程的工作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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逆向工程技术课程教学大纲
![逆向工程技术课程教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/5f39f86aa36925c52cc58bd63186bceb19e8edcc.png)
《逆向工程技术》课程教学大纲二、课程简介逆向工程技术是机械工程专业的基础选修课。
本课程主要学习逆向工程中的数据采集技术、数据处理与CAD建模技术和快速成型制造技术三大部分。
三、课程目标结合专业培养目标,提出本课程要达到的目标。
这些目标包括:1、知识与技能目标:通过本课程的学习,使学生掌握逆向工程中的数据采集、数据处理与CAD建模技术;理解快速成型制造技术的基本概念和基本原理;了解常用的数据采集设备和快速成型设备;具有较熟练的产品的复制、仿制、改进和创新设计的综合应用能力。
2、过程与方法目标:在传授数据处理的基本概念和基本原理等内容的过程中,使学生的思维和分析方法得到一定的训练,在此基础上进行归纳和总结,逐步形成科学的学习观和方法论。
3、情感、态度与价值观发展目标:通过本课程的学习,培养作为一个机械工程技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神,严谨治学的科学态度和积极向上的价值观,为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。
四、与前后课程的联系本课程是机械工程专业的基础选修课。
其内容是以机械原理、机械设计、数控技术、CAD建模等基础课程的为基础,培养学生对产品的复制、仿制、改进和创新设计的综合应用能力,对学好后续课程的打下基础。
五、教材选用与参考书1、选用教材:《逆向工程技术》,成思源编,电子工业出版社,2010,第1版。
2、推荐参考书:《快速成形技术及其应用》,范春华编,电子工业出版社,2009,第1版。
六、课程进度表表1 理论教学进程表注:实验类型:演示/验证性、综合性、设计性。
设计性实验:指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
综合性实验:指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。
实验要求:必做、选做。
七、教学方法教学方式分课堂教学、课程实验和课外项目三部分。
其中,课堂教学主要采用启发式教学方法进行;课程实验和课外项目分组进行,学生既有分工又有合作,以培养学生的实践能力、团队精神。
逆向工程在仪器设计与改进中的应用考核试卷
![逆向工程在仪器设计与改进中的应用考核试卷](https://img.taocdn.com/s3/m/c5851447a66e58fafab069dc5022aaea998f4187.png)
3. A
4. C
5. C
6. C
7. A
8. D
9. C
10. B
11. A
12. B
13. C
14. D
15. C
16. D
17. D
18. D
19. B
20. B
二、多选题
1. ABC
2. AB
3. ABCD
4. ABCD
5. ABCD
6. ABCD
7. ABCD
8. ABCD
9. CD
B. Meshmixer
C. Rhino
D. 3ds Max
12.在逆向工程的产品改进过程中,以下哪些方法可以降低改进风险?()
A.进行多次设计迭代
B.采用虚拟仿真测试
C.进行小批量试制
D.直接大批量生产
13.逆向工程在哪些领域得到了广泛应用?()
A.汽车制造
B.飞机制造
C.医疗器械
D.电子消费品
14.以下哪些因素可能会影响逆向工程中设计改进的成功率?()
9.逆向工程在仪器改进中,哪些环节可能涉及到创新设计?()
A.数据采集
B.数据处理
C.设计分析
D.设计改进
10.以下哪些情况下逆向工程不适用?()
A.产品结构非常简单
B.产品设计完全符合需求
C.产品存在专利保护
D.产品市场前景不明
11.逆向工程中,哪些软件工具可用于数据修复和优化?()
A. ZBrush
B.测量人员的技能
C.测量环境的稳定性
D.产品材料的光泽度
7.逆向工程在设计改进时,哪些方面需要重点考虑?()
A.产品功能的优化
逆向工程技术(2021整理)
![逆向工程技术(2021整理)](https://img.taocdn.com/s3/m/ebd06c5ab207e87101f69e3143323968001cf440.png)
逆向工程技术的应用仿制、仿造差不多成为了我国一局限企业的固定生产方式,针对市场热门产品的仿造品屡见不鲜,逆向工程的广泛应用在其中起到了不可小瞧的作用。
因此,经常有人将逆向工程和非法仿制联系在一起,甚至提出了知识产权保卫等法律层面的咨询题。
实际上,逆向工程代表了一种特不高效的产品设计思路和方法。
本文从逆向工程设计的概念动身,阐述了现代制造业中逆向工程的概念以及逆向工程在模具制造等行业中的作用。
本文关于我们正确熟悉逆向工程技术有一定的意义。
一、引言在国外,逆向工程差不多作为一种先进的设计方法被引进到新产品的设计开发工作中。
我国也有许多企业应用逆向工程技术,对竞争对手的产品进行先进,以避开艰难的原型设计时期,这是一种产品的再设计过程。
所谓产品再设计,确实是基本通过瞧瞧和测试某一种产品,对其进行初始化,然后拆开产品,逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。
这些工作的目的确实是基本要充分理解产品的制造过程,并以此为本源在子系统和零件层面上,优化设计出一种更好的产品。
美国的许多工程学院开设了逆向工程课程,教授学生用再设计代替原型设计,作为解决设计咨询题的一种方法。
近年来,在汽车、电子产品等领域人们越来越多地采纳逆向工程技术,来局限替代使用多年的原型设计方法。
二、逆向工程的概念逆向工程〔ReverseEngineering,RE〕是对产品设计过程的一种描述。
在工程技术人员的一般概念中,产品设计过程是一个从无到有的过程:设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等,然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型,最终将那个模型转进制造流程,完成产品的整个设计制造周期。
如此的产品设计过程我们能够称之为“正向设计〞。
逆向工程因此是一个“从有到无〞的过程。
简单地讲,逆向工程确实是基本依据差不多存在的产品模型,反向推出产品的设计数据〔包括设计图纸或数字模型〕的过程。
随着计算机技术在制造领域的广泛应用,特殊是数字化测量技术的迅猛开发,基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的要紧对象。
逆向工程中数据测量技术及测量误差研究
![逆向工程中数据测量技术及测量误差研究](https://img.taocdn.com/s3/m/872c85cd8bd63186bcebbcf7.png)
逆向工程中数据测量技术及测量误差研究
张孝林 ,户艳 ,杨 晓龙
( 西安航 空技 术 高等专科 学校 ,陕西西安 7 0 7 ) 10 7
摘要 :在研究三坐标测量原理的基础上 ,通过大量的实验 ,从数据测量 的完整性 、精确性方 面对数据采集 问题 进行 了 研究 。通过正交实验 ,分析 L H 0 S 8 0参数设置对测量精度 的影响 ;分析待 测件表 面特征 ,如表 面颜 色 、倾 斜度 、光 泽等对 测量结果 的影响 ,得到不同表面特征对测量数据的影响规律。结果表 明 :选 择合适 的测量参 数 、进行合理 的测量方 案规划 是得到完整点云数据 的保证 。
表 3 极差分析表
03 045 . 5 : .1 0 .1 5 03 l 6 6 8
I 匝 2
2 12 设计实验正交表并进行测 量 ..
0 47圆 .7 3
03 . 3 58
0 3 57 . 7 0 3 3 0 . 1
I .2 4 3 0 72圃
分别代表 扫描 步 距 、物 体 颜 色 、扫 描 方 式 、环 境 光 照 。为消除人为 随机误差 ,保证实 验数 据的可靠性和
准确性 ,这里每一个实验做 3次重复实验 ,取其平 均 值。共 1 个 实验 ,测量结 果如表 2 6 所示 。
・
9 ・ 2
机床与液压
第3 9卷
球 的扫描误差最小。为了进一步验证结果 ,使用上述 实验 条 件 进 行 3次 验 证 实 验 ,测 量 误 差 分 别 为 : 0 1 1 、0 12 、0 123 .8 1 .8 . 8 ,平均值是 0 1 1 。与表 0 .8 8 2对照 ,可知在此扫描条件下测量误 差最小 。由此 证 明此次正交实验 的结果可以作为球状物体 扫描测量 的
逆向工程关键技术
![逆向工程关键技术](https://img.taocdn.com/s3/m/5c0479c7b90d6c85ed3ac609.png)
1。
3逆向工程中的关键技术1、3。
1 数据采集技术目前,用来采集物体表面数据的测量设备和方法多种多样,其原理也各不相同。
测量方法的选用是逆向工程中一个特别重要的问题。
不同的测量方式,不但决定了测量本身的精度、速度和经济性,还造成测量数据类型及后续处理方式的不同。
依照测量探头是否和零件表面接触,逆向工程中物体表面数字化三维数据的采集方法基本上能够分为接触式(Contact)和非接触式(Non—contact)两种。
接触式包括三坐标测量机(Coordinate MeasuringMachining,CMM)和关节臂测量机;而非接触式主要有基于光学的激光三角法、激光测距法、结构光法、图像分析法以及基于声波、磁学的方法等。
这些方法都有各自的特点和应用范围,具体选用何种测量方法和数据处理技术应依照被测物体的形体特征和应用目的来决定、目前,还没有找到一种完全使用于工业设计逆向测量方法、各种数据采集方法分类如图1、3所示、在接触式测量方法中,CMM是应用最为广泛的一种测量设备;CMM通常是基于力-变形原理,通过接触式探头沿样件表面移动并与表面接触时发生变形,检测出接触点的三维坐标,按采样方式又可分为单点触发式和连续扫描式两种。
CMM 对被测物体的材质和色泽没有特别要求,可达到特别高的测量精度(±0、5μm),对物体边界和特征点的测量相对精确,关于没有复杂内部型腔、特征几何尺寸多、只有少量特征曲面的规则零件反求特别有效、主要缺点是效率低,测量过程过分依赖于测量者的经验,特别是关于几何模型未知的复杂产品,难以确定最优的采样策略与路径、图1、3 逆向工程数据采集方法分类随着电子技术、计算机技术的发展,CMM也由往常的机械式发展为目前的计算机数字控制(CNC)型的高级时期、目前,智能化是CMM发展的方向。
智能测量机的研究是利用计算机内的知识库与决策库确定测量策略,其关键技术包括零件位置的自动识别技术、测量决策智能化和测量路径规划、CAD/CAM集成技术等。
简单阐述逆向工程技术及其流程
![简单阐述逆向工程技术及其流程](https://img.taocdn.com/s3/m/cb94b75a15791711cc7931b765ce050876327583.png)
简单阐述逆向工程技术及其流程
标题:逆向工程技术概述及其流程
一、逆向工程技术概述
逆向工程技术,又称反求工程,是一种产品设计技术手段,其基本原理是从已存在的产品或部件出发,通过对实物的测量、分析和研究,获取产品的几何形状、材料特性、制造工艺等设计信息,进而重构出原始的设计模型或者创新设计新的产品。
逆向工程广泛应用于产品改型设计、技术创新、质量检测、侵权分析等领域,是现代工业设计与制造中不可或缺的重要技术手段。
二、逆向工程的主要流程
1. 数据采集阶段:
这是逆向工程的第一步,通常采用三维扫描仪、CMM(三坐标测量机)等精密测量设备对实物进行精确的数据采集,获取物体表面的点云数据或几何特征数据。
2. 数据处理阶段:
对采集到的大量离散数据进行预处理,包括噪声过滤、数据平滑、点云拼接等操作,将其转化为可供后续建模使用的高质量数据集。
3. 曲面重构阶段:
根据处理后的数据,利用逆向工程软件如Geomagic, Rapidform等构建曲面模型,通过拟合、插值、光顺等方法,生成能准确反映实物表面特性的三维曲面模型。
4. 设计优化阶段:
在得到初步的三维模型后,设计师会对模型进行进一步的修改和完善,包括结构优化、尺寸调整、细节补充等,以满足设计需求和加工要求。
5. 制造阶段:
逆向工程的最后阶段是将优化后的三维模型转换为适合加工的二维图纸或CAM代码,提供给数控机床、3D打印设备等进行生产制造。
总结,逆向工程技术不仅能够帮助我们理解并复制现有的复杂产品,更能在原有产品的基础上进行创新设计和改进,对于推动产品更新换代和技术进步具有重大意义。
逆向工程中的点云处理
![逆向工程中的点云处理](https://img.taocdn.com/s3/m/930bd3a86aec0975f46527d3240c844769eaa0d6.png)
逆向工程中的点云处理逆向工程是一种通过对现有产品进行反向分析,提取和理解其设计、构造和材料等关键信息,进而实现复制、改进或再设计的过程。
在逆向工程中,点云处理是一项非常重要的技术,它涉及到对大量三维坐标数据的采集、预处理、编辑、优化等一系列操作。
本文将详细介绍逆向工程中的点云处理流程及相关技术,并通过案例分析说明其实际应用。
一、点云处理流程1、数据采集点云数据采集是逆向工程的第一步,通常通过三维扫描技术实现。
三维扫描仪可以将物体表面的形状、颜色、纹理等转化为三维坐标数据,为后续的点云处理提供基础数据。
2、数据预处理采集到的点云数据往往存在噪声、冗余数据等问题,因此需要进行预处理。
预处理主要包括数据过滤、降噪、简化等操作,以去除无用信息和改善数据质量。
3、数据编辑在数据预处理之后,需要对点云数据进行编辑以更好地反映物体表面的特征。
编辑操作包括插入、删除、移动点等,以便于更好地表达物体的几何形状和特征。
4、数据优化需要对编辑后的点云数据进行优化,以方便后续的分析和处理。
优化操作主要包括数据分组、网格化、平滑等,以提高数据处理的速度和准确性。
二、关键技术介绍1、点云数据采集技术点云数据采集技术是逆向工程的关键之一,常用的方法包括激光扫描、结构光扫描、断层扫描等。
这些方法的基本原理是利用相应的设备对物体表面进行扫描,获取其表面形状和结构的三维坐标数据。
2、点云数据处理技术点云数据处理技术包括数据预处理、编辑和优化等多个环节,涉及到的技术包括统计方法、几何方法、网格处理等。
这些技术可以对点云数据进行清洗、过滤、降噪、简化等操作,以提高数据质量和处理效率。
三、案例分析本部分将通过一个具体的案例来说明逆向工程中点云处理的实际应用。
本案例中,我们将对一个具有复杂曲面形状的汽车覆盖件进行逆向工程分析。
1、数据采集首先,使用激光扫描仪对汽车覆盖件进行扫描,获取其表面形状和结构的三维坐标数据。
在扫描过程中,需要注意扫描的角度、位置、分辨率等因素,以保证获取数据的准确性和完整性。
逆向工程实验报告
![逆向工程实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/1ff0a1f62dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cef9c.png)
《逆向工程技术》课程期末大作业沐浴露外壳的三维扫描及逆向建模一、背景意义逆向工程技术不是传统意义上的“仿制”,而是综合应用现代工业设计的理论方法、生产工程学、材料工程学和有关专业知识,进行系统得地分析研究,进而快速开发制造出高附加值、高技术水平的新产品。
该项项技术与快速成型技术相结合,可以实现产品的快速三维拷贝,并经过重新建模修改或进行快速成型工艺参数的调整,还可以实现零件或模型的变异复原。
逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。
其主要目的是在不能轻易获得必要的生产信息的情况下,直接从成品分析,推导出产品的设计原理。
逆向工程被广泛地应用到新产品开发和产品改型设计、产品仿制、质量分析检测等领域,它的作用是:1、缩短产品的设计、开发周期,加快产品的更新换代速度;2、降低企业开发新产品的成本与风险;3、加快产品的造型和系列化的设计;4、适合单件、小批量的零件制造,特别是模具的制造,可分为直接制模与间接制模法。
随着工业技术水平的提升以及生活水准的提高,任何通用性产品在消费者对于高品质的要求下,功能上的需求已不再是赢得市场竞争力的唯一条件。
所以新产品开发过程中的另一条重要路线就是样件的反求。
反求工程技术又称逆向工程技术(Reverse Engineering, RE)。
二、产品分析分析扫描对象(零件)的材质、颜色、形状、主要用途;扫描策略的制定;(例如是否需要喷粉处理,为何选用桌面扫描仪等)1.零件分析沐浴露外壳的材质为高密度聚乙烯(HDPE),高密度聚乙烯树脂可采用注射、挤出、吹塑和旋转成型等方法成型塑料制品。
采用注射成型可成型出各种类型的容器、工业配件、医用品、玩具、壳体、瓶塞和护罩等制品。
采用吹塑成型可成型各种中空容器、超薄型薄膜等。
零件颜色通体为白色(除贴纸外);零件的主要用途是装载功能,具有良好的耐热性和耐寒性,有较高的刚性和韧性,机械强度好,在这里作为沐浴露的容器。
2.扫描策略通过对零件特性的分析,选用桌面扫描仪可以快捷的实现3D数据的采集,桌面扫描仪能够扫描的尺寸范围也可以容纳下沐浴露的外壳,且桌面扫描仪具有基于标志点、特征、转台拼接、手动拼接等多样的功能。
逆向工程方法
![逆向工程方法](https://img.taocdn.com/s3/m/c3d689de50e79b89680203d8ce2f0066f53364b6.png)
逆向工程方法
逆向工程(Reverse Engineering,RE)是对产品设计过程的一种反向研究方法。
它通过分析和研究已有的产品、系统或技术,提取其中的设计信息、原理和知识,以用于新产品的开发、改进或仿制。
逆向工程方法通常包括以下几个步骤:
1. 数据采集:通过各种手段获取目标产品的相关信息,包括物理测量、图像扫描、软件反编译等。
这一步骤的目的是获取尽可能多的关于目标产品的详细数据。
2. 数据分析:对采集到的数据进行处理和分析,以提取有用的设计信息。
这可能涉及到使用计算机辅助设计(CAD)软件、三维建模工具、数据分析算法等。
3. 知识提取:从分析得到的数据中提取关键的设计知识,如几何形状、材料特性、制造工艺等。
这些知识可以帮助工程师更好地理解目标产品的设计原理和技术实现。
4. 设计重构:利用提取的知识和信息,进行新产品的设计或改进。
这可能包括重新设计整个产品,或者对现有产品进行局部改进或优化。
5. 验证与测试:对新设计的产品进行验证和测试,以确保其满足预期的性能和功能要求。
这可能涉及到物理测试、模拟分析或实际使用环境下的测试。
逆向工程方法在许多领域都有应用,如制造业、汽车工业、电子产品等。
它可以帮助企业降低研发成本、缩短产品开发周期,并提高产品的质量和竞争力。
然而,在使用逆向工程方法时,需要遵守相关的法律法规,以确保知识产权的合法性。
浅谈逆向工程中的数据采集
![浅谈逆向工程中的数据采集](https://img.taocdn.com/s3/m/dffc6d3087c24028915fc381.png)
若 用截 面 嗌线上 点 的曲率 来代 替质点 的质量 ,则平衡 支
点位 置将趋 向曲率 大 的部分 。现计算按 曲率分 布的采样 点位 置 , 曲线 上的点 为 p( , ) , 记 f( ) 曲率是 k( i P )为 了计算
,
均匀 分布在 数据 点 (O, o , z),… , , 上 , X z) ( ( z
其 中 , B样 条 的 控 制 点 ; d是
i, v
.
) 曰样 条基 函数 。 是
口样条 逼近曲线 的 目标 函数 为
q g k + +l
样 点位置 由 X表示 ,则 P 的邻域是 X取值 区间 , i i P 在左右邻
∑0 ∑ . ) 一 ) :
』{1 i =1
机 量 ; 后再根据这些 采样点 , 立起 曲面的模 型。 然 建
曲面 的特 征 , 直观 的解决办法是 在曲面变化快 的区域 , 采样点 应紧密些 , 而变 化缓慢 的地方 , 应稀疏些 。 于这个 思路 ,j 基 I 提
出 了一 种 基 于 曲率 的 抽 样 网格 规 划 法 嘲 。 为 了直观说 明该方法 , 考察 图 1 质 点 系 : 的
泛 的 应 用 . 逆 向 工 程 又称 反 求 工程 , 要 包含 2项 内容 : 主 一是 实物 模 型 的 数 据 采 集 ; 是 数 字模 型 的 建 立… . 数 据 采 集是 逆 向 工程 的 二
首要环 节. 反求建模 的理 论依据 .采集数据 的精度和速 度直接影响 产品的质 量和 开发 效率等 .准确 、 速、 是 快 完备地 获得 产品 的三维 几何数 据 . 逆向 工程 的一项 关键技 术.数据 采集技 术随 着逆 向工程 的广 泛应 用不断发展 , 最初 的接触式 测量 , 是 从 发展到 光 学、 磁学
浅谈逆向工程中的数据采集
![浅谈逆向工程中的数据采集](https://img.taocdn.com/s3/m/a30790d28ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6ee8b.png)
浅谈逆向工程中的数据采集王志佳【摘要】随着计算机和CAD技术的迅速发展,以测量技术为基础、曲面重构技术为支撑的逆向工程在汽车工业的产品开发中得到了广泛的应用.逆向工程又称反求工程,主要包舍2项内容:一是实物模型的数据采集;二是数字模型的建立….数据采集是逆向工程的首要环节,是反求建模的理论依据.采集数据的精度和速度直接影响产品的质量和开发效率等.准确、快速、完备地获得产品的三雏几何数据,是逆向工程的一项关键技术.数据采集技术随着逆向工程的广泛应用不断发展,从最初的接触式测量,发展到光学、磁学等非接触式测量,直到新近开发的组合测量等.如今用于数据采集的测量机种类繁多、测量精度、测量速度各不相同.因此,对于不同类型的实体及数据采集的不同阶段选用测量机都应做到有的放矢,合理利用费源,以利用最低成本实现最优目标点采集.主要研究的是运用三坐标机采集数据并进行数据处理的过程.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】3页(P59-60,76)【关键词】逆向工程;三坐标;数据采集【作者】王志佳【作者单位】天津工业大学,天津,300160【正文语种】中文【中图分类】TB21对大规模散乱数据点的整体拟合,通常分两步来处理:首先将数据压缩及网格化,即在一定精度要求下,从大量测量点中提取出一定数量的采样点,从而大大减少曲面重构的计算机量;然后再根据这些采样点,建立起曲面的模型。
对大规模测量点进行压缩与网格化,分为以下过程:首先,根据激光扫描数据空间分布的特点,利用基于曲率的自适应采样方法,对截面曲线采样;然后,根据截面曲线采样点的匹配与细分,为压缩扫描曲线的数目提供依据,从而获得初始的数据网格点阵;最后,为了判断网格对测量数据的逼近程度是否满足要求,提出了一种计算采样点集和测量点集间的逼近精度的方法,从而完成对模型的进一步修正。
1 截面曲线上的密集数据点的B样条逼近利用扫描数据建立B样条逼近曲线,来分析截面曲线的曲率特征,为自适应采样提供依据.取B样条节点序列t0,t1,…,tg均匀分布在数据点(x0,z0),(x1,z1),…,(xq,zq)上,且x0<x1<…<xq,则k次B样条(k=3)曲线为其中,di是B样条的控制点;Ni,k(x)是 B 样条基函数。
逆向工程实验报告
![逆向工程实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/3415fbb5185f312b3169a45177232f60ddcce73d.png)
逆向工程实验报告目录一、实验目的与背景 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验背景 (3)二、实验原理及流程 (4)1. 逆向工程概述 (5)1.1 定义与特点 (6)1.2 逆向工程的重要性与应用领域 (7)2. 实验原理 (9)2.1 逆向工程的技术手段 (10)2.2 实验流程设计 (11)三、实验材料与设备 (12)1. 实验材料 (13)2. 实验设备 (14)四、实验操作过程及记录 (15)1. 实验准备阶段 (16)1.1 设备连接与调试 (17)1.2 实验环境搭建 (18)2. 实验操作阶段 (19)2.1 逆向分析过程描述 (20)2.2 数据采集与处理分析 (21)五、实验结果与分析讨论 (22)1. 实验结果展示 (23)1.1 结果汇总表 (24)1.2 结果分析图表 (26)2. 结果分析讨论与对比研究 (27)一、实验目的与背景随着科技的快速发展,计算机硬件和软件技术不断更新换代,各种新型处理器和操作系统层出不穷。
为了提高学生的实践能力和技术创新能力,我们开展了逆向工程实验,通过对各类计算机设备进行拆解分析,了解其内部结构和工作原理,进而掌握逆向工程的基本方法和技巧。
本次实验旨在使学生熟练掌握逆向工程的基本流程和技术手段,包括硬件分析、软件调试、反汇编与反编译等。
学生将能够独立完成硬件设备的拆解分析任务,深入了解计算机系统的组成和工作原理,提高解决实际问题的能力。
逆向工程在信息安全、知识产权保护等领域具有广泛的应用价值。
通过对计算机设备的逆向工程分析,可以帮助我们更好地了解竞争对手的技术特点和战略布局,为自主知识产权的研发提供有力支持。
逆向工程也为破解恶意软件、保护系统安全提供了重要手段。
本次逆向工程实验将为学生提供一个实践操作的平台,培养学生的动手能力和创新精神,为未来的学习和职业发展打下坚实基础。
1. 实验目的本次逆向工程实验旨在通过分析和拆解一款具体的电子产品(例如智能手机、电脑等),深入理解其内部构造和工作原理,进而提升我们的动手能力和对计算机科学的认知。
逆向工程数据处理方案
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逆向工程数据处理方案一、引言逆向工程是一种通过分析和还原已有系统、产品或技术的设计过程和结果,来获取相关信息和知识的技术手段。
逆向工程可以帮助企业了解竞争对手的产品或技术,并在创新设计、产品改进以及技术优化方面提供支持。
在进行逆向工程时,需要处理大量的数据,包括结构、功能、性能、材料以及制造工艺等多个方面的数据。
因此,科学、高效的逆向工程数据处理方案是逆向工程工作的重要组成部分。
本文将从数据采集、处理与分析、模型重建等方面探讨逆向工程数据处理方案的设计与实施。
二、数据采集1. 数据采集方式逆向工程数据的采集方式多种多样,主要包括扫描、测量、建模等方法。
其中,数字化扫描技术是逆向工程中常用的数据采集方式。
通过激光扫描、光学扫描等技术,可以获取被测对象的表面形貌、尺寸和形状数据,形成点云数据。
此外,还可以使用三维坐标测量仪器、CT扫描等技术获取目标对象的尺寸、形状和内部结构数据。
2. 数据配准与融合在采集到的数据中,往往涉及多个采集点的数据,需要进行配准和融合。
配准是将不同位置、不同角度采集到的数据进行坐标系统的统一,以便后续分析和处理。
融合是指将不同类型的数据进行融合,形成完整的目标对象数据。
采用适当的配准和融合算法,可以有效提高数据的准确性和完整性。
三、数据处理与分析1. 数据预处理在得到原始数据后,需要进行数据预处理工作,主要包括数据去噪、滤波、修复和重建等步骤。
数据去噪是指去除原始数据中的杂点和干扰点,以保证数据的准确性和可靠性。
数据滤波是为了将原始数据中的噪声信号进行平滑处理,以获得更加真实的表面形貌数据。
数据修复是指对数据中存在的缺失和损坏部分进行修复,以恢复完整的目标对象数据。
数据重建是指根据原始数据,进行曲面重建、体素网格化等处理,以建立目标对象的三维模型。
2. 数据分析与特征提取通过对预处理后的数据进行分析和特征提取,可以获取目标对象的局部特征、全局特征和结构特征等信息。
局部特征主要包括棱角特征、曲率特征等;全局特征主要包括整体形状、几何特征、表面质地等;结构特征主要包括构件分布、连接方式等。
简述逆向工程的主要技术工作流程
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简述逆向工程的主要技术工作流程
逆向工程是指通过分析产品的构造、性能及其制造工艺等方面的信息,来逆向推导出产品的制造技术与设计思路等方面的内容。
逆向工程的主要技术工作流程可以分为以下几个步骤:
1. 采集数据:首先需要采集与分析产品的样本、结构、尺寸、材料、工艺等相关的数据,并将其记录下来。
2. 建立模型:利用计算机辅助设计软件,对采集来的数据进行建模,并生成三维模型。
3. 分析设计:通过对模型的分析与比较,来推导出产品的设计思路,包括产品的结构、工艺、材料等方面的内容。
4. 模拟产品:利用计算机辅助制造软件,对分析出的设计思路进行模拟,来得到一个与原产品相似的样品或原型。
5. 验证产品:通过测试与验证,来检查模拟出的产品是否符合设计要求,从而确认其可行性。
6. 优化产品:对模拟出的产品进行进一步的优化,以达到更好的性能、质量等方面的目标。
逆向工程的技术工作流程并不是一成不变的,具体的流程可能会因为不同的产品特性而略有差异。
但无论怎样,这些步骤都是逆向工程中必不可少的环节,它们共同构成了逆向工程的主要技术工作流程。
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逆向工程技术资料
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逆向工程与正向工程相反,正向工程是根据设计图纸进行产品制造,而逆向工 程则是从实物或图纸出发,反向推导出产品的设计图纸和模型。
逆向工程的应用领域
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汽车制造
逆向工程在汽车制造领域中广 泛应用于车身、发动机、底盘
等部件的复制和改进。
航空航天
逆向工程在航空航天领域中用 于复制和改进飞机、卫星、火
模型重建的精度问题
表面细节丢失
在数据采集过程中,物体表面的细节信息可能无法完全获取,导 致模型重建精度下降。
几何形状误差
由于数据采集和处理过程中存在的误差,导致模型重建的几何形 状与实际物体存在偏差。
材料属性模拟
逆向工程中需要模拟物体的材料属性,如硬度、弹性等,这些属 性对模型重建的精度也有影响。
优化设计技术
优化设计技术是逆向工程中用于提高产品性能的 一种设计方法。
优化设计技术的基本思想是通过不断迭代和优化 设计方案,以达到提高产品性能的目的。
优化设计技术的应用范围也非常广泛,包括机械 工程、航空航天、汽车等领域。
03 逆向工程实施流程
数据采集
采集方式
通过扫描仪、三维测量仪 等设备获取物体表面的三 维坐标数据。
人工智能技术可以辅助工程师 进行决策,提高逆向工程的智
能化水平。
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3. 对数据进行处理,去除噪声 、填补缺失数据。
4. 利用CAD软件进行建模,创 建三维模型。
5. 根据需要生成新的模具或零 件,进行数控加工或其他制造
工艺。
应用价值:模具制造逆向工程在 快速原型制作、模具设计、产品 复制等领域具有广泛应用,可以 缩短产品开发周期,降低开发成
逆向工程中的数据采集技术
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第2 2卷
第 8期
重 庆 工 学 院 学 报( 自然科 学)
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逆向工程中的数据采集技术
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逆向工程中的数据采集技术
崔秀梅;冯文杰
【期刊名称】《重庆理工大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2008(022)008
【摘要】阐述了数据采集技术及测量机在逆向工程中的作用,对汽车逆向工程中应用测量机的类型、特点和关键技术进行了分析和研究.以汽车行业广泛应用的测量机及测量方法为例,探讨逆向工程中的数据采集技术,实现汽车的低成本、短周期、高质量逆向设计.
【总页数】4页(P14-16,21)
【作者】崔秀梅;冯文杰
【作者单位】重庆工学院,重庆汽车学院,重庆,400050;重庆工学院,重庆汽车学院,重庆,400050
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.现代测量方法在逆向工程数据采集技术中的应用 [J], 王宏涛;周儒荣;张丽艳
2.逆向工程中数据采集技术的应用研究①--以潜水面罩的数据采集为例 [J], 张华
3.数据采集技术在海淀区明正德敕建大护国保安寺遗址探测中的应用 [J], 安逸飞;史金鹭;吴昊天;杨奕鹏;胡一阳
4.口腔种植治疗中的数字化数据采集技术 [J], 熊佳璧;孙为;施斌
5.镍冶炼工业数字化转型中数据采集技术研究与应用 [J], 宋吉谭;刘砚辉;吕苏环;董陇陇;屈永保
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Ξ收稿日期:2008-05-09基金项目:重庆市科委攻关项目(CSTC,2005AC3033.作者简介:崔秀梅(1981—,女(满族,辽宁人,硕士,主要从事逆向工程、CAD\CAE\CAM技术研究.逆向工程中的数据采集技术Ξ崔秀梅,冯文杰(重庆工学院重庆汽车学院,重庆400050摘要:阐述了数据采集技术及测量机在逆向工程中的作用,对汽车逆向工程中应用测量机的类型、特点和关键技术进行了分析和研究.以汽车行业广泛应用的测量机及测量方法为例,探讨逆向工程中的数据采集技术,实现汽车的低成本、短周期、高质量逆向设计.关键词:逆向工程;数据采集;测量机;汽车中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1671-0924(200808-0014-03StudyonDataAcquisitionTechnologyUsedinReverseEngineeringCUIXiu 2mei,FENGWen 2jie(ChongqingAutomobileCollege,ChongqingInstituteofTechnology,Chongqing400050 ,ChinaAbstract:Thepaperexpatiatesuponthesignificantuseofdataacquisitiontechnologyandm easuringma 2chineinreverseengineering,analyzesandresearchestypesandcharacteristicsofmeasurin gmachinesusedinautomationreverseengineering.Takingthemeasuringmachineandmeasuringmethodswidel yusedinautomobileindustryasexamples,thispaperdiscussesthetechnologyofdataacquisitionusedina utore 2verseengineeringsoastorealizecost2efficient,short 2cycledandhighqualityreversedesign.Keywords:reverseengineering;dataacquisition;measuringmachine;automation随着计算机和CAD 技术的迅速发展,以测量技术为基础、曲面重构技术为支撑的逆向工程在汽车工业的产品开发中得到了广泛的应用.逆向工程又称反求工程,主要包含2项内容:一是实物模型的数据采集;二是数字模型的建立[1].数据采集是逆向工程的首要环节,是反求建模的理论依据.采集数据的精度和速度直接影响产品的质量和开发效率等.准确、快速、完备地获得产品的三维几何数据,是逆向工程的一项关键技术.数据采集技术随着逆向工程的广泛应用不断发展,从最初的接触式测量,发展到光学、磁学等非接触式测量,直到新近开发的组合测量等[2].如今用于数据采集的测量机种类繁多、测量精度、测量速度各不相同.因此,对于不同类型的实体及数据采集的不同阶段选用测量机都应做到有的放矢,合理利用资源,以利用最低成本实现最优目标点采集.1测量机测量机按测量方式主要分为接触测量、非接第22卷第8期Vol.22No.8重庆工学院学报(自然科学JournalofChongqingInstituteofTechnology (NaturalScience2008年8月Aug.2008触测量2种方式.随着数据采集技术的发展,接触式测量与非接触式扫描组合的数字化设备也在工程实际中开始应用.1.1接触式测量机传统的三坐标测量机(coordinatemeasuringma2 chine,CMM是接触式测量的典型三维数据采集仪器.在逆向工程应用的初期,CMM是实物三维数据采集的主要手段.按结构主要分为龙门式、水平臂式、桥式、关节臂式测量机等[3].CMM工作过程由事先编号的程序或手动控制各坐标轴的运动,由数控装置发出移动脉冲,经位置伺服进给系统驱动移动部件运动,再由位置检测装置(旋转变压器、感应同步器、角度编码器、光栅尺、磁栅尺等检测运动部件实际位置.当检测头接触到被测工件表面时产生信号,读取各坐标轴位置寄存器值,经数据处理后得出测量结果.三坐标测量机具有精度高、重复性好等优点,但测量速度慢,对微细部分的测量受限制,适用于精密测量.目前,英国雷尼绍(Renishaw公司、意大利DEA公司、美国的sheffield公司、德国Zess公司及Brownandsharpe等公司的三坐标测量机应用范围较广.1.2非接触式测量机随着市场的发展,汽车的更新换代速度日趋加快,其设计、改型速度也随之加快.在逆向工程中,传统三坐标测量机的采集速度显然不能满足要求,非接触式测量机有采集速度快、数据密集等优势,在数据采集中发挥了重要的作用.非接触式测量机主要有光学、声学和磁学测量机,无需与被测样件接触就能获取数据.光学测量机是汽车工业中应用最广泛,技术最成熟的一种非接触式测量机.其采用的光学测量法主要有结构光法、激光三角形法、激光测距法、干涉测量法、图像分析法等.最常用的是激光三角形测量法,激光扫描三角法的原理是:采用激光作为光源,照射到被测物体上,利用CCD接受漫反射光成像点,根据光源、物体表面反射点和成像点之间的三角关系,计算出表面反射点的三维坐标.激光扫描三角法的最大特点是速度快且不与被测工件表面接触,数据点密集,因此特别适合于测量大尺寸且具有复杂外部曲面的零件.德国Steinbichler公司的Comet光学系统和德国COM公司的Atos光学测量系统,采用线结构光相位移动投影获得被测表面的三维数据,是目前使用广泛的光学测量设备.1.3复合型测量机部分测量将接触式测量与非接触式扫描并用,在同一台机器上实现激光扫描和接触扫描相结合,解决了一般激光扫描不能扫描二维轮廓的问题,且保证一定精度[4].如FARO公司的便携式多关节三维测量臂及扫描系统、美国德力的CIM2 CORE激光扫描系统等.2汽车逆向工程的数据采集2.1汽车整车外部数据采集整车的初步控制尺寸,如汽车的总长、总宽、总高、轴距、轮距等,测量时使用水平臂式三坐标测量机.图1为中测CLY-N(电动系列水平臂三维测量机,其测量范围:长度5m以上,宽度、高度2m以上,测量精度在0.02mm以内,足以满足测量需要.目前,有些研究采用机器视觉系统进行车身数据测量,这种方法受系统测量范围的影响,需将多视数据拼合,影响了测量精度,不利于数据采集及整车坐标系的建立.图1水平臂式三坐标测量机2.2汽车静态参数测量汽车静态参数,如前悬、后悬、前、后风窗位置及倾角、前围板位置、发动机高度、地板高度、座椅布置、操纵机构布置,以及内部空间的控制尺寸等.部分静态参数可以在测量汽车车身数据时,利用水平臂式三坐标测量机进行测量.对于难以通51崔秀梅,等:逆向工程中的数据采集技术过水平臂式三坐标测量机测量的数据,可以使用柔性的关节臂式三坐标测量机测量数据,随测量需要移动测量机,最终将数据统一到同一坐标系下,确保数据的一致性.目前应用较广的是美国FARO公司的便携式多关节三维测量臂系统,其测量臂具有重量轻、高硬度、柔性好、抗弯曲性强等特点;测量手柄使用灵活方便,对于边界、拐角处理灵活.2.3白车身数据扫描白车身是指将整车用显像剂等喷白处理后的车身[5].对于白车身数据地采集,大多使用非接触式测量方法.非接触式测量法最重要的优点在于测量速度快、效率高、采集数据密集.对于精度要求不高的大型覆盖件,非接触式三坐标测量机是最佳选择,可以大大缩短开发周期、降低开发成本.目前应用最广泛的扫描白车身的非接触式测量机主要有德国的ATOS光学扫描系统、德国Steinbichler公司的COMET三维扫描设备.这2种测量机均采用可见光,将特定的光栅条纹投影到测量工件表面,借助2个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹进行拍照,利用光学拍照定位技术和光栅测量原理,可在极短的时间获得工件表面的完整点云[6].这2种三坐标测量机都能满足白车身数据采集的基本要求,只是在扫描出的点云效果及软件的拼接功能上有所差异,但2种非接触式测量机价格成本都较高,选择时应综合考虑.由于设备购置昂贵,使用成本较高.2.4汽车零部件扫描对于大型汽车零部件扫描,可以使用ATOS、COMET等三维扫描设备,数据采集速度快、效率高.对于外形复杂的汽车零部件扫描,建议使用关节臂式的三坐标测量机,这种测量机柔性较好使用更灵活方便,对于边界、拐角处理比ATOS、COMET等三维扫描设备更灵活[7].目前应用较多的是美国FARO公司的便携式多关节三维测量臂及扫描系统(如图2、美国德力的CIMCORE激光扫描系统.这种两种测量机都是将接触式测头与激光扫描头结合使用,对于关键特征使用接触式测头测量,对于曲面使用激光扫描头扫描,最终将数据统一到同一坐标系下,对于复杂曲面零件扫描非常有优势.只是FARO的接触式测头和非接触式测头可以自由切换不必重新安装,CIMCORE 的扫描测头和接触测头互换时必须重新安装.图2FARO测量臂系统2.5汽车零部件精密测量需要精密测量的汽车零部件,不能使用以上的非接触式测量机,必须使用接触式三坐标测量机,以保证测量精度.由于三坐标测量机精度的影响因素很多,硬件方面三坐标测量机的结构、材料、驱动系统、光栅尺等各个环节对三坐标测量机精度都有影响;软件方面机器误差补偿及温度、湿度的补偿能力等对三坐标测量机精度的影响较大.因此高精度的三坐标测量机必须使用高精度的部件,价格也相应较高.在选用三坐标测量机时,应按精度、测量范围等需求适当选择,合理利用资源.一般可根据被测工件要求的精度与测量机给定的测量不确定度相对比,选择精度适合的测量机.对于中等尺寸的工件,多采用移动桥式;对于小型工件,多采用活动桥式(如图3、悬臂式等;对于大型工件,则多采用龙门式;对于需回转测量的工件,可选用带分度台的测量机.图3活动桥式三坐标测量机(下转第21页61重庆工学院学报2005第3阶段限值要求,2#Fuel与1#Fuel的排放结果相比,THC排放增加,NO x,CO和PM排放降低.柴油中的硫约有98%在燃烧过程中转化为SO2,其余2%转化为硫酸盐,成为PM 的一部分.柴油中的硫在燃烧过程中先被氧化为SO2,部分SO2被继续氧化为SO3,SO3与排气中的水结合生成H2SO4,H2SO4与部分金属磨损物反应成为硫酸盐,成为PM中的一部分.硫除了在燃烧过程中生成硫酸盐固体,使PM数量增加外,其中间产物还能够催化未燃碳氢的裂化,生成碳烟,使PM总量增加.试验表明,硫含量越高生成的颗粒物排放也越高.4结束语柴油质量对柴油机排放具有明显的影响.随着柴油十六烷值的增高,CO、NO X排放会降低,但是THC排放会增加.柴油硫含量显著地影响PM 排放,柴油硫含量越低,PM排放越好.因此,为了降低柴油机的排放,满足未来更严格的排放法规,减少环境污染,改善生态环境质量,必须改善和严格控制柴油质量.参考文献:[1]TadaoOgawa,MasaeInoue.FuelEffectsonParticulateE2missionsfromDIEngines2PreciseAnalysesandEvaluationofDieselFuel[J].SAE,2000(1:2882.[2]RichardStradling,PerterJZ.FuelEffectsonRegulatedE2missionsfromAdvancedDieselEnginesandVehicles[J].SAE,2004(1:1880.[3]杨健.柴油品质对车辆排放的影响[J].交通节能与环保,2006(2:27-28.[4]陈杰峰.柴油质量对NOx和PM排放的影响及控制措施[J].北京汽车,2006(4:21-23.(责任编辑陈松(上接第16页3结束语探讨了逆向工程中的数据采集技术,对测量机在汽车逆向工程设计中的应用进行研究,给出汽车数据采集的选用测量机的建议,阐述的汽车逆向工程中使用的数据采集技术,经理论研究和实践是行之有效的.该技术的应用不仅可以缩短产品开发周期,而且可以提高产品质量,提高生产率,降低产品成本.参考文献:[1]金涛,童水光.逆向工程技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[2]刘祚,倪潇涓.三坐标测量机(CMM的现状和发展趋势[J].机械制造,2004,42(8:32-34.[3]SeokbaeSon,HyunpungPark,KwanH.LeeAutomatedLaserScanningSystemforReverseEngineeringandInspec2tion[J].InternationalJournalofMachineTools&Manu2 facture,2002,42(8:889-897.[4]GiovannaSansoni,FrancoDocchio.Three2dimensionalOp2ticalMeasurementsandReverseEngineeringforAutomotiveApplications[J].RoboticsandComputer2integratedManu2 facturing,2004,20(5:359-367.[5]DickinP.ReverseEngineeringRegainsPopularity[J].IEEEReview,1996(9:1-4.[6]周士侃,娄臻亮,舒世湘.基于Atos&Tritop的点云采集方法[J].模具技术,2004(2:51-54.[7]Varady,MartinRR.ReverseEngineering[J].HandbookofComputerAidedGeometricDesign,2001,18:651-682.(责任编辑陈松12王志伟,等:柴油质量对柴油机排放的影响。