基于逆向工程的汽车驾驶室曲面重构和结构设计

1、学生：学生：班级：班级：指导老师：指导老师：开题报告开题报告目录通用汽车公司早在20世纪六七十年代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。 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DELCAM公司的CopyCAD和韩国NUS 公司出品的逆向工程软件 Rapid Form4。CATIA 软件是由法国 Dassault 公司开发的产品. 由于其良好的集成

2、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。 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，大部分市场依然被国外技术占领。 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CAD/CAM 工程研究

3、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、浙江大学等），如浙江大学的RESOFT反求软件系统。国内的逆向工程工具主要有青鸟程序理解系统 JBPAS (Jade Bird Program Analysis System),是青鸟型系统的组成部分。 包括点云去噪（剔除图形上的坏点）、数据精简（均匀简化、弦高距离简化、空间距离简化、弦偏差简化等）、多视点云数据对齐。过渡面大面过渡面过渡面过渡面（3）先对大面做逆向重建，再对过渡面做曲面重建，并对生成

4、的平面进行裁剪等处理。过度面大面 CATIA做曲面 用catia做曲面，在快速曲面成型模块完成。首先要激活要做的面的点云，然后寻找曲面过渡的地方，再根据过渡曲线做出3D曲线，并对曲线做去率和距离分析，依次构建曲线形成闭合区域，再对该区域刷取点云，进行强力贴合，形成曲面。UG做面 先对曲面分析，再创建四点曲面，然后对四点曲面分析，最后对该平面做X成型。过渡曲面 这种多面相交的复杂过渡曲面应这种多面相交的复杂过渡曲面应该尽可能细分，使得曲面连接光顺该尽可能细分，使得曲面连接光顺效果良好。可以使用截面方法、网效果良好。可以使用截面方法、网格曲线和桥接曲线方法，一般次数格曲线和桥接曲线方法，一般次数为

5、为35次，保证相切连续。次，保证相切连续。过渡圆角曲面的光顺过渡圆角曲面的光顺 ：面倒圆法、软：面倒圆法、软倒圆法和样式圆角法。倒圆法和样式圆角法。（4）将构建好的曲面通过缝合等操作生成完整驾驶室曲面（5）曲面光顺检测和调整。 利用光顺表面反射斑马线来检验曲面的光顺并对一些光顺不好的曲面做调整。斑马纹规则顺畅，说明曲面光滑连续，去面间过渡没有锐边，曲率变化均匀。一般会出现G0连续、G1连续、G2连续。Class A面（G2及以上）是各汽车厂商追求的目标。如果不满足光顺要求需要调节控制点,增加次数。Go连续G1连续G2连续（6）驾驶室结构设计（顶盖结构部分） 在实验室实际观察驾驶室结构，包括顶盖

6、总成、后围总成、前围总成、地板总成、驾驶室总成。由于再对驾驶室全部结构设计不可能全部完成，因此取代表性的顶盖部分做结构设计。顶盖总成前围总成侧围总成后围总成地板总成车门总成顶盖结构设计 对驾驶室结构设计时要才用正逆向结合的方法，在实验室实际测量顶盖结构部分的实际数据，然后在cad软件做出实体模型，再和驾驶室曲面结构贴合，合理选择安装位置和焊接点。实体建模 在UG软件中，首先根据实际测得数据做出结构草图，然后对其进行拉伸获得实体模型，不同组件要在连接处做配合处理。也可以在CATIA软件中作钣金件造型。1栗全庆,王宏,张英杰,等.实物反求工程的关键技术分析J.机械设计,1999,6(6):4-7.

7、2李江雄,柯映林,程耀东.基于实物的复杂曲面产品反求工程中的CAD建模技术J.中国机械工程,1999,10(4):390-394.3 刘伟军, 孙玉文. 逆向工程原理、方法及应用M. 北京: 机械工业出版社,2009 4 蔚敬斌. 逆向工程技术及应用B. 机械管理开发,2006 5 齐宝军. CADCAE在汽车覆盖件成形中的应用.硕士论文.西南林学院，20096 曹峰 . CADCAM技术在逆向工程中的应用研究.硕士论文.华北电力大学，20117 林有娣. 汽车车身逆向工程关键技术的研究及应用.硕士论文.北京信息科技大学，20088 张甲瑞,张晋西,赵利华,邱骞,蒋定明. 汽车后背门逆向反求与

8、成形分析.现代机械，20109 赵宇明，张国忠，于哲峰. 逆向设计中点云处理的应用技术研究. 研究开发，200510 王正如 梁晋 王立忠 基于逆向工程的汽车覆盖件CAD建模技术研究.机械设计与制造.201011荀斌.CATIA曲面造型技术在汽车产品设计中的应用J.机械开发,1999,(3):53-55.12冉险生,黄泽好,林立 基于CATIAV5的ATV曲面逆向设计，重庆理工大学学报(自然科学)，200113赵宇明 汽车造型设计中曲面重建方法的应用研究.博士学位论文.东北大学,200514赵柳，纪丽婷等 逆向工程中点云数据的曲面重构方法研究,电子测试，201015徐家川 李迪 李旭 汽车车身

9、A级曲面的表示与次数选择.材 料工艺设备201016张欣宇 基于逆向工程的汽车外形设计方法的应用研究.硕士学位论文.武汉理工大学，200817姜元庆，刘佩军. UG/Imageware逆向工程培训教程. 北京：清华大学出版社，2003 18张 海，周新建.逆向工程中关键技术的研究现状和发展趋势.河南科技大学学报，第26 卷第4 期 19黄天泽，黄金陵.汽车车身结构与设计.北京：机械工业出版社，1997 20刘之生，黄纯颖.反求工程技术.机械工业出版社.1992.参考文献21谢龙汉.UG NX曲面造型基础教程.北京：人民邮电出版社，200622李书生.汽车车身造型设计方法的研究：硕士学位论文.沈

10、阳：沈阳工业大学，200523周天瑞 主编.汽车覆盖件冲压成形技术，北京：机械工业出版社，2000.6 24占建云，徐红兵，任乃飞.基于Atos 的光学扫描测量.工具技术，200625沈立.反求工程中数据云对正和多视角拼合技术的研究和实践.上海交通大学硕士学位论文.200126王峰.汽车车身曲面反求中点云分块方法研究及应用：硕士学位论文.山东：山东理工大学，200627R.R.Martin,I.A.Stroud,A.D.Marshall.Data Reduction for Reverse Engineering. RECCAD, Deliverable Document 1 COPERUNI

11、CUS Project,No 1068. 199628K.H.Lee,H.Woo,T.Suk.Data Reduction Methods for Reverse Engineering. InternationalJournal of Advanced Manufacturing Technology. 17,2000. 735-74329Giovanna Sansoni*, Franco Docchio. Three-dimensional optical measurements and reverse engineering for automotive applications .R

12、obotics and Computer-Integrated Manufacturing 20 (2004) 35936730J.-P. Kruth *, A. Kerstens .Reverse engineering modelling of free-form surfaces from point clouds subject to boundary conditions. Journal of Materials Processing Technology 76 (1998) 120 127 1 1第第1 1周周翻译专业资料翻译专业资料完成外文翻译完成外文翻译2 2第第2 2周周收

13、集资料，写文献综述收集资料，写文献综述完成文献综述初稿并提完成文献综述初稿并提交终稿交终稿3 3第第3 3周周填写开题报告填写开题报告完成完成WORDWORD版开题报告和版开题报告和PPTPPT版开题报告版开题报告4 4第第4-64-6周周学习学习UGUG、CATIACATIA软件的曲面软件的曲面逆向造型逆向造型掌握掌握UGUG、CATIACATIA软件的曲软件的曲面逆向造型方法面逆向造型方法5 5第第7 7周周点云数据处理和分块点云数据处理和分块对点云处理分出大小面对点云处理分出大小面6 6第第8-118-11周周UGUG和和CATIACATIA软件对汽车驾驶软件对汽车驾驶室曲面重构计室曲面重构计得到完整驾驶室曲面模得到完整驾驶室曲面模型型7 7第第1212周周UGUG和和CATIACATIA软件对汽车驾驶软件对汽车驾驶室顶盖结构设计室顶盖结构设计得到驾驶室顶盖结构并得到驾驶室顶盖结构并确定安装位置和焊点等确定