激光三维扫描、重建技术在逆向工程中的应用

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1、山东大学硕士学位论文激光三维扫描、重建技术在逆向工程中的应用姓名：丁华申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：路长厚20040428山东大学硕士学位论文摘要逆向(反求)工程是从实物模型测得的数据，构造出该物体CAD模型，继而将这些模型用于产品的分析和制造。相对于传统的正向设计方式，逆向工程适用于只有产品或实物模型．没有产品图纸的条件下实现产品的制造。因此，逆向工程在机械、航空、航天、医疗等领域的应用日益广泛并得到了越来越多的重视。本文在三维激光扫描的基础上，对逆向工程的关键技术进行了研究。分析和比较了逆向工程中常见的几种测量方法，介绍了激光三维扫描技术的意义、主要应用领域和国内外发

2、展现状。结合叶片模型、胸罩模型及其他一些产品模型的扫描过程，以台湾3DFAMILY公司生产的LSH三维激光扫描系统为例，分析和研究了激光扫描仪的硬件组成、扫描控制软件Sean3Dnow的原理、特色及操作过程，提出了在扫描时应注意的关键问题及其解决方法。在保证测量出正确几何形状的前提下，探索最佳的测量规戈Ij，提高测量效率，减少{燹j量数据点。阐述了逆向工程中数据处理的方法：数据格式转换及补偿、噪声点剔除、数据多视图拼合、数据分割、坐标变换、数据点加密、数据点排序的概念和原理。通过物体模型点云的处理过程，分析和研究了点云的处理方法。并根据数据处理的现状，对现有的数据处理软件的不足进行了探讨

3、。对曲面重构的基本理论和方法进行了论述。探索出利用Surfacer软件对点云数据进行曲面重构的过程，总结了Surfacer在曲面重构中的方法、步骤和技巧。分析和比较了几种不同的建模方法。结合曲面重建的整个过程，从方便设计师掌握、应用和进行创新的角度，对测量设备、反求软件的改进提出自己的看法。在我国工业设计领域进行逆向工程技术的应用研究，将对提高我国产品造型的设计水平，降低产品设计成本，加快产品更新换代的速度，增强产品在国际市场上的竞争力有着很强的促进作用。本论文的研究工作丰富了工业产品造型设计的理论和方法，将促进逆向工程在工业设计中的应用和推广。关键词：逆向工程激光测量数据处理曲面重构S

4、urfacer第1页山东大学硕士学位论文ABSTRACTReverseEngineering(RE)referstotheprocessofconstructiontheobjects’CADmodelfromdataobtainedbytheirmodelandtheprocessofanalysisandmanufactureoftheproduct．Comparedwithconventionalforwarddesignmode，reverseengineeringappliedtothefollowingenvironment，onlyproductorobjectmodeli

5、savaifable，whilethedrawingoftheproductisunavailable．TherearelotsofinterestontheREinmanyareassuchasmachine，aviation，spaceflightandmedicaltreatment．ThisarticleinvestigatesthekeytechniqueinREusinglaser3Dscantechnology．Theauthoranalyzesandcomparesfewtraditionalmethods，introducesthemeaning，mainapplica

6、tionfieldsanddevelopmenttrendsoflaser3Dscanningtechnique．Furthermore，combinedwiththescanningprocessofvanemodel，bramodeletc．takentheLSH3Dlaserscansystemproducedby3DFAMILYinTaiwanforanexample，theauthordiscussesthecompositionofscanner，thediscipline，characteristicsandoperationofscancontrolsoftwareSca

7、n3Dnow，andputsforwardthekeyproblemwhichshouldbepaidattentiontowhenscanningandtheirresolvent．Moreover，theauthorexpatiatesthedataprocessmethodinRE，probestheshortcomingofexistingsoftware，investigatescomplexsurfaceandgives