基于点云数据汽车发动机罩盖逆向设计方法探究

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1、基于点云数据汽车发动机罩盖逆向设计方法探究　　摘要：结合汽车发动机罩盖产品设计流程，通过双目视觉采集技术获取发动机罩盖A表面数据；通过点云数据精简及修复处理实现点云数据优化；通过点云数据空间定位实现曲面重构特征创建及点云空间修复；通过曲面重构实现基本曲面和过渡曲面的数模创建；最后通过重构曲面误差分析确定重构曲面的准确性。经实践验证，该方法能够明显缩短汽车A表面设计开发周期，大大提高汽车发动机A表面重构精度，为曲线和曲面重构提出一种新的解决流程。关键词：逆向工程精简与修复空间定位曲面重构误差分析BAS

2、EDONTHEPOINTCLOUDDATAINREVERSEDESIGNMOTHODOFAUTOMOBILEENGINECOVERAbstract：Combinedwiththeautomobileenginecoverproductdesignprocess，throughthebinocularvisionacquisitiontechnology，obtaintheenginecoverAsurfacedata；他、throughpointclouddatasimplificationandr

3、epairprocessingpointclouddataoptimization；Throughpointclouddataspacepositioningtoachievesurfacereconstructionof7pointcloudspacefeaturecreationandrepair；throughtherealizationofthebasiccurvesurfacereconstructionandtransitioncurvedsurfacemodeliscreated；fi

4、nallythroughthesurfacereconstructionerroranalysistodeterminetheaccuracyofsurfacereconstruction.Itisverifiedbypractice，thismethodcanobviouslyshortendesignperiodofautomobileAsurface，greatlyimprovetheautomobileengineAsurfacereconstructionprecisionforcurve

5、andsurfacereconstruction，thispaperproposesanewsolvingprocess.Keywords：reverseengineering；simplificationandrepair；spatialorientation；surfacereconstruction；erroranalysis.“逆向工程”又称反求工程，它与传统的设计开发过程存在质的不同。它是指在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，利用3维数字化测量仪测量出Sample（

6、即零件原形或者塑造出的模型）表面的点云数据，对点云数据进行检查、修复、精简与定位之后，再对自由曲面进行特征识别，包括样件特征分析与分级及点云特征提取，然后传至CAD/CAM系统，进行自由曲面的重构。7随着新技术的广泛应用，特别是将“逆向工程”技术应用于汽车车身造型阶段，它可以快速地提供样品的外形特征，从而能够对其几何外形进行修改，实现产品的快速改形，加快设计进程，缩短生产周期，使之满足多样化、个性化、系列化等方面的需求。针对汽车结构主要由自由曲面和过渡曲面组成这一特征，逆向设计起到了至关重要的作用。

7、1.点云数据采集原始点云数据获取方法有接触式数据采集法和非接触式数据采集法，根据汽车发动机罩盖特征采用非接触式采集方法——双目视觉技术，该技术是基于视差原理并由多幅图像获取物体三维几何信息的方法。双目立体视觉系统一般由双摄像机从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，或由单摄像机在不同时刻从不同角度获得被测物的两幅数字图像，并基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体三维轮廓及位置，其采集结果如图1所示。图1汽车发动机罩盖点云数据采集结果2.点云数据预处理由于实际测量过程中受到各种人为因素的影响，

8、使得测量结果包含了噪声，为了降低或消除噪声对后续建模质量的影响，有必要对测量“点数据”进行预处理，目的是去除误差或噪声、数据精简和抽取模型的特征信息，其预处理主要包括：点云数据精简、点云数据修复和点云数据空间定位。2.1点云数据精简7数据精简由于“点云”数据的数据量非常大，并且存在大量的冗余数据，如此庞大的测量点集，会严重影响曲面重建的效率和质量，因而有必要在满足一定的条件下，对测量数据进行简化，减少数据的处理量。不同类型的“点云”可采用不同的精简方式，散乱“点云”可