毕 业 设 计题目逆向工程中曲线与曲面的参数化设计前言1.1 课题背景我国制造业在国民生产中占据着举足轻重的重要作用。但是制造业总体水平与发达国家还有很大差距。随着科学技术迅猛进展，产品更新迭代速度加快，为了占领市场优势维持生存进展，企业必定要具备一定的新产品研发能力。为此，加速产品开发进程，具有重要的经济价值和现实意义。逆向工程技术在新产品的快速设计方面优势显著,其开发速度快，设计周期短，在实现产品的再设计上表现优异[1-3]。逆向工程技术广泛涉与计算机图像处理、计算机图形学、计算几何、微分几何、数据结构、概率统计、软件工程等交叉专业和学科，是 CAD 领域最活跃分支之一，尤其是伴随计算机、测量和数控技术的飞速进展，逆向工程技术逐渐成为船舶、飞机、汽车领域最主要的数字化设计方法之一[4]。 在企业实际生产中，对车轮的逆向设计，需要对车轮零件的尺寸参数进行详尽的测量，最终并以此进行的模具设计。整个过程不仅需要专门技术人员进行测量，而且由此绘制出的工程图纸也存在着精度不高和信息缺失。本课题为了解决生产中的以上问题，基于测量点云数据来提取产品设计参数，进行特征重构运算，最终实现产品三维模型重建。1.2 国外讨论现状逆向工程（RE）也被称为反求工程，其主要任务是针对现有产品，在其基础上发掘深化结构特征信息，并以此设计出同类或更为高级的产品 [4]。逆向工程正如其名，与传统设计制造过程相反，是先有实物后有设计参数。而传统设计制造过程是先有设计图纸然后生产出实物。20 世纪 80 年代，欧美国家首先对逆向工程讨论，并取得了一定的成果，90 年代后，各国开始对逆向工程讨论投入大量精力。逆向工程最早的用途是仿制加工设备，随着精确测量技术的进展，使设备仿造精度极大提升，因此，逆向工程讨论的容变得越来越广泛，涵盖了几何形状与结构反求、制造工艺反求、管理反求、材料反求等等方面[5-7]。逆向工程的关键技术主要包括：测量、数据处理、图形处理和加工等技术 [8-10]。逆向工程技术提供了一种新的产品设计方法，大大缩短了产品的设计周期，加速了新产品的开发进度。数据采集是由测量设备和一定的测量方法猎取产品表面上离散点几何坐标，由所得点云数据进行曲面建模。因此精准可靠的测量技术，是逆向工程的基础。因此，逆向工程技术的一项关键技术是数据采集技术[11-12]。曲面重建技术是逆向工程的又一关键技术[13]。恰当准确的曲面重建技术可以得到精度很高的...
