朱兴文 刘勇 张天源

摘 要：以自由曲面工艺品逆向设计为例，介绍了基于Geomagic Wrap实现点云数据处理、逆向建模的过程。结果表明，对于复杂自由曲面类零件，通过分割特征、构造有序的栅格、重构曲面片的逆向建模方法，有利于提高曲面的光顺度与精度。

关键词：自由曲面;Geomagic Wrap;逆向设计;精度

0    引言

逆向工程（Reverse Engineering，RE）是再生产设计的产物，是通过测量手段及三维几何建模方法，将原有实物转化为三维数字模型，并对模型进行创新设计、分析和加工的过程[1]。逆向工程技术现已成为产品开发和创新设计的一种重要手段，被广泛应用于电子、机械、医疗、汽车和文化创意等行业和领域。利用三维扫描技术与逆向工程软件，对原始模型进行扫描，可将实物数字化，同时也可在原有模型的基础上对其进行优化与创新。本文选择典型自由曲面工艺品零件为研究载体，按照“三维扫描→点云处理→模型重构”的典型流程，重点研究复杂曲面的点云处理及曲面片构建方法。

1    数据扫描

数据扫描是指通过特定的测量方法和设备，将实物模型外形特征转化成几何空间点，从而得到逆向设计及尺寸评价所需数据的过程[2]。目前三维数据的获取主要还是通过三维测量技术来实现。通过对所测模型进行清洗、喷涂显像剂、粘贴标志点等处理，利用Win3D三维激光扫描仪对模型点云数据进行采集，获得模型点云数据，如图1所示。

2    数据处理

采用三维激光扫描仪对模型进行扫描所获得的点云数据会存在一些孔洞缺陷，且数据网格表面也不光顺。……