逆向工程数据测量与处理
简述逆向工程中数据测量的方法及分类。
简述逆向工程中数据测量的方法及分类。
逆向工程是指通过对一个已有的产品或系统进行分析、逆向推导出其设计原理、结构和功能的过程。
在逆向工程过程中，数据测量是一项非常重要的工作，它是指通过对目标系统或产品进行各种测量手段和方法的运用，获取其关键性能参数、特征和数据信息的过程。
下面将对逆向工程中数据测量的方法和分类进行简要描述。
数据测量方法主要包括以下几种：1. 电子测量方法：电子测量是逆向工程中常用的一种测量方法，通过使用各种电子仪器和设备，如示波器、频谱分析仪、信号发生器等，对目标系统的电信号进行采集、分析和测量，从而获取相关的电性能指标和特征信息。
2. 光学测量方法：光学测量是利用光学原理和设备对目标系统进行测量的方法。
例如，使用显微镜、激光测距仪、光谱仪等对目标系统进行观察、测量和分析，获取其光学性能参数和特征信息。
3. 机械测量方法：机械测量是通过使用各种机械设备和工具对目标系统进行测量的方法。
例如，使用卡尺、量规、测微计等对目标系统的尺寸、形状等进行测量，获取其几何参数和特征信息。
4. 热学测量方法：热学测量是利用热学原理和设备对目标系统进行测量的方法。
例如，使用热像仪、热电偶等对目标系统的温度分布、热传导等进行测量，获取其热学性能参数和特征信息。
5. 声学测量方法：声学测量是通过使用声学原理和设备对目标系统进行测量的方法。
例如，使用声级计、频谱分析仪等对目标系统的声音强度、频谱等进行测量，获取其声学性能参数和特征信息。
根据测量对象的不同，数据测量可以分为以下几类：1. 电气参数测量：电气参数测量主要是对目标系统的电性能参数进行测量，包括电压、电流、电阻、电感、电容等参数。
通过对这些参数的测量，可以了解目标系统的电路结构、电能转换效率、电磁兼容性等特征。
2. 几何参数测量：几何参数测量主要是对目标系统的尺寸、形状、位置等几何参数进行测量。
通过对这些参数的测量，可以了解目标系统的结构组成、装配方式、运动轨迹等特征。
逆向工程数据处理的流程主要步骤
逆向工程数据处理的流程主要步骤1.首先，需要收集目标系统的数据。
First, you need to collect data from the target system.2.接下来，对收集到的数据进行分析和整理。
Next, analyze and organize the collected data.3.然后，使用逆向工程工具对数据进行处理和解析。
Then, use reverse engineering tools to process and parse the data.4.在数据处理过程中，需要进行数据清洗和去重。
During the data processing, it is necessary to clean and deduplicate the data.5.之后，对数据进行建模和分析。
After that, model and analyze the data.6.接着，对数据进行可视化，以便更好地理解和展示数据。
Then, visualize the data for better understanding and presentation.7.在处理数据的过程中，需要确保数据的准确性和完整性。
During the data processing, it is important to ensure the accuracy and completeness of the data.8.同时，还需要进行数据安全和隐私保护。
At the same time, data security and privacy protection are also needed.9.最后，根据分析结果制定相应的策略和方案。
Finally, develop corresponding strategies and plans based on the analysis results.10.一旦数据处理完成，需要进行结果的验证和验证。
SolidWorks逆向工程的方法与应用研究
SolidWorks逆向工程的方法与应用研究逆向工程是指通过对产品或零部件的实体进行逆向建模和分析，以了解其形状、结构和性能等特征，并可用于设计改进、制造、仿真模拟以及产品维护和更新等方面。
在逆向工程领域，SolidWorks是一种功能强大且广泛应用的三维计算机辅助设计（CAD）软件。
本文将研究SolidWorks逆向工程的方法与应用。
一、逆向工程的方法及流程1. 获取数据：逆向工程的第一步是通过使用扫描仪、激光测量仪或其他测量设备获取产品的实际几何数据。
这些数据可以是点云数据、网格数据或CAD文件等。
2. 数据处理：得到原始数据后，需要对其进行处理，以便在SolidWorks中进行后续操作。
这可能涉及到数据清洗、滤波、修复和曲线拟合等步骤。
3. 数据导入：将处理后的数据导入SolidWorks中进行后续操作。
SolidWorks提供了多种导入格式的选项，如STL、IGES、STEP等。
选择合适的导入格式可以确保准确导入数据。
4. 几何重建：在SolidWorks中，逆向工程的核心任务是重建三维模型。
可以使用多种方法进行几何重建，如NURBS曲线拟合、曲面重建、实体建模等。
5. 模型验证：在完成几何重建后，需要对重建的模型进行验证。
这通常涉及到与原始数据进行比较，进行误差分析，并采取必要的调整和修复措施。
6. 后续操作：完成模型验证后，可以进行后续操作，如设计改进、产品优化以及与其他软件的集成等。
二、SolidWorks逆向工程的应用逆向工程在各个行业都具有广泛的应用。
以下是SolidWorks逆向工程在几个行业中的应用案例：1. 汽车制造业：在汽车设计和制造过程中，逆向工程可以通过对现有车辆或零部件进行扫描和建模，以帮助设计师进行改进或重新设计。
通过SolidWorks的强大功能，可以更快速地进行设计评估和优化。
2. 工业制造业：逆向工程在工业制造过程中也发挥着重要作用。
通过对现有设备和零部件进行逆向建模和分析，可以帮助改进产品设计、提高生产效率以及优化设备维护等方面的工作。
逆向工程中数据的处理
文章编号:1008-1658(2004)02-0001-05逆向工程中数据的处理田竹友1,简斌2(1.北京机械工业学院 机械工程系, 北京100085;2.北京航空航天大学 机械工程系, 北京100084)摘 要:讨论了逆向工程中几种数据采集的方法以及经采集后的数据如何进行处理。
测量中进行数据采集常用随机采集法、网格采集法、H ammersely 点法和故障函数法等。
数据处理的一个重要工作是对扫描点进行编辑,如补偿点产生、噪声点删除、数据点精化、数据点加密以及坐标转换等。
还叙述了一般产品建模技术。
关 键 词:逆向工程;数据处理;建模技术中图分类号:TH 122 文献标识码:AAnalysis on data processing in reverse engineeringT IAN Zhu you,JIAN Bin(1.Department of M echanical Engi n eering,Beiji ng Institute of M achinery,Beijing 100085,China;2.School of M echanical Engineer ing and Automation,Beijing U niversity of Aeronautics and Astronautics,Beiji ng 100084,China)Abstract :Several methods of data collecting and data processing in reverse engineering are dis cussed.Random collection,w eb collection,Hammersely s points and failure function are the methods commonly used in the measurement w hen collecting data.In data processing,a very im potant job is to edit the cloud data,such as to produce more precise cloud data,delete noise points,g ive better accuracy in data,transform the coordination and so on.Finally,the technolog y of common model construction is presented.Key words :reverse eng ineering ;data processing ;technology of model construction在逆向工程过程中,形状测量是最基本和必要的一步。
《逆向工程及快速成型技术》课程标准
《逆向工程与快速成型技术》课程标准一、基本信息1．课程地位：逆向工程与快速成型技术是“模具设计与制造专业”的一门专业选修课程，通过本课程学习，学生应掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机电产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。
2．课程任务：本课程教学任务是使学生认识逆向工程与正向设计的关系，掌握逆向工程的设计思路；掌握几种快速原型制造工艺，具备面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术的能力。
3．课程衔接：《数控加工工艺与编程》、《UG设计基础》、《CAD制图》、《三维扫描与逆向建模》等课程。
三、课程目标本课程目的是使学生掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机械产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。
四、课程理念1．课程设计原则：围绕专业知识、能力与素质矩阵，根据本课程教学内容，结合后续课程及工程技术岗位的需要，优化课程教学内容，分解课程知识与能力模块，以实施理论与实践双融合教学为理念，借助课堂精讲（或精品课程平台、工厂实际操作视频），完成课程理论知识的教学，以实验设计和生产问题解决形式（课内训练、课外作业）实现动手能力训练。
通过“教、学、做、评一体化”完成该课程教学。
2．课程内容结构：（1）课程项目学习安排：课内以项目讨论学习为主，过课堂教学和应用实践等多个环节，使学生掌握快速成型与快速制模的理论原理、技术方法和工程应用，为今后从事相关领域的科学技术研究，解决工程实际问题奠定坚实的基础。
通过实验，了解逆向工程中原始数据的采集方法和应注意的问题；掌握三维结构光扫描装置的基本操作和相关知识元；掌握Geomagic软件的基本操作。
了解快速成型的原理及其与传统加工工艺的区别；了解不同快速成型方式的优点、缺陷和应用范围。
逆向工程工艺流程
逆向工程工艺流程
《逆向工程工艺流程》
逆向工程是指通过对产品、构件或系统进行分析、研究和测试，以了解其设计和制造过程的一种技术。
在工业设计、产品改进和竞争情报收集等领域都有广泛的应用。
逆向工程的工艺流程通常包括以下几个步骤：
1. 数据采集：首先，需要收集目标产品的相关数据，包括3D
模型数据、物理尺寸、材料成分等。
这可以通过扫描、测量、摄像、X射线等方式进行。
2. 数据处理：收集到的数据需要经过处理，比如进行数据清洗、重构3D模型、提取特征等。
这一步是为了确保数据的准确性
和完整性。
3. 分析和研究：对处理后的数据进行分析和研究，了解产品的设计和制造过程。
这包括工艺流程、材料选型、结构设计等方面的研究。
4. 制造原型：根据分析结果，可以开始制造产品的原型。
这通常包括使用快速成型技术或传统加工方法进行制造。
5. 产品改进：通过研究和分析，可以发现产品存在的问题或改进的空间。
可以基于原型进行改进设计，以提高产品的性能和质量。
总的来说，逆向工程的工艺流程是一个将目标产品进行分析、研究和改进的过程。
通过这个过程，可以更好地了解产品的设计和制造过程，为产品的改进和竞争提供技术支持。
机械逆向工程的工作流程
机械逆向工程的工作流程英文回答：Mechanical Reverse Engineering Workflow.1. Data Acquisition.The first step in mechanical reverse engineering is to acquire data about the target object. This can be done through various techniques, including:3D scanning: Uses a laser or structured light to create a digital model of the object.Coordinate Measuring Machine (CMM): Uses a probe to measure the dimensions of the object from physical contact.Photogrammetry: Takes multiple photographs from different angles and uses software to create a 3D model from them.2. Data Processing.Once the data has been acquired, it needs to be processed to prepare it for further analysis. This involves:Cleaning: Removing noise and artifacts from the data.Alignment: Aligning different scans or measurements to create a complete model.Meshing: Converting the point cloud data into a solid model.3. Feature Extraction.The next step is to extract features from the model. Features can include:Geometric features: Edges, surfaces, holes, etc.Functional features: Threads, gears, assemblies, etc.Material properties: Strength, hardness, etc.4. Design Analysis.The extracted features can then be analyzed to understand the design of the target object. This includes:Identifying the functional components and their relationships.Determining the manufacturing processes and tolerances.Evaluating the overall performance and reliability of the object.5. Modeling and Simulation.Based on the design analysis, a new model of the object can be created using CAD software. This model can then be used for:Simulation: To predict the object's behavior under various operating conditions.Modification: To make improvements or changes to the design.Prototyping: To create a physical prototype for testing and validation.6. Documentation.Finally, the results of the mechanical reverse engineering process should be documented. This includes reports, drawings, and models that describe the target object's design, features, and performance.中文回答：机械逆向工程工作流程。
逆向工程中数据测量技术及测量误差研究
逆向工程中数据测量技术及测量误差研究
张孝林 ，户艳 ，杨 晓龙
（ 西安航 空技 术 高等专科 学校 ，陕西西安 ７ ０ ７ ） １０ ７
摘要 ：在研究三坐标测量原理的基础上 ，通过大量的实验 ，从数据测量 的完整性 、精确性方 面对数据采集 问题 进行 了 研究 。通过正交实验 ，分析 Ｌ Ｈ ０ Ｓ ８ ０参数设置对测量精度 的影响 ；分析待 测件表 面特征 ，如表 面颜 色 、倾 斜度 、光 泽等对 测量结果 的影响 ，得到不同表面特征对测量数据的影响规律。结果表 明 ：选 择合适 的测量参 数 、进行合理 的测量方 案规划 是得到完整点云数据 的保证 。
表 ３ 极差分析表
０３ ０４５ ． ５ ： ．１ ０ ．１ ５ ０３ ｌ ６ ６ ８
Ｉ 匝 ２
２ １２ 设计实验正交表并进行测 量 ．．
０ ４７圆 ．７ ３
０３ ． ３ ５８
０ ３ ５７ ． ７ ０ ３ ３ ０ ． １
Ｉ ．２ ４ ３ ０ ７２圃
分别代表 扫描 步 距 、物 体 颜 色 、扫 描 方 式 、环 境 光 照 。为消除人为 随机误差 ，保证实 验数 据的可靠性和
准确性 ，这里每一个实验做 ３次重复实验 ，取其平 均 值。共 １ 个 实验 ，测量结 果如表 ２ ６ 所示 。
・
９ ・ ２
机床与液压
第３ ９卷
球 的扫描误差最小。为了进一步验证结果 ，使用上述 实验 条 件 进 行 ３次 验 证 实 验 ，测 量 误 差 分 别 为 ： ０ １ １ 、０ １２ 、０ １２３ ．８ １ ．８ ． ８ ，平均值是 ０ １ １ 。与表 ０ ．８ ８ ２对照 ，可知在此扫描条件下测量误 差最小 。由此 证 明此次正交实验 的结果可以作为球状物体 扫描测量 的
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4.减少噪声点(Reduce
2) Reduce Noise 的 操作须在取样处理 (Sampling)之前。 噪音点：是由于扫 描设备轻微振动或 较差的模型表面所 引起的粗糙点，即 工件的抄数无差点
图2-22 减少噪声点对话框
4.减少噪声点(Reduce
图2-23 选择的噪声点误差统计
图2-40 上下两部分拼合所选择的点
6.手工对齐整个模型
图2-41 对齐后的完整模型
6.手工对齐整个模型
图2-42 全局对齐操作
7.自动对齐模型
1)达到了所要求的误差。 2)执行了最大的迭代次数。 3)执行了所规定的迭代次数，但结果没有收敛。
8.合并数据
图2-43 自动对齐数据结果分析
8.合并数据
原因？
2、删除离散点。
3、减少噪音点。
4、一致取样或曲率取样。
5、封装。
6、创建标准特征。
7、隐藏创建的曲线，补孔。
8、整理边界。
远离我们的主点云
二、测量数据预处并理且并操不作参步与骤我们
1、启动Geomagic Stu想di要o的软任件何，几打何开形点云数
据文件。
状的表达的点。
2、删除离散点。
3、减少噪音点。
1.打开文件
图2-17 单视角点云数据处理流程
1.打开文件
图2-18 扫描数据点
2.删除体外点(Outliers）
图2-19 体外点显示
3.删除无联系点(Disconnected）
图2-20 串选体外点
3.删除无联系点(Disconnected
离散点：并不 是实物的表面， 而是抄数过程 中不小心抄到 的，比如墙壁、 工作台或支撑 夹具等
9、删除不需要的细节。
10、简化模型。
由于模型简单， 可以减少一些三 角形，节约资源。
接下来！
2.6.2.1 数据处理命令及工作流程
表2-5 多视角数据对齐拼合命令列表
2.6.2.1 数据处理命令及工作流程
图2-34 多视角扫描点云数据处理流程
2.6.2.2 多视角数据对齐合并处理实例
1.上部分数据模型导入 2.改变显示参数 3.删除孤立数据点 4.手动对齐上部分模型 5.下部分模型数据输入 6.手工对齐整个模型 7.自动对齐模型 8.合并数据 9.结果显示
6、创建标准特征。墙壁或是工件的支撑架
7、隐藏创建的曲线等，等补。孔。
8、整理边界。
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic St1u、di什o 么软是件噪，音打点开？点云数
据文件。
2、噪音点产生的
2、删除离散点。 原因？
3、减少噪音点。
4、一致取样或曲率取样。
5、封装。
6、创建标准特征。
2.改变显示参数
图2-35 多视角的数据模型
4.手动对齐上部分模型
图2-36 手动Registration界面
4.手动对齐上部分模型
图2-37 两视图上点的选择
4.手动对齐上部分模型
图2-38 两视图拼合后的模型
4.手动对齐上部分模型
图2-39 六视图拼合后的模型
5.下部分模型数据输入
6.手工对齐整个模型
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。
2、删除离散点。
3、减少噪音点。
4、一致取样或曲率取样。
5、封装。
一定的程度上 光滑化边界而
6、创建标准特征又。能保持原来
7、隐藏创建的曲的线精，度补。 孔。
8、整理边界。
9、删除不需要的细节。
10、简化模型。
删除不需要的特 征，根据邻近的 部分点云的曲率 进行填充，最后 还原成顺滑的表 面。
表2-3 PET软件主要功能和操作环境
表2-3 PET软件主要功能和操作环境
2.6.1.1 点编辑处理命令
表2-4 点云编辑命令列表
2.6.1.3 单视角点云数据预处理实例
1.打开文件 2.删除体外点(Outliers） 3.删除无联系点(Disconnected） 4.减少噪声点(Reduce） 5.数据点的精简(Uniform） 6.Wrap生成多边形模型ຫໍສະໝຸດ 二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。
2、删除离散点。 3、减少噪音将形点。点云而变多。成边多形边是 4、一致取样由三或角形曲组率成的取。 样。 5、封装。 6、创建标准特征。 7、隐藏创建的曲线，补孔。 8、整理边界。
二、测量数据预处理操作步骤
逆向工程
单视角、多视角点云前期处理
第９～１１课 GEMAGIC软件初步
主讲 陆宇峰
2.6 Geomagic Studio测量数据预处理实例
2.6.1 单视角数据点预处理 2.6.1.1 点编辑处理命令 2.6.1.2 单视角点云数据预处理流程 2.6.1.3 单视角点云数据预处理实例 2.6.2 多视角数据对齐合并处理 2.6.2.1 数据处理命令及工作流程 2.6.2.2 多视角数据对齐合并处理实例 2.7 小结
2、删除离散点。 3、减少噪音点。 4、一致取样或曲率取样。 5、封装。 6、创建标准特征。 7、隐藏创建的曲线，补孔。 8、整理边界。
9、删除不需要的细节。 10、简化模型。
二、测量数据预处1、理什操么作是步离骤散点？
1、启动Geomagic Stu2d、io离软散件点，产打生开的点云数
据文件。
一、测量数据预处理实例包含内容如下： 1、在保持点云的几何形状的前提下通过各种 取样工具来减少点云的点数目。 2、通过减少在扫描过程中因为扫描仪的波动 所产生的各种噪音（noise）以提高点云的质量。 3、使用点云生成多边形并熟悉各种多边形的 编辑功能。
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。
图2-29 自动选取体外点——全部窗口
5.数据点的精简(Uniform）
图2-30 简化数据点对话框
5.数据点的精简(Uniform）
图2-31 简化后的点云数据模型
5.数据点的封装(Wrap)
图2-32 Warp对话框
6.Wrap生成多边形模型
图2-33 数据预处理后的多边形模型
Geomagic Studio 测量数据预处理
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-24 减少噪声点之前的曲面
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-25 减少噪声点之后的曲面
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-26 可视化噪声点减少结果
4、一致取样或曲率取样。
5、封装。
6、创建标准特征。
7、隐藏创建的曲线，补孔。
8、整理边界。
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。
2、删除离散点。
3、减少噪音点。 因为我们在扫描过程中
4、一致取样或曲率无取意样中。从背景中取得的，
5、封装。
比如是工程台、房间的
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。
2、删除离散点。
3、减少噪音点。
4、一致取样或曲1率、取因样为扫。描过程中的波 56、 、封 创装 建。 标准特征动23。、、。扫糟描糕仪的的工不件正表确面校。正。 7、隐藏创建的曲线，补孔。 8、整理边界。
7、隐藏创建的曲线，补孔。
8、整理边界。
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic St用ud来io表软示件偏，离打主开点云数
据文件。
点云微小距离并
2、删除离散点。 且是不期望出现
3、减少噪音点。 的点数据。
4、一致取样或曲率取样。
5、封装。
6、创建标准特征。
7、隐藏创建的曲线，补孔。
8、整理边界。
图2-44 合并(Merge)对话框
8.合并数据
图2-45 合并后的数据模型
9.结果显示
图2-46 较好数据点显示
9.结果显示
图2-47 用于合并模型的数据点显示
2.7 小结
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-27 预览部分区域噪声点减少结果
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-28 自动选取体外点——局部窗口
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。