逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用

周子栋

（吉林大学，吉林 长春 130022）

逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用

周子栋

（吉林大学，吉林 长春 130022）

随着汽车制造业的不断发展，逆向工程技术也越来越先进，成为了汽车制造重要的技术，应重视该项技术的应用，使得汽车车身造型设计越来越能够满足人们的需求，符合现代人的审美观。鉴于此，本文主要探讨了逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用。

逆向工程技术；汽车车身；造型设计；应用

随着科学技术的不断发展，逆向工程技术在汽车车身造型设计中得到了广泛的应用，该项技术是说如果设计图以及模型不存在的情况下，根据已有的模型利用数字化技术重建模型，该项技术与传统的技术来说其自身的优越性明显，造型设计精确度以及效率等都非常高，设计的时间也较短，最大化的满足了产品多元化以及个性化等需求。

1 逆向工程技术相关概述

1.1 逆向工程技术含义与原理

逆向工程也被称为反求工程，主要对已有的样品模型等，通过 3D 数字化技术相关测量设备迅速的确定各个产品的轮廓坐标值，按照数据处理、重构曲面结构、编辑与调整后，使将图档转向为通常的CAD/ CAM 系统中，通过一定的加工模式来制作出要求的产品模型，迅速的将其制作并呈现出来，整个一系列的这样的流程我们称之为逆向工程。其通过一定的理论知识与技术方法，不断的去研究产品的使用期限，掌握重要的技术使用，不断的去改革。逆向工程深入的去寻找与产品相关的各项技术。但需要注意的一点是，该项技术不能把它看做是一种普通的复制，而是秉承着再设计的理念，使得产品发挥出更大的价值。通过逆向工程技术，能够很快的显现出基于产品模型的计算机视觉效果，在设计前期阶段，对汽车车身造型设计采取严格的审核与评估，以便于呈现出良好的汽车造型，在市场中取得较大的优势。

1.2 逆向工程技术在车身造型设计中的特点

该项技术的应用是汽车制造业的一大跨越点，其自身有很大的优势，因此才能够得到汽车界的认可与应用，其在车身造型设计中有很多的特点，比如实物反向，对现有的车身，包括各个配件采取测量与判断，必须确保测量数据的准确性，才能够更好的对其进行评估，反向获取到一些设计数据，并且实现功效反向、机能反向、构造反向与材质反向等等。软件反向，其具体来说并不只是在单一的阐述计算机相关软件，实质真正表明车身设计、绘图、设计要求与规范等一系列的技术程序。影响反向，它不依赖实物，也不会去仅凭技术程序执行，将音视频与图纸相结合规划车身设计方案。

2 逆向工程技术在汽车车身造型设计中的具体应用

2.1 逆向工程技术在汽车造型设计中的流程分析

现今阶段，最普遍使用的逆向工程软件是Imageware，其自身的优势显而易见，涵盖了多种应用设备，来更好的为逆向工程设计工程提供有效的点云处理方法与曲面重构性能。下面来具体的分析一下该项技术的具体流程，数据采集，其是该项技术在进行设计的重要步骤，也是最为关键的基础阶段，其方式有两种，分别是是接触式测量和非接触式测量，第二种比第一种效率要好，而且在具体的运行中使用较多，也存在一定的局限性，无法保证其准确性。测量需要最先确定坐标系，一般将汽车前梁的中间作为坐标起始点，以后明横轴，以右明纵轴，以上明立轴，这样才可以保证测量的数据更加的准确，才能够为后续的数据研究与曲面重构做好准备工作。

数据处理在该项技术运用中发挥着重要的作用，其涉及到了多个方面，数据重定位，在进行逆向工程设计阶段会使用较多的数据，如果单单靠一个坐标系测量还不足，通过对测量数据产生变化的称之为过噪声区间，假如没有及时的清除噪声源，会使得模型与实际不一致。采取人工清理噪音源、高斯滤波等等是比较普遍的方法。数据精简，测量数据过于繁杂，工程较大，而且数据量较大，假如出现同样的数据，不光处理较为繁琐，而且曲面结构的质量也无法保证，针对于这一种情况可以采取随机抽样、适当减小等措施，避免这一问题出现。数据插补，通过使用区域分布点的信息插值残缺部位的坐标点，在很大程度上可以呈现出模型的数据信息，如图1所示，零件应先经过数据测量与采集，再进行数据预处理，确定CAD重建模型，CAM需生成NC文件，经过模具加工，才能使得模具成型，但有一个前提，必须满足量产复制的要求。以某款Porsche汽车模型采取车身逆向造型设计为例，都应对数据进行采集与处理，然后进行多边形的补缀与完善，针对于轮廓线还应探索编辑，注重分析曲面的重建构造，曲面产生的偏差需要仔细的研究与分析，不足的地方应及时的修改，最大限度的能够满足CAD汽车车身曲面模型。

图1 逆向工程技术流产图

2.2 曲面重构与评估

曲面重构是指通过分析好的数据信息来建造实体模型，通常会运用曲面重建与直接拟合这两部分方式，第一种是通过把测量点拟成多种曲线，根据曲线组成车身的基本形态等等。第二种是利用空间点组装为曲面呈现的车身形态，在曲面构造过程中，自由曲面是具有一定的困难的，重建时应特别强调曲面次序，确保它们的方向相同，只有这样才可最大限度的防止产生交叉曲面的情况，在这样的流程中，需要遵循大曲面领先、过渡面随后的准则。全面的领会理解车身模型的特征，恰如其分的把它们区分为不同的部分，确保一个单块就拥有高低不平性，才可以使得后面的工作能够及时的做出调节与分析。

曲面在重建工作中应注意一些事项，比如详细的了解测量车身的具体部分与性能，判断车声有无变形或者有无声音的情况，纵观全方面来解析曲面的曲度能否达到规定与要求，还有车身的曲面细节，细节决定失败，应严格的对待。归根结底，曲面评估既要确保车身的整体性能，更要最大化的确保汽车车身的外观，做到车身美丽体面，符合大众消费者的审美观。在曲面拟合过程中使用一定的车身造型技术向曲线等转变，能够呈现出不错的造型外貌，在逆向工程技术中，曲面结构也有这独特的特征，曲面数据较散且杂乱，所以通常不会采取普通的曲面构造方式；曲面的对象一般不会通过单张曲面所组成，具体来说是通过几张曲面采取蔓延、交接、缩减等组成；如图2所示汽车造型设计应根据油泥模型来制定曲图分块方案，再对模型进行信息采集，并进行数据处理分析，缺少的数据应及时的补上，需要注重对曲线曲面的结构进行分析，并且拼接、精修都应认真仔细，一定保持数据的质量，在此基础上进行评估，最后再全面的进行汽车车身造型审查，曲面结构在这一步中至关重要，因此需要全面的考虑各种因素。逆向工程技术的发展与应用为汽车制造业提供了有效的思路，具体的事物可以随时的向模型转变。在此强调的是逆向工程设计不局限于单一的重建构造，它真正意义上是根据不同的措施不断的去完善与提升。

图2 曲面结构图

3 结语

逆向工程技术具有较强的应用性，涉及到多方面，是一项较为先进与优秀的技术，可加快设计的进度，提升汽车车身的性能与雅观，也为汽车在后面研究设计工作提供了有效的导向。因此应大力宣传与推广逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用，促进汽车制造业的可持续发展。只有这样才能够最大限度的为汽车制造企业获取经济效益与社会效益。

[1]诸刚．逆向工程技术在汽车后视镜设计中的应用[J]．工程塑料应用,2015,(3):76-79．

[2]王巍．逆向工程技术及其在汽车研发中的应用[J]．科技与创新,2016,(5):115．

U463.82

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1671-0711（2017）08（下）-0107-02