【正文】 術(shù)。首先在車身的表面噴灑乳白色顯像劑，然后在上面貼Mark標(biāo)記點。Mark標(biāo)記點實際上是后序測量的點云片的拼接所用的定位點。圖3 車身Mark點標(biāo)志點不要貼成直線，貼標(biāo)記點的原則是三維掃描的每幅幅面的范圍內(nèi)應(yīng)該擁有四個標(biāo)記點，四個標(biāo)記點盡量能夠分散，盡量不要在孤立位置和曲率變化較大處。分散的目的就是將將來依據(jù)標(biāo)記點拼接的時候，可以將拼接誤差盡量地減小。標(biāo)記點貼的質(zhì)量直接影響測量的精度。隨著計算機技術(shù)和圖像處理技術(shù)的提高，單幅點云的精度一般都比較高，但是不同的掃描系統(tǒng)之所以出現(xiàn)比較大的質(zhì)量差別就是因為點云片的拼接技術(shù)存在差別。同樣的掃描系統(tǒng)，標(biāo)記點的貼的技巧如果沒有充分掌握，測量出來的結(jié)果可能也有比較大的差別。標(biāo)記點是用于點云片的定位的。因此，標(biāo)記點測量的準確與否對整個車身的測量精度至關(guān)重要。測量的方法一般是采用高精度的相機，在車身上一般還要放置一些測量基準桿件，作為圖像處理時標(biāo)定。對車身上的所有標(biāo)記點從不同角度進行大量的拍攝。然后進行圖像處理，獲得標(biāo)記點的三維數(shù)據(jù)。 汽車逆向的測量工具目前，國內(nèi)外有關(guān)逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產(chǎn)品實物的CA D ，稱為“實物逆向工程”。數(shù)據(jù)測量是通過特定的測量設(shè)備和測量方法獲取產(chǎn)品表面離散點的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類：（1）接觸式數(shù)據(jù)采集方法接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集。接觸式數(shù)據(jù)采集通常使用三坐標(biāo)測量機，測量時可根據(jù)實物的特征和測量的要求選擇測頭及其方向，確定測量點數(shù)及其分布，然后確定測量的路徑，有時還要進行碰撞的檢查。該方法測量精度較高, 但測量效率低。由于測量時接觸被測件易劃傷其表面。適于測量點、特征線、孔等幾何特征（2）非接觸式數(shù)據(jù)采集方法非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要運用光學(xué)原理進行數(shù)據(jù)的采集。1） 線狀激光束測量(相位測量) 。該方法是將周期性的光柵投影到被測曲面上, 通過光柵圖像的調(diào)制解調(diào), 求出被測曲面形狀的三維信息, 測量范圍大、速度快, 但只能測量較平坦曲面, 曲面變化大時測量精度較低。2） 光柵投影式測量(照相測量) 。該方法是將光柵投影到物體表面, 形成一塊待測區(qū)域, 由光學(xué)掃描系統(tǒng)測取實物的表面數(shù)據(jù), 用數(shù)碼像機獲取特征標(biāo)志點的三維坐標(biāo)位置。光柵投影式測量為非接觸測量, 對被測件表面無劃傷, 對復(fù)雜或大面積表面可分塊測量, 測量速度快, 點云密度高。 整理點云數(shù)據(jù)首先，在車身側(cè)面點云數(shù)據(jù)中，利用編輯器的刪除功能，數(shù)據(jù)點跑到車身的外面或內(nèi)部的壞點刪除。點云范圍的選取技巧是，要適當(dāng)保留一定的邊緣部分，以便在擬合曲面時，能夠較為準確地做出其邊緣的形狀。其次，還要手工剔除壞點數(shù)據(jù)。在實體的拍攝過程中，有可能將一些錯誤的數(shù)據(jù)點錄入進來，所以。對于點云數(shù)據(jù)的放大詳細觀察是很有必要的。通過局部放大觀察，可以將一些明顯與結(jié)構(gòu)無關(guān)的數(shù)據(jù)點剔除。以免干擾以后的工作。點云數(shù)據(jù)的數(shù)量是非常龐大的，但并不是都有用。拍攝所得到的點云，不論曲面變化幅度如何，其取點密度都是相同的，所以，可以利用編輯器中的過濾(filter)功能來減少數(shù)據(jù)的數(shù)量。圖4 點云數(shù)據(jù)精簡點云的渲染 對點云鋪面渲染，點云看起來比較像實體，如圖10所示。這樣操作的目的是便于后續(xù)在做曲面的時候，容易分析曲面的大小，方便曲面規(guī)劃設(shè)計等。圖5 渲染效果曲面生成與曲面品質(zhì)分析利用CATIA V5 軟件中數(shù)字化外形編輯器DSE (Digitized ShapeEditor) 、快速曲面重建QSR (QuickSurfaceReconstruction) 、創(chuàng)成式外形設(shè)計GSD(GenerativeShape Design) 和自由曲面造型FS ( Freestyle)等主模塊, 通過點云處理、曲面重構(gòu)與光順對齊對點云進行逆向。圖6 構(gòu)面得到曲面后, 進入模塊Freestyle工作臺中, 利用CATIA提供的Freestyle分析工具分析所重構(gòu)曲面的品質(zhì), 要求曲面之間曲率連續(xù), 曲率變化均勻, 沒有多余拐點。分析結(jié)果見圖圖中斑馬紋規(guī)則順暢, 說明曲面光滑連續(xù), 曲面間過渡沒有銳邊, 曲率變化均勻。衡量曲面質(zhì)量要依據(jù)曲面的連續(xù)方式。曲線、曲面連續(xù)方式有：G0——點連續(xù), 曲線或任意平面與該曲面的交線處處連續(xù)。G1——切線連續(xù), 曲線或任意平面與該曲面的交線處處連續(xù), 且一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。 圖7 曲面質(zhì)量分析G3——曲率連續(xù), 曲線或任意平面與該曲面的交線處處連續(xù), 且二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。G4——曲率相切連續(xù), 曲線或任意平面與該曲面的交線處處連續(xù), 且三階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。斑馬紋效果見圖： （a） G0連續(xù) （b ）G1連續(xù) （c） G2連續(xù)圖曲線、曲面連續(xù)方式從圖看出,G0 連續(xù)曲面沒有窟窿或裂縫, 但是有棱；G1曲面連續(xù), 沒有棱角, 但斑馬線過渡不平滑；G2連續(xù), 所有斑馬線平滑, 沒有尖角。圖8（c）是圖引擎蓋曲面過渡處的局部放大圖, 為連續(xù), 從斑馬紋看出曲面光滑順暢, 過渡自然。汽車外觀給人的感覺要流線順暢, 反光規(guī)則, 這樣才能有美感。因此, 車身曲面的質(zhì)量對車輛的檔次起著致關(guān)重要的作用。Class A (G2及以上)是各汽車廠商追求的目標(biāo), 所謂A級曲面的定義, （）, 176。以下, 176。以下, 符合這樣的標(biāo)準才能確保鈑件的環(huán)境反射不會有問題。當(dāng)然隨著觀念的轉(zhuǎn)變, 現(xiàn)在對于A級曲面的理解也不再限于精確的數(shù)據(jù)標(biāo)準, 例如設(shè)計師原本的創(chuàng)意并不需要達到這樣的精度（如某處的設(shè)計意圖是一處折痕或銳邊）, 客戶個性化定制等, 使得級面的含意并不那么精確。CAE分析及優(yōu)化設(shè)計在現(xiàn)代汽車中，CAE應(yīng)用起著舉足輕重的作用，在指導(dǎo)設(shè)計、提高質(zhì)量、降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期上發(fā)揮著日益顯著的作用。CAE應(yīng)用于車身開發(fā)上成熟的主要方面有：剛度、強度（應(yīng)用于整車、大小總成與零部件分析，以實現(xiàn)輕量化設(shè)計）、NVH分析（各種振動、噪聲、包括摩擦噪聲、風(fēng)哭聲等）及機構(gòu)運動分析等；而CATIA可以對車身進行網(wǎng)格劃分，進行有限元分析，從而改善車身受力情況和NVH性能對汽車安全性和使用壽命有較好的優(yōu)化作用。某車型在CATI環(huán)境下的CAE分析，如下圖：圖9 某車型在CATIA環(huán)境下的CAE分析結(jié)論：逆向設(shè)計是汽車開發(fā)的一條非常有效,而且完全可以實現(xiàn)的開發(fā)模式,其成本低、開發(fā)周期短、開發(fā)見效快,是汽車產(chǎn)品最具實用價值的一種高科技開發(fā)形式,也是一種快捷的汽車開發(fā)手段,已成為現(xiàn)代汽車產(chǎn)品開發(fā)的主流形式. 從實物獲取三維數(shù)據(jù),然后將此數(shù)據(jù)通過加工設(shè)備變成實物. 在當(dāng)今汽車行業(yè)競爭激烈的情況下,為了加快汽車開發(fā)的進度,許多汽車廠家或是委托,或是自己進行逆向工程. 其中,國內(nèi)的三大汽車集團和躍躍欲試的汽車公司都正在建立或已經(jīng)建立了自己的逆向能力。而CATIA作為汽車設(shè)計的核心工具，在3D實體造型、曲面造型和線架造型等方面更具有獨特的長處，其可伸縮性和并行工程能力可顯著縮短產(chǎn)品上市時間。因此，CATIA的技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有著舉足輕重的地位，并且逐漸被全世界的汽車開發(fā)制造企業(yè)所認可。參考文獻：［1］ V5 逆向造型設(shè)計[M]. 2004年 北京 清華大學(xué)出版社［2］ V5 北京 機械工業(yè)出版社［3］[M].2004年 北京 清華大學(xué)出版社［4］[M]．2000年 北京 機械工業(yè)出版社［5］[J].