本文介绍了逆向工程的定义，系统地分析了逆向工程的基本工作流程，包括点云数据的获取、数据预处理和重建模型等过程。并以维纳斯头像重建为例，借助SolidWorks软件，通过ScanT03D插件对点云数据进行数据处理，并进行曲面重构，最终生成实体模型的过程，说明了逆向工程技术在产品几何造型设计中具有较高的应用价值，具有广阔的发展前景。
0 引言
逆向工程技术又叫反求工程技术，是测量技术、数据处理技术、图形处理技术和加工技术相结合的一门综合性技术，它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有新产品进行解剖、深化和再创造，是对已有设计工作的再设计或改进。再创造是逆向工程的灵魂。随着计算机软硬件技术的快速发展，近年来与逆向工程技术相关的软件在新产品设计开发中得到越来越多的应用，逆向工程技术软件主要包括Imageware、Geomagic Studio、Re-Soft，还有就是ProE、NX、CATIA和SolidWorks等自带的逆向工程插件的三维重构软件。其中SolidWorks软件便是当前流行的3D软件之一，其ScanTo3D插件给用户一个完整的、便捷的逆向设计流程，可实现从测量数据采集、产品曲面模型构建、实体模型构建、到快速成型(RP)、数控加工的整个过程，适合在汽车、摩托车的外形覆盖件和内饰件的设计、家电外形设计及艺术品复制等行业中使用。
1 逆向工程的基本步骤
目前，大多数有关逆向工程技术的研究和应用都集中在几何造型，称为实物逆向工程。相对传统设计而言，逆向工程的基本步骤是：
1.1 零件原型数字化
通常采用三坐标测量机或激光扫描仪等测量装置对已有的实物或模型进行准确、高速的扫描，来获取零件原型表面各点的三维坐标值。
1.2 从测量数据中提取零件原型的几何特征
按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原型所具有的设计与加工特征。
1.3 重建零件原型的CAD模型
将分割后的三维数据在CAD系统中进行表面拟合重构，并通过对各个表面片的拼接与求交获取零件原型表面的CAD模型。
1.4 检验与修正重建的CAD模型
对重建的三维CAD模型进行再设计与创造后，最终生成IGES或STL数据，然后再通过快速成型机或数控机床加工出样品的方法来检验模型是否满足精度或其他试验性能指标的要求，对不满足要求的重复以上过程，直到满足设计要求。
综上可知，逆向工程主要包含数据获取、数据预处理、模型重建和快速制造，其具体流程如图1所示。
图1 逆向工程的流程图
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