为逆向工程选择连接
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逆向工程2
为逆向工程选择连接3 MySQL 连接5 PostgreSQL 连接6 Oracle 连接7 SQLite 连接8 SSH 设置（只限于MySQL、Oracle 及PostgreSQL 并只支持SSH2 通讯协定）9 SSH 通道的好处10密码验证11公钥验证12 HTTP 设置（只限于MySQL、PostgreSQL 及SQLite）14 SSL 设置（只限于MySQL 及PostgreSQL）15安装OpenSSL 及MySQL 或PostgreSQL 16设置MySQL 或PostgreSQL 的SSL 证书17设置Navicat Data Modeler 的客户端证书20高级设置（只限于MySQL、Oracle 及SQLite）21为逆向工程选择表22
逆向工程
逆向工程是Navicat Data Modeler 其中一个主要功能。这功能让你载入现有的数据库结构以创建新的图表。它支持导入MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQLite 数据库或表。
Navicat Data Modeler 提供向导让你完成任务。
?从主菜单选择工具-> 从数据库导入。
?选择、添加或删除连接。
?选择你要导入的数据库、模式或表。
?点击开始。
为逆向工程选择连接
向导的第一个步骤让你选择服务器连接。如果这是你第一次开啟向导，你需要在选择服务器连接前创建连接。
创建连接
选择管理连接-> 新建连接来开始设置。
?MySQL 连接
?PostgreSQL 连接
?Oracle 连接
?SQLite 连接
Navicat Data Modeler 也提供SSH、HTTP 和SSL 连接设置：
?SSH 设置（只限于MySQL、Oracle 及PostgreSQL）
?HTTP 设置（只限于MySQL、PostgreSQL 及SQLite）
?SSL 设置（只限于MySQL 及PostgreSQL）
注意：Navicat Data Modeler 能让你连接到不同平台上的远程服务器，即Windows、Mac、Linux 及UNIX。
编辑连接
编辑一个连接的信息
?选择一个现有的连接。
?选择管理连接-> 编辑连接。
删除连接
删除一个连接
?选择一个现有的连接。
?选择管理连接-> 删除连接。
?在对话窗口确认删除。
导入连接设置
要导入Navicat（例如：Navicat Premium）连接设置
?选择管理连接-> 从Navicat 导入连接。
?选择连接并点击确定。
注意：
只限于已安装了Navicat（例如：Navicat Premium）的机器上。如果连接已存在，新创建的连接将被命名为「连接名Copy #」。
MySQL 连接
下列的指示引导你通过创建一个新连接的进程。要成功地创建一个新的连接到本机或远程MySQL 服务
器- 不管通过SSL、SSH 或HTTP，都要在相应的框中设置连接属性：连接名、主机名、端口号码、
用户名及密码。
默认情况下，MySQL 提供用户名为「root」和密码为空白。
连接名
一个最恰当地描述你的连接名。
主机名或IP 地址
数据库所在的主机名或服务器的IP 地址。
端口
连接到数据库服务器的TCP/IP 端口。
用户名
连接到数据库服务器的用户名。
密码
连接到服务器的密码。
你可以连接到你的MySQL 远程服务器，但基于安全原因，本机远程直接连接到MySQL 服务器已禁用。因此，你可能不能使用Navicat Premium 或其他类似的MySQL 管理应用程序直接连接到远程服务器，除非已配置用户权限。
如果你的互联网服务供应商（ISP）不提供直接访问其服务器，安全通道协定(SSH) 或HTTP 是另一种解决办法。
PostgreSQL 连接
下列的指示引导你通过创建一个新连接的进程。要成功地创建一个新的连接到本机或远程PostgreSQL 服务器- 不管通过SSL、SSH 或HTTP，都要在相应的框中设置连接属性：连接名、主机名、端口号码、初始数据库、用户名及密码。
默认情况下，PostgreSQL 提供用户名为「postgres」和密码为空白。
连接名
一个最恰当地描述你的连接名。
主机名或IP 地址
数据库所在的主机名或服务器的IP 地址。
端口
连接到数据库服务器的TCP/IP 端口。
初始数据库
连接时，用户连接到的初始数据库。
用户名
连接到数据库服务器的用户名。
密码
连接到服务器的密码。
如果你的互联网服务供应商（ISP）不提供直接访问其服务器，安全通道协定(SSH) 或HTTP 是另一种解决办法。
注意：基于安全原因，本机远程直接连接到PostgreSQL 服务器已禁用。因此，你可能不能使用Navicat Data Modeler 或其他类似的PostgreSQL 管理应用程序直接连接到远程服务器。如需详细信息，请参考下一段的服务器管理。
服务器管理：
默认情况下，PostgreSQL 只允许由使用TCP/IP 连接的本机计算机连接。其他的机器将无法连接，除非你修改在postgresql.conf文件中的listen_addresses，通过修改$PGDATA/pg_hba.conf文件启用基于主机的认证及重开服务器。欲了解更多信息：客户端身份验证
下列的指示引导你通过创建一个新连接的进程。要成功地创建一个新的连接到本机或远程Oracle 服务器- 不管通过SSH，都要在相应的框中设置连接属性：连接名、主机名、端口号码、用户名及密码。
默认情况下，Oracle 在安装时已创建一些用户帐号。管理帐号：SYS、SYSTEM、SYSMAN 及DBSNMP。样本模式帐号：SCOTT、HR、OE、OC、PM、IX 及SH。
连接名
一个最恰当地描述你的连接名。
连接类型
连接到服务器的连接类型：Basic 。
Basic
在Basic 模式中，Navicat Data Modeler 通过Oracle Call Interface (OCI) 连接到Oracle。
OCI 是一个应用程序介面，让程序开发人员使用第三代语言原有进程或函数呼叫来访问Oracle 数据库及控制全部SQL 语句运行的阶段。OCI 是一个标准数据库访问的库和动态链接库形式检索函数。
主机名或IP 地址
数据所在的主机名或服务器的IP 地址。
端口
连接到数据库服务器的TCP/IP 端口。
Service Name/SID
设置用户连接时用的Service Name/SID。选择相应的选项按钮。
用户名
连接到数据库服务器的用户名。
密码
连接到服务器的密码。
如果你的互联网服务供应商（ISP）不提供直接访问其服务器，安全通道协定(SSH) 是另一种解决办法。
下列的指示引导你通过创建一个新连接的进程。要成功地创建一个新的连接到本机或远程SQLite 服务器- 不管通过HTTP，都要在相应的框中设置连接属性：连接名、类型及数据库名。
连接名
一个最恰当地描述你的连接名。
类型
指定数据库的类型。
现有的数据库文件
连接到数据库文件的现有数据库。
新建SQLite 3
在数据库文件创建新的SQLite 3 数据库。
新建SQLite 2
在数据库文件创建新的SQLite 2 数据库。
数据库文件
指定初始数据库文件。如果HTTP 通道打开，你需要输入数据库在你网络服务器的绝对文件路径。
SSH 设置（只限于MySQL、Oracle 及PostgreSQL 并只支持SSH2 通讯协定）
Secure SHell (SSH)是一个通过网络登录其他计算机的程序，在远程服务器运行命令，和从一台机器移动文件到另一台。在不安全的网络中，它提供两台主机之间强大认证和安全加密的的通讯，被称为SSH Port Forwarding (Tunneling)。通常情况下，它是使用为一个Telnet 的加密版本。
在一个Telnet 阶段作业，全部的通讯，包括用户名和密码，会用纯文本传输，让任何人都能监听你的阶段作业及窃取密码或其他信息。这种阶段作业也容易受到阶段作业劫持，一旦你验证，恶意用户就能接管这种阶段作业。SSH 的目的是防止这种漏洞，并允许你在不影响安全性的情况下访问远程服务器的shell。
?SSH 通道的好处。
为确保进来的连接请求是由你发出，SSH 能够使用密码，或公开及私钥对（也称为公钥）验证机制。
?密码验证。
?公钥验证。
注意：请确保在Linux 服务器的参数-「AllowTcpForwarding」设置值为「yes」，否则，会禁用SSH port forwarding。要查找路径：/etc/ssh/sshd_config。在默认情况下，SSH port forwarding 应该已启用。请仔细检查该值的设置。
** 即使服务器支持SSH 通道，然而，如果port forwarding 被禁用，Navicat Data Modeler 就无法通过SSH 端口22 连接。
SSH 通道的好处
SSH 有一个极好功能叫做SSH Port Forwarding，有时也被称为SSH 通道，它允许你创建一个安全的阶段作业，然后通过它打开随心所欲的TCP 连接。通道可以随时创建，几乎不需要任何努力及编程，这令到它们非常有吸引力。在无数不同的方式，SSH Port Forwarding 可以用于安全通信。
许多提供服务器讬管的讬管公司会封锁讬管公司网络以外访问服务器，以及只授予访问給本机（localhost）用户连接。
使用SSH 的多个好处：
?当服务器端口被封锁时，连接到使用了防火墙的服务器。
?自动验证用户，没有发送纯文本的密码，以防止窃取密码。
?多个强大的认证方法，防止安全威胁如欺骗的身份。
?安全和快速的加密和压缩数据。
?安全文件传输。
使用这种模式下，SSH 是几乎和telnet 程序相同。当你进行连接时，它会询问你的密码。输入它后，你会登录或被拒绝。你的密码会首先加密并由网络传送，然后在远程主机解密。这是鼓励大多数用户使用的模式，因为它不需要额外的设置或配置。
下列指示将引导你完成设置使用密码验证的SSH 连接。要成功地创建一个SSH 连接，在相应的框中设置SSH 连接属性：主机名或IP 地址、端口号码、用户名、验证方法及密码。
1.选择SSH 选项卡并启用使用SSH 通道。
2.填写所需的信息：
主机名或IP 地址
SSH 服务器的主机。
端口
SSH 服务器的端口，默认情况下它是22。
用户名
在Linux 机器的用户。（这是一个Linux 用户。它不是一个数据库服务器用户。）
验证方法
在密码验证和公钥验证间选择。
密码
这是一个Linux 用户的密码。
3.在常规设置页面的主机名是由你的数据库讬管公司提供，应设置和SSH 服务器相对。
公钥验证是基于电子签名的使用并提供最佳的安全验证。
要使用公钥验证，有四项需要：
?在你连接到的远程服务器必须有你的公钥。
?在你的本机客户端必须有你的私钥。
?远程服务器必须配置为允许你使用你的公钥登入。
?本机客户端必须配置为当你登入远程服务器时使用你的私钥。
下列指示将引导你完成配置使用公钥验证的SSH 连接。要成功地创建一个SSH 连接，在相应的框中设置SSH 连接属性：主机名或IP 地址、端口号码、用户名、验证方法、私钥及密码短语。
1.选择SSH 选项卡并启用使用SSH 通道。
2.填写所需的信息：
主机名或IP 地址
SSH 服务器的主机。
端口
SSH 服务器的端口，默认情况下它是22。
用户名
在Linux 机器的用户。（这是一个Linux 用户。它不是一个数据库服务器用户。）
验证方法
在密码验证和公钥验证间选择。
私钥
这是和你的公钥一起使用。私钥应该只有你可读。
密码短语
密码短语和密码完全一样，除了它应用于你生成的钥而不是帐号。密码短语的长度是1024 字符以下。
3.在常规设置页面的主机名是由你的数据库讬管公司提供，应设置和SSH 服务器相对。
HTTP 设置（只限于MySQL、PostgreSQL 及SQLite）
HTTP 通道是一种连接到服务器的方法，使用与网络服务器相同的通讯协定（http://）和相同的端口（端口80）。这是当你的互联网服务供应商不允许直接连接到他们的服务器，但允许创建HTTP 连接时使用。
创建HTTP 连接的步骤：
1.上传通道脚本
若要使用此连接方法，首先需要做的就是上传通道脚本到服务器位于的网络服务器。
注意：ntunnel_mysql.php、ntunnel_pgsql.php或ntunnel_sqlite.php是在
Navicat Data Modeler 的安装文件夾中。
2.设置HTTP 通道
下列指示将引导你完成设置HTTP 连接进程。
i.选择HTTP 选项卡并启用使用HTTP 通道。
ii.输入通道脚本的网址，例如：https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,/ntunnel_mysql.php。
iii.如果你的服务器安装了ModSecurity，你可以勾选用base64 编码传出查询选项。
iv.如果通道脚本是在一个密码保护的服务器或你要通过代理服务器来访问网际网路，你可以在验证或代理服务器选项卡提供所需的详细验证数据。
v.在常规设置页面的主机名是由你的数据库讬管公司提供，应设置和HTTP 服务器相对。
注意：HTTP 通道和SSH 通道不能同时运作。当你选择了HTTP 通道，SSH 通道禁用，反之亦然。
SSL 设置（只限于MySQL 及PostgreSQL）
Secure Sockets Layer(SSL) 是一个通过网际网路传输私人文件的协定。为了安全连接到MySQL 或PostgreSQL 服务器，首先你需要做的是安装OpenSSL 库和下载MySQL 或PostgreSQL 数据库源。
创建MySQL 或PostgreSQL 及Navicat Data Modeler 的SSL 连接步骤：
1.安装OpenSSL 及MySQL 或PostgreSQL。
2.设置MySQL 或PostgreSQL 的SSL 证书。
3.设置Navicat Data Modeler 的客户端证书。
注意：PostgreSQL 8.4 或以上版本支持。
安装OpenSSL 及MySQL 或PostgreSQL
安装OpenSSL
1.下载OpenSSL - https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,
2.Linux 命令：[zcat 0.96l.tar.gz | tar xvf -]
3.Linux 命令：[./config]
4.Linux 命令：[make]
5.Linux 命令：[make install]
安装MySQL
1.下载MySQL - https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,
2.Linux 命令：[./configure --with -vio --with -openssl]
3.Linux 命令：[make]
4.Linux 命令：[make install]
注意：请确保MySQL 服务器支持OpenSSL 使用查询语句：[SHOW VARIABLES LIKE
'have_openssl';] - 返回值= YES
安装PostgreSQL
1.下载PostgreSQL - https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,
2.Linux 命令：[./configure --with-openssl]
3.Linux 命令：[gmake]
4.Linux 命令：[gmake install]
注意：请确保PostgreSQL 服务器支持OpenSSL 使用查询语句：[SHOW ssl;] - 返回值= ON
设置MySQL 或PostgreSQL 的SSL 证书
要创建服务器或客户端证书，用root 登录Linux 服务器并使用Shell 命令如下：
MySQL
1.DIR=`pwd`/openssl
2.PRIV=$DIR/private
3.mkdir $DIR $PRIV $DIR/newcerts
4.cp /usr/share/ssl/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f $DIR
5.replace ./demoCA $DIR -- $DIR/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f
6.生成Certificate Authority (CA)
/usr/local/ssl/bin/openssl req -new -x509 -keyout $PRIV/cakey.pem -out
$DIR/cacert.pem -config $DIR/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f
注意：如果「PEM」是需要的，请通过以下步骤输入另外的「PEM pass」。
7.创建服务器的请求和密钥
/usr/local/ssl/bin/openssl req -new -keyout $DIR/server-key.pem -out
$DIR/server-req.pem -days 3600 -config $DIR/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f
8.从密钥移除密码短语（非必须的）
/usr/local/ssl/bin/openssl rsa -in $DIR/server-key.pem -out $DIR/server-key.pem
9.签署服务器证书
/usr/local/ssl/bin/openssl ca -policy policy_anything -out $DIR/server-cert.pem
-config $DIR/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f -infiles $DIR/server-req.pem
10.创建客户端的请求和密钥
/usr/local/ssl/bin/openssl req -new -keyout $DIR/client-key.pem -out
$DIR/client-req.pem -days 3600 -config $DIR/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f
11.从密钥移除密码短语（非必须的）
/usr/local/ssl/bin/openssl rsa -in $DIR/client-key.pem -out $DIR/client-key.pem
12.签署客户端证书
/usr/local/ssl/bin/openssl ca -policy policy_anything -out $DIR/client-cert.pem -config $DIR/https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f -infiles $DIR/client-req.pem
13.创建一个https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f文件来测试证书。保存于/etc或MySQL 数据目录（通常在源安装的
/usr/local/var）
https://www.wendangku.net/doc/3a15107146.html,f范例属性：
[client]
ssl-ca=$DIR/cacert.pem
ssl-cert=$DIR/client-cert.pem
ssl-key=$DIR/client-key.pem
[mysqld]
ssl-ca=$DIR/cacert.pem
ssl-cert=$DIR/server-cert.pem
ssl-key=$DIR/server-key.pem
14.要开始MySQL 程序类型：
/usr/local/libexec/mysqld -u mysql &
or
/usr/local/sbin/mysqld -u &
PostgreSQL
1.要创建一个服务器的快速自签署证书，使用以下的OpenSSL 命令：
openssl req -new -text -out server.reqm
2.填写openssl 要求的信息。请确认你输入的本机主机名为「Common Name」；要求的密码可
以留空。程序会生成一个密码保护的密钥；它不会接受一个少于 4 个字符长度的密码短语。要移除密码短语（你必须，如果你想要自动启动的服务器），运行命令：
openssl rsa -in privkey.pem -out server.key
rm privkey.pem
3.输入旧的密码短语来解开现有的密钥。现在做的：
openssl req -x509 -in server.req -text -key server.key -out server.crt
4.将证书变为自签署证书和复制密钥及证书到服务器将在那裹查找他们。最后做：
chmod og-rwx server.key
设置Navicat Data Modeler 的客户端证书
下列指示将引导你完成配置Navicat Data Modeler 和MySQL 或PostgreSQL 服务器之间使用SSL 的连接进程。要成功地创建一个SSL 连接，请填写步骤1 及步骤2，并在相应的框中设置连接属性。
MySQL
1.选择SSL 选项卡并启用使用SSL。
2.提供验证数据，填写所需的信息：
客户端密钥、客户端证书及CA 证书通常保存在你的服务器- /usr/local/openssl。请从远程服务器复制他们到本机计算机。指定密码检索表（非必须的）只需要在ssl_type栏位设置为「SPECIFIED」- [ ssl_type 可以在名为「mysql」的系统数据库中找到->「user」表]。
指定密码检索表的范例是「EDH-RSA-DES-CBC3-SHA」，可以填写在上面显示的连接属性或下面的「mysql」数据库-> 「user」表-> 「ssl_cipher」blob 栏位。
PostgreSQL
1.选择SSL 选项卡并启用使用SSL。
2.选择SSL 模式。
require - 只尝试一个SSL 连接。
verify-ca - 只尝试一个SSL 连接，并验证服务器证书是由受信任的CA 发行。
verify-full - 只尝试一个SSL 连接，验证服务器证书是由受信任的CA 发行及服务器主机名符合证书內的。
3.要提供验证数据，启用使用验证并填写所需的信息：
客户端密钥、客户端证书及CA 证书通常保存在你的服务器- /usr/local/openssl。请从远程服务器复制他们到本机计算机。
证书撤销列表指定SSL 证书撤消列表（certificate revocation list - CRL）的文件路径。
对于PostgreSQL 服务器，OpenSSL 支持区域广泛不同强度的密文和验证算法。当密文列表可以在OpenSSL 设置文件中指定，你可以透过修改postgresql.conf 中的ssl_ciphers 指定数据库要使用的密文。
逆向工程实验指导书
实验一：逆向工程技术实验三维测量操作 一、实验目的 了解逆向工程的基本原理和工作流程，初步掌握使用柔性关节臂式三坐标扫描仪系统对样件进行测量的方法，并了解利用测量所得的数据进行三维重构的过程。 二、实验的主要内容 样件外形测量与三维重构。 三、实验设备和工具 柔性关节臂式三坐标扫描系统 装有IMAGEWARE软件的计算机 四、实验原理 1、三维测量的方法简介 不同的测量对象和测量目的，决定了测量过程和测量方法的不同。 2、非接触式测量的三角测量原理 激光探头的测量原理目前均以三角法为主。如下图所示，激光由激光二氧化碳激光发生器产生，经聚光透镜（F1）投射到工件表面，由于光束反射作用，部份光源经固定透镜（F2）聚焦后投射在光传感器（D）上。当物体沿y方向上下运动或者探头沿y方向移动，其散射光投射在光传感器的位置（X）亦将改变。 2、柔性关节臂式三坐标扫描仪系统简介 柔性关节臂式三坐标扫描仪系统由柔性关节臂式（FARO）三坐标测量机和Kreon激光扫描系统构成。 Kreon激光扫描系统是基于激光截面三角测量的原理，对工件表面进行非接触式的扫描，在激光线条上采集非常密集的数字化(坐标)点，通过与电子控制器(ECU)的连接，记录激光线与工件相交的位置。摄像机摄取激光线位置获得立体影像，ECU电子控制器对每条激光线条上所记录的600个坐标点在Z轴方向的位置，以初始校正时所记录的绝对零位为依据作重复计算。 3、三坐标测量技术在逆向工程上的应用 测量数据的三维实体重构是目前逆向工程领域研究的“瓶颈”，实际应用中，因原始数据的获取方式、三维重构支撑环境、三维重构方法和目标不同，其理论依据、技术路线、算法和工作内容有较大差异。 数据压缩、曲线曲面的光顺处理噪声去除、数据匀化数据预处理曲面重构特征提取与数据分块 五、实验方法和步骤 1、Kreon激光扫描系统数据处理”-->“SELECT MACHINE”，在对话框中选“FARO Arm.par”，按OK，跟着会出现一个读取ECU的进程。 “Services”-->“Positioning” 将工件放在台面上使扫描头能扫到所有要扫的面。被扫工件应先喷上显像剂 Digitization --> Add digitization：Name(Path) 按Run digitization定义步距、频率等 按Record开始扫描，一个方向扫完后，可用Face检查，未扫到部分再换方向局部补扫。将已扫的结果点云过滤。 将结果输出，保存为逆向工程软件所用的格式文件。 2、在逆向工程软件中处理测量所得的数据，并进行曲面重构，得到计算机三维模型，最后在三维CAD软件中完成样件的三维造型设计。
逆向工程技术实训报告模版
重庆理工大学 逆向工程技术实训 说明书 设计题目： 指导老师： 姓名： 专业： 学号： 学院： 中国重庆
2013年月 前言 关于逆向工程技术实训： 逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。它是根据已经存在的产品或零件原型，重新构造产品或零件的三维模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。在整个逆向工程中，产品三维几何模型的CAD重建是最关键的，最复杂的环节。因为只有获得了产品的CAD模型，才能够在此基础上进行后续产品的加工制造、快速成型制造、虚拟仿真制造、产品的再设计等。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计学科，是CAD领域最活跃的分支之一。 逆向工程软件部分品牌有Imageware、ICEM、CopyCAD、Rapid Form 等，本此实训我们利用Imageware软件对产品进行分析、处理。通过逆向工程技术的实训，可以对本软件更加的熟悉并运用，以达到专业技术的初步水平。可以使我们在课堂上的学习与实际的运用相结合，获得在传统的课堂教育得不到的新能力，并且让我们能够掌握整个逆向工程的过程，并且积累设计经验。通过实训过程，更能够了解到自己在专业知识的不足，锻炼独立思考能力和提升团队合作能力，同学们可以相互取长补短。真正意义上的实训有别与以往的传统课堂教学模式，这种实训方式让我们不在一味的依赖老师，而是利用各种方式独立解决问题；同时这种实训方式也让我们在实体建模过程中贯穿国际标准的使用规
范，这些都为以后的实际运用及社会工作打下坚实的基础。 目录 第一节、设计题目 0 第二节、设计流程分析 0 第三节、点云的处理 (1) 第四节、导弹一的设计 (4) 第五节、导弹二和机头的设计 (7) 第六节、导弹三的设计 (9) 第七节、导弹四的设计 (11) 第八节、轮子和机轮架的设计 (13) 第九节、导弹五的设计 (16) 第十节、机身、机尾、尾翼和落脚板的设计 (19) 第十一节、侧翼和机盖的设计 (22) 第十二节、机下身部位的设计 (25) 第十三节、后处理 (26) 苏27战斗机逆向设计所得图 (29)
逆向工程三维建模关键技术
逆向工程与快速原型技术 （综合技能训练及评价） 题 目 逆向工程三维建模关键技术 综合创新训练 姓 名 ******* 学 号 *********** 专业班级 机制**** 授课教师 ****** 分 院 机电与能源工程分院 完成日期 **** 年 **月 *日 宁波理工学院
绪论 (3) 0.1什么是逆向工程 (3) 1.2逆向工程的基本操作步骤 (3) 第一章点云摆正综合练习 (4) 1.1目的和意义 (4) 1.2 点云数据摆正的原理及实现流程 (4) 1.3 点云数据摆正综合练习及具体实现步骤 (4) 第二章逆向建模特征线构建技术 (15) 2.1 目的和意义 (15) 2.2 曲面对齐与拼接的原理及实现流程 (15) 2.3曲面对齐与拼接综合练习及具体实现步骤 (15) 3.1 目的和意义 (32) 3.2 曲线构建的原理及实现流程 (32) 3.3 曲线构建及具体实现步骤 (32) 4.1 目的和意义 (36) 4.2 曲面重构的原理及实现流程 (36) 4.3点云拼接综合练习及具体实现步骤 (36) 第五章：点云数据修补综合练习 (41) 5.1 目的和意义 (41) 5.2 曲面重构的原理及实现流程 (41) 5.3点云拼接综合练习及具体实现步骤 (41) 第六章总结与反思 (49)
绪论 0.1什么是逆向工程 逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同,逆向工程是对已有的产品零件或原型进行CAD模型重建，即对已有的零件或实物原型，利用三维数字化测量设备准确的、快速的测量出实物表面的三维坐标点，并根据这些坐标点通过三维几何建模方法重建实物CAD模型的过程，它属于产品导向（product oriented）。逆向工程不是简单的再现产品原型，而是技术消化、吸收，进一步改进、提高产品原型的重要技术手段；是产品快速创新开发的重要途径。通过逆向工程掌握产品的设计思想属于功能向导。 1.2逆向工程的基本操作步骤
逆向工程设计
机械零部件逆向工程设计认知 与操作实验 学院（部）：机械工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师：陈清华陈加胜 2013年 6 月25日
机械零部件逆向工程设计认知与操作实验 一、实验认知 1.概念解释 逆向工程（又称逆向技术），是一种产品设计技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目的是，在不能轻易获得必要的生产信息下，直接从成品的分析，推导出产品的设计原理。 逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵害，但是在实际应用上，反而可能会保护知识产权所有者。例如在集成电路领域，如果怀疑某公司侵犯知识产权，可以用逆向工程技术来寻找证据。其工作流程图如下： 图1 逆向工程的工作流程 2.逆向工程的应用领域 逆向工程技术已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，并成为实现新产品快速开发的重要技术手段。一般来说，逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面。在机械领域的实际应用中，主要包括以下几个方面： ①对已有零件的复制，再现原产品的设计意图； ②当原始设计不可得时，用于对已有产品的改型或仿型设计； ③在设备维修中对个别损坏或磨损零件的复制； ④在美学设计特别重要的领域，通常采用真实比例的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果，再通过逆向工程进行设计； ⑤当设计需要实验才能定型的工件模型时，通常采用逆向工程的方法，例如，在航天航空领域，为了满足空气动力学等要求，需要进行风洞实验的产品模型； ⑥数字化模型的检测，如检验产品的变形分析、焊接质量以及零件实物与CAD 模型的比较等。 二、实验操作 1.实验仪器介绍 逆向工程能在拥有现有物理部件之上，利用激光扫描仪、结构光源转换仪或射线断层成样品 3D 点数据 测量 点数据 处理 CAD 曲面创建 CAD 曲面造型 由CAD 生成NC 程序 由CAD 生成STL 文件 模具NC 生成 快速成型 制造 模具 成型 批量加工
逆向工程及其关键技术
逆向工程及其关键技术 院（系）材料科学与工程 专业材料加工工程 学生 学号 2010年5月15日
逆向工程及其关键技术 摘要：随着现代制造业的迅速发展,反求技术在制造领域中的作用日趋重要。它作为一种新的产品设计思想和方法,已越来越广泛地应用于制造领域[1]。通过自动测量机对零件的扫描测量,得到点云,使用逆向造型设计方法,对其进行处理,得到实体模型后,通过工艺分析,生成加工程序代码,对零件进行数控模拟加工[2]。本文对逆向工程中的点云数据获得及输入、点数据的预处理、曲面重构及曲面分析方法进行了详细阐述。 关键字：逆向工程；曲面重构；点云；曲面分析 1 引言 在计算机技术飞速发展的今天,三维几何造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护等各个方面。热点模具网在当今市场经济瞬息万变的环境下,能否快速地生产出合乎市场要求的产品已经成为企业成败的关键。而往往我们都会遇到这样的难题,在没有二维工程图纸或三维CAD数据的情况下,工程技术人员没法得到准确的尺寸,制造模具就更无从谈起。另外一方面,随着测量技术的不断发展和对产品检测要求的提高,测量机也广泛地用于企业的质量检测部门。逆向工程成为满足这一需求的利器[3]。 2 逆向工程的系统及其关键技术 2.1 逆向工程的概念 逆向工程[4] (Reverse Engineering)也称反求工程,是指用一定的测量手段对实物或模型进行数据采集,根据测量数据进行计算机三维模型重建过程的总称。相对于传统的产品设计流程即所谓的正向工程而提出的。正向工程是泛指按常规的从概念设计到具体模型,再到成品的生产制造过程。而反求工程是从现有的模型(产品样件、实物模型等)经过一定的手段转化为概念和工程设计模型,如利用三维坐标测量机的测量数据对产品进行数学模型重构,或者直接将这些离散
1逆向工程关键技术
1.3 逆向工程中的关键技术 1.3.1 数据采集技术 目前，用来采集物体表面数据的测量设备和方法多种多样，其原理也各不相同。测量方法的选用是逆向工程中一个非常重要的问题。不同的测量方式，不但决定了测量本身的精度、速度和经济性，还造成测量数据类型及后续处理方式的不同。根据测量探头是否和零件表面接触，逆向工程中物体表面数字化三维数据的采集方法基本上可以分为接触式(Contact)和非接触式（Non-contact）两种。 接触式包括三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining，CMM）和关节臂测量机；而非接触式主要有基于光学的激光三角法、激光测距法、结构光法、图像分析法以及基于声波、磁学的方法等。这些方法都有各自的特点和应用范围，具体选用何种测量方法和数据处理技术应根据被测物体的形体特征和应用目的来决定。目前，还没有找到一种完全使用于工业设计逆向测量方法。各种数据采集方法分类如图1.3所示。 在接触式测量方法中，CMM是应用最为广泛的一种测量设备；CMM通常是基于力-变形原理，通过接触式探头沿样件表面移动并与表面接触时发生变形，检测出接触点的三维坐标，按采样方式又可分为单点触发式和连续扫描式两种。CMM 对被测物体的材质和色泽没有特殊要求，可达到很高的测量精度（±0.5μm），对物体边界和特征点的测量相对精确，对于没有复杂内部型腔、特征几何尺寸多、只有少量特征曲面的规则零件反求特别有效。主要缺点是效率低，测量过程过分依赖于测量者的经验，特别是对于几何模型未知的复杂产品，难以确定最优的采样策略与路径。
图1.3 逆向工程数据采集方法分类
什么是逆向工程
什么是逆向工程？ 什么是逆向工程？ 不借助于绘图、文档资料或者已有的计算机模型，将一个现有的工件、分总成、或者产品进行复制的过程，被称之为“逆向工程”。该过程通常需要有相应的硬件设备和软件来完成。 什么场合需要逆向工程？ ·某一产品的原始制造商不再生产该产品； ·原始产品设计时没有保留合适的文档资料； ·原始制造商已经没有了，但是客户还需要它的产品； ·原始设计的文档资料丢失或者根本就没有； ·某个产品中不好的特征需要重新设计，比如,过度磨损的地方表示该处必须加以改进；·在长时间的使用之后，加强某个产品好的特征； ·分析竞争对手产品好坏特点； ·为改善产品的性能和特点而探索新的方法； ·获得竞争对手的基准测试方法，理解竞争对手的产品来开发更好的产品； ·原有的CAD模型不够支持现有的修改和加工方式； ·原有的供应商不能或者不愿意提供额外的工件； ·原有设备的制造商不愿意或者不能提供替换工件、或者因为唯一的工件来源而漫天要价；·用更现代的、廉价的技术来更新废弃的材料或者过时的加工工艺。 逆向工程的过程： ·明确系统的各个组件以及它们之间的内在联系； ·以另外一种形式或者更高抽象的技术水平，来创建和表示系统；
·建立该系统的物理表达形式。 开始进行逆向工程之前，需要注意的几个重点： 逆向工程通过获取它的物理尺寸、特征和材料特性，可以复制某个现有的工件。在打算进行逆向工程之前，需要进行很好的费用/效益分析以评估逆向工程项目的合理性。典型地讲，如果被复制的东西有高价值，或者可以进行大规模的生产，逆向工程是比较节省费用的，具有较高的性价比。有时候，即使逆向工程不节省费用，但是某一个产品对于整个系统来说有至关重要，对它进行逆向工程操作也是必须的。 使用CAD集成逆向工程概念的产品开发： 机械零件的逆向工程包括使用使用激光扫描头（仪）或者计算机层析（CT）获取三维点云。使用表面点云来表示工件的几何形状是创建参数化表面模型的第一步。使用逆向工程软件从点云创建一个好的三角片网格模型。然后将三角片云图进行整合、光顺和优化，得到干净均匀的高质量三角片模型，然后对模型进行分析并为CAM（计算机辅助加工）产生刀具加工路径。对于某些产品的表面或者部分尺寸要求比较高的，则可以将三角片模型导入CAD软件生成NURBS（非均匀有理样条）曲线或者NURBS曲面做进一步的精炼、分析、修改并生成加工路径。最后CAM生产出物理零件。 技术服务： ·接触和非接触式（激光）扫描； ·物理零件与CAD模型偏差分析； ·尺寸检测和评估； 逆向工程所需的要素： ·数字化或者扫描硬件（转台式扫描机、便携式扫描仪、激光扫描头与三坐标测量机、激光扫描头与关节臂、激光扫描头与雕刻机等）； ·云图逆向工程软件（比如NXCLONE、IMAGEWARE（SURFACER）、GOEMAGIC、POLYWORK等）
逆向工程技术的应用
逆向工程技术的应用 仿制、仿造已经成为了我国一部分企业的固定生产方式，针对市场热门产品的仿造品屡见不鲜，逆向工程的广泛应用在其中起到了不可忽视的作用。于是，经常有人将逆向工程和非法仿制联系在一起，甚至提出了知识产权保护等法律层面的问题。实际上，逆向工程代表了一种非常高效的产品设计思路和方法。本文从逆向工程设计的概念出发，阐述了现代制造业中逆向工程的概念以及逆向工程在模具制造等行业中的作用。本文对于我们正确认识逆向工程技术有一定的意义。 一、引言 在国外，逆向工程已经作为一种先进的设计方法被引入到新产品的设计开发工作中。我国也有许多企业应
用逆向工程技术，对竞争对手的产品进行改进，以避开艰苦的原型设计阶段，这是一种产品的再设计过程。所谓产品再设计，就是通过观察和测试某一种产品，对其进行初始化，然后拆开产品，逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。这些工作的目的就是要充分理解产品的制造过程，并以此为基础在子系统和零件层面上，优化设计出一种更好的产品。美国的许多工程学院开设了逆向工程课程，教授学生用再设计代替原型设计，作为解决设计问题的一种方法。近年来，在汽车、电子产品等领域人们越来越多地采用逆向工程技术，来部分替代使用多年的原型设计方法。 二、逆向工程的概念 逆向工程（Reverse Engineering，RE）是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。
逆向工程技术的内容及其应用范围
一、逆向工程技术的内容及其应用范围 随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径，将这些实物信息转化为CAD模型，这就应用到了逆向工程技术(Reverse Engineering)。 所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。传统的产品设计一般需要经过图1所示的设计过程。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。它的设计流程如图2所示，与图1的不同之处在于设计的起点不同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。 一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容： (1)新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计。 (2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。 (3)损坏或磨损零件的还原。 (4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。 逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。 二、逆向工程技术实施的条件 1.逆向工程技术实施的硬件条件 在逆向工程技术设计时，需要从设计对象中提取三维数据信息。检测设备的发展为产品三维信息的获取提供了硬件条件。目前，国内厂家使用较多的有英国、意大利、德国、日本等国家生产的三坐标测量机和三维扫描仪。就测头结构原理来说，可分为接触式和非接触式两种，其中，接触式测头又可分为硬测头和软测头两种，这种测头与被测头物体直接接触，获取数据信息。非接触式测头则是应用光学及激光的原理进行的。近几年来，扫描设备有了很大发展。例如，英国雷尼绍公司的CYCLON2高速扫描仪，可实现激光测头和接触式扫描头的互换，激光测头的扫描精度达0.05mm，接触式扫描测头精度可达0.02mm。可对易碎、易变形的形体及精细花纹进行扫描。德国GOM公司的ATOS扫描仪在测量时，可随意绕被测物体进行移动，利用光带经数据影象处理器得到实物表面数据，扫描范围可达8m×8m。ATOS扫描不仅适于复杂轮廓的扫描，而且可用于汽车、摩托车内外饰件的造型工作。此外，日本罗兰公司的PIX-30网点接触式扫描仪，英国泰勒·霍普森公司的TAL YSCAN 150多传感扫描仪等，集中体现了检测设备的高速化、廉价化和功能复合化等特点。为实现从实物——建立数学模型——CAD/CAE/CAM一体化提供了良好的硬件条件。不同的测量对象和测量目的，决定了测量过程和测量方法的不同。在实际三坐标测量时，应该根据测量对象的特点以及设计工作的要求确定合适的扫描方法并选择相应的扫描设备。例如，材质为硬质且形状
逆向工程技术实训报告模版
理工大学 逆向工程技术实训 说明书 设计题目： 指导老师： 姓名： 专业： 学号： 学院： 中国?重庆 2013年月
前言 关于逆向工程技术实训： 逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。它是根据已经存在的产品或零件原型，重新构造产品或零件的三维模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。在整个逆向工程中，产品三维几何模型的CAD重建是最关键的，最复杂的环节。因为只有获得了产品的CAD模型，才能够在此基础上进行后续产品的加工制造、快速成型制造、虚拟仿真制造、产品的再设计等。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计学科，是CAD 领域最活跃的分支之一。 逆向工程软件部分品牌有Imageware、ICEM、CopyCAD、Rapid Form 等，本此实训我们利用Imageware软件对产品进行分析、处理。通过逆向工程技术的实训，可以对本软件更加的熟悉并运用，以达到专业技术的初步水平。可以使我们在课堂上的学习与实际的运用相结合，获得在传统的课堂教育得不到的新能力，并且让我们能够掌握整个逆向工程的过程，并且积累设计经验。通过实训过程，更能够了解到自己在专业知识的不足，锻炼独立思考能力和提升团队合作能力，同学们可以相互取长补短。真正意义上的实训有别与以往的传统课堂教学模式，这种实训方式让我们不在一味的依赖老师，而是利用各种方式独立解决问题；同时这种实训方式也让我们在实体建模过程中贯穿国际标准的使用规，这些都为以后的实际运用及社会工作打下坚实的基础。
目录 第一节、设计题目 0 第二节、设计流程分析 0 第三节、点云的处理 (1) 第四节、导弹一的设计 (3) 第五节、导弹二和机头的设计 (6) 第六节、导弹三的设计 (8) 第七节、导弹四的设计 (10) 第八节、轮子和机轮架的设计 (12) 第九节、导弹五的设计 (15) 第十节、机身、机尾、尾翼和落脚板的设计 (17) 第十一节、侧翼和机盖的设计 (20) 第十二节、机下身部位的设计 (23) 第十三节、后处理 (24) 苏27战斗机逆向设计所得图 (27)
逆向工程关键技术的研究
逆向工程关键技术的研究 姓名:于海江 学号:1082000504 班级:10级5班 专业:车辆工程 沈阳理工大学研究生学院 2011年3月
摘要 逆向工程技术能够降低成本、缩短交货时间、提高产品质量，提高企业在市场中的竞争力，在产品开发中具有重要的作用。本文对逆向工程中的关键技术进行了深入的研究和探讨。 本文主要研究了逆向工程技术的三个关键环节:数据采集、数据处理和曲面重构。依据样件模型的外形特征，总结归纳了规划测量路径的策略，在对各种测量方法研究、对比和分析的基础上提出了数据采集方法选择的原则;结合实例研究了数据重定位、噪声去除、数据精简、数据光顺和数据分割五种数据处理技术，探讨了不同形状点云数据应采取的具体处理方法，提出了点云数据处理的原则;通过对比分析Bezier曲线曲面、B一Spline曲线曲面、NURBS曲线曲面三种曲面的数学模型，得出NURBS曲线曲面具有诸多优点，己成为当前曲线曲面模型的主流，合理的规划路径、恰当的选择数据采集方法和数据处理方法能够构建高品质的曲面，而且能量光顺算法也能够提高曲面的光顺程度。该论文的研究工作丰富了工业产品造型设计的理论和方法，将促进逆向工程在工业设计中的应用和推广。 关键词:逆向工程点云数据 NURBS曲线曲面重构曲面光顺 1.1逆向工程概述 “逆向工程”(Reverse Engineering，RE)，也称反求工程、反向工程等 逆向工程起源于精密测量和质量检验，它是设计下游向设计上游反馈信息的回路 [1] 传统的产品实现通常是从概念设计到图样，再制造出产品，最后通过检测和性能测试，这种开发模式的前提是已完成了产品的蓝图设计或CAD造型，称为预定模式(Prescriptive Model)，我们也称之为正向工程(或顺向 工程)。正向工程流程如图1-1所示。 图1-1正向工程开发流程图 Fig.1-1 Forward engineering flow chart 产品的逆向工程是根据零件(或原型)生成图样，再制造出产品。它是 一种以先进产品设备的实物、样件、软件(包括图样、程序、技术文件等)或影像(图像、照片等)作为研究平台，应用现代设计方法学、生产工程学、材料学和有关专业知识进行系统分析和研究、探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品的技术，是针对消化吸收先进技术采取的一系列分析方法和应用技术 的结合[2] 。逆向工程的流程如图1-2所示。广义的逆向工程包括形状(几何)逆向、
逆向工程技术的应用和发展
逆向工程技术及其发展现状 【摘要】本文介绍了逆向工程的基本概念，重点分析的逆向工程技术过程，阐述了现代制造业中逆向工程的的发展前景以及逆向工程技术的重要应用领域。本文对于我们正确认识逆向工程技术有一定的意义。 【关键词】逆向工程 CAD/CAM solidworks surfacer 反向 一、引言 在国外，逆向工程已经作为一种先进的设计方法被引入到新产品的设计开发工作中。我国也有许多企业应用逆向工程技术，对竞争对手的产品进行改进，以避开艰苦的原型设计阶段，这是一种产品的再设计过程。所谓产品再设计，就是通过观察和测试某一种产品，对其进行初始化，然后拆开产品，逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。这些工作的目的就是要充分理解产品的制造过程，并以此为基础在子系统和零件层面上，优化设计出一种更好的产品。美国的许多工程学院开设了逆向工程课程，教授学生用再设计代替原型设计，作为解决设计问题的一种方法。近年来，在汽车、电子产品等领域人们越来越多地采用逆向工程技术，来部分替代使用多年的原型设计方法。 二、逆向工程的概念 逆向工程（Reverse Engineering，RE）是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。 随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。
逆向工程技术试验
. 《逆向工程与快速成型技术应用》实验报告 苏州市职业大学机电工程学院
. . 实验名称扫描件的数模重构 姓名：黄佳伟 班级：12模具设计与制造3班 日期：2014.9.25 蒋程飞小组成员：黄佳伟解翔宇李长江刘凯李臻
. . 目录 一．实验目的 (3) 二．实验要求 (3) 三．所需的设备、仪器、工具或材料 (3) 四．实验步骤及方法 (3) 五．思考题 (11)
. . 一、实验目的 掌握多边形阶段和形状阶段主要命令的使用方法，会进行多边形阶段或形状 阶段的数据处理，得到理想的完整的曲面模型。 二、实验要求 对多边形数据进行一系列的技术处理，为快速成型提供理想的数据模型。 三、所需的设备、仪器、工具或材料 1.逆向设计软件Geomagic Studio 1 2.0。 2.电脑。 四、步骤及要求 Step 1 将实验一的数据导入。 启动Geomagic Studio 12.0软件，点击【打开】命令，找到储蓄罐文件，点击打开按钮。在视图中将显示出储蓄罐合并后的数据模型，图1。 图1
Step 2 通过网格医生、创建流型、填充孔、光顺表面、简化多边形、编辑边界、修复相交区域、边角锐化、特征提取、拟合等操作得到一个完整的理想的多边形数据模型，该模型的具体操作如下。 (1)网格医生 点击【多边形】—【网格医生】，系统弹出图2所示的对话框。点击“应用”按钮，点击“确定”退出对话框。 图2 . . （2）创建流形 该模型是不封闭的，可以创建一个打开的流形。点击【多边形】—【创建流形】—【开流形】，来删除模型上一些非流形的三角形，如图3.
逆向工程技术与应用研究
机械CAD /CAM 逆向工程技术与应用研究 姓名：李倩 学号：S2******* 专业：机械设计及理论
逆向工程技术与应用研究 摘要：随着社会的迅速发展，传统意义上的正向产品开发设计和制造模式已经不能满足企业的需要。逆向工程以产品开发周期大大缩短这一特点而在现代企业中的地位日益重要。随着逆向工程技术的不断发展，其应用领域也日益广泛。本文阐述了逆向工程的基本概念，介绍了主要的逆向工程硬件及商用软件，并重点介绍了数据测量、数据处理、模型重建等逆向工程中的关键技术，最后对逆向工程的发展前景进行了展望。 关键词：逆向工程；硬件；软件；关键技术；发展前景 1引言 由于零件形状十分复杂，很难准确地在CAD软件上设计出实体模型，而通过手绘或手工捏塑来设计产品，其原型很难完全在CAD软件中体现。在没有图样和参数情况下，用传统方法仿制产品较困难也不够准确，计算机模型比实体模型缺少“真实感”和可“触摸性”，市场上的许多三维CAD软件可能对某些产品造型设计而言，并不十分适用，况且计算机模型本身也需要检验。针对上述问题，提出逆向工程技术。逆向工程（Reverse Engineering，RE）产生于20世纪80年代末至90年代初，广泛应用于精密测量和质量检验领域，是设计下游向设计上游反馈信息的回路。目前，大多数关于逆向工程的研究主要集中在实物几何形状的逆向重构上，即产品实物的CAD模型重构和最终产品的制造，称为“实物逆向工程”（简称逆向工程）。 2逆向工程概述 1980年始欧美国家许多学校及工业界开始注意逆向工程这块领域。1990年初期包括台湾在内，各国学术界团队大量投入逆向工程的研究并发表成果。逆向工程，也称反向工程、反求工程，广义的讲它是在已知某种产品的有关信息（包括硬件、软件、照片、广告、情报等）的条件下，以方法学为指导，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，回溯这些信息的科学依据，即寻求这些信息的先进性、积极性、合理性、改进的可能性等，达到充分消化和吸收，然后在此基础上改进、挖潜进行再创造；狭义
逆向工程技术实验
《逆向工程与快速成型技术应用》实验报告 苏州市职业大学机电工程学院
实验名称扫描件的数模重构 姓名：黄佳伟 班级：12模具设计与制造3班 日期：2014.9.25 小组成员：黄佳伟蒋程飞解翔宇李长江刘凯李臻
目录 一．实验目的 (3) 二．实验要求 (3) 三．所需的设备、仪器、工具或材料 (3) 四．实验步骤及方法 (3) 五．思考题 (11)
一、实验目的 掌握多边形阶段和形状阶段主要命令的使用方法，会进行多边形阶段或形状 阶段的数据处理，得到理想的完整的曲面模型。 二、实验要求 对多边形数据进行一系列的技术处理，为快速成型提供理想的数据模型。 三、所需的设备、仪器、工具或材料 1.逆向设计软件 Geomagic Studio 1 2.0。 2.电脑。 四、步骤及要求 Step 1 将实验一的数据导入。 启动Geomagic Studio 12.0软件，点击【打开】命令，找到储蓄罐文件，点击打开按钮。在视图中将显示出储蓄罐合并后的数据模型，图1。 图1 Step 2 通过网格医生、创建流型、填充孔、光顺表面、简化多边形、编辑边界、修复相交区域、边角锐化、特征提取、拟合等操作得到一个完整的理想的多边形数据模型，该模型的具体操作如下。 (1)网格医生 点击【多边形】—【网格医生】，系统弹出图2所示的对话框。点击“应用”按钮，点击“确定”退出对话框。 图2
（2）创建流形 该模型是不封闭的，可以创建一个打开的流形。点击【多边形】—【创建流形】—【开流形】，来删除模型上一些非流形的三角形，如图3. 图3 （3）填充孔 选择【多边形】—【填充单个孔】—【曲率】—【完整孔】，选择要填充的模型上的孔。如图4，图5为填充完成的图片。 图4
逆向工程实验指导书
实验《复杂零件三维扫描实验》指导书 现代设计课内实验实验项目编号： 02010280b 00211337 实验项目名称：复杂零件三维扫描实验（中文） 实验类型：验证 实验学时数：4学时 每组核定人数：6人 适用专业：机械制造 先修课程和环节：掌握机械设计的基础理论；创新设计理论和方法；反求设计基本理论，过程 一、实验目的 1、训练学生熟练掌握机械零件几何量的检测方法和手段，了解零件的几何量的反求分析过程。 2、了解三维扫描的基本原理、扫描点云的后处理，加深根据扫描数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程认识。 3、初步了解逆向工程中使用的各种软件。 二、实验设备 北京天远OKIO扫描仪。精度0.03mm。 1 所示为控制云台的螺杆，可以调节云台上下旋转； 2所示为控制云台的螺杆，可以调节云台水平旋转； 3所示为控制云台的螺杆，可以调整云台左右旋转； 4所示为固定测量头的两个螺丝，用来把测量头固 定到云台上。 三、实验原理 三维扫描仪设备应用于逆向工程技术介绍：①三维扫描速度极快，数秒内可得到100多万点；②一次得到一个面，测量点分布非常规则；③精度高，可达0.03mm；④单次测量范围大（激光扫描仪一般只能扫描50mm宽的狭窄范围）；⑤便携，可搬到现场进行测量； ⑥可对较重、大型工件（如模具、浮雕等）进行测量；⑦大型物体分块测量、自动拼合；⑧大景深：300~500mm；⑨可采集彩色数据。 结构光三维扫描原理：三维扫描仪光栅编码法测量组成原理如图所示，光源照射光栅，经过投射系统将光栅条纹投射到被测物体上，经过被测物体形面调制形成测量条纹，由双目
摄像机接受测量条纹，应用特征匹配技术、外极线约束准则和立体视觉技术获得测量曲面的三维数据。 四、实验步骤 (0)系统标定 摄像机定标（标定）是得到三维世界中物体点的三维坐标与其图像上对应点的函数关系的过程。摄像机定标的精度是决定了系统扫描精度的重要 因素。定标中需要使用到定标块。摄像机定标通过拍摄标 定块在不同位置的图像，来实现对系统的标定。本系统采 用平面标定块，为了能测量空间三维物体，标定块应该放 置在不同的位置，尽量充满待测物体的每次扫描区域可能 占据的空间。 摄像机定标时系统会让用户拍摄若干不同的点位置和三个不同的面位置的定标块图像，摄像机定标的主要步骤如下： 1)从系统菜单进入标定算法模块。 2)将标定块取出，放置到摄像机系统的视野下，尽量覆盖全部的摄像机视野。 3)点击拍摄按钮，拍摄第一幅测量，系统进入计算分析。 4)按照系统要求，调整定标块位置。也可以通过调节摄像机的调节手柄，调整摄像机 相对位置，拍摄第二次和第三次。 5)将标定块反向，使其背面全白的平面朝上放置。 6)按照系统提示，拍摄图像第一次测量。若失败，则重新拍摄。尽量覆盖全部的摄像 机视野。 7)按照系统提示，调节摄像机背面的调节手柄，调整摄像机相对位置，拍摄第二次和 第三次。。 8)系统开始进行计算，计算完成后给出标定的残余误差。 9)误差符合要求，则标定完成。收好标定块。 (1)三维扫描： 10)喷上显像剂，注意喷涂均匀。 11)粘贴标志点，注意间隔均匀，不规则。 12)打开OKIO软件，点击“扫描”下的，“标志点拼接”按钮。 13)开始扫描第一次，扫描完成后，设置保存文件的位置和名称。
逆向工程及其应用
逆向工程及其应用 一、什么是逆向工程 随着科技的发展和人们生活水平的提高，产品的性能和外形发生了很大的改变，原来粗大笨重的产品，正在被小巧玲珑，造型别致的产品所代替，工业产品设计正在成为一种热门的行业，根据人机工程学和美学原理设计的各种使用方便、线条流畅的产品，如轿车、家用电器等，随处可见，这些产品一般都是由一些空间自由曲面组成的，用传统的方法很难设计、制造出来;为了设计、制造这类产品和相应的工装具，必须使用CAD/CAM,多轴加工中心等先进技术，现代逆向工程技术就是在这祥的背景下产生的。 逆向工程RE (Reverse Engineering，也称反求工程)，是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转人到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。这样的产晶设计过程珊们欢去“正向设计”过程。 逆向工程产品设计过程如图一所示，可以认为是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据(包括设计图纸或数字模型)的过程;它针对现有的工件(样品或模型)利用 3D数字化量测仪器准确、快速的测量出工件的轮廓坐标，并加以编辑、修改、建构曲面后，传至一般的CAD/CAM系统.再由CAM软件产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机床，制作出所需模具，或者送到快速原型成型机，将样品模型制作出来。逆向工程在某些方面很像我们常说的“仿制”;可以说，在我国正在成为世界制造中心的今天，逆向工程将大有用武之地。 二、逆向工程系统的组成 从逆向工程流程图可以看出，逆向工程首先须使用精密的量测系统将样品的三维轮廓尺寸快速地测量出来，然后依据得到的数据做出曲面造型及加工。故建立一套完整的逆向工程系统，须要下列基本配备:1、测量机(也称抄数机)2、点群数据处理软件，即逆向工程软件，玉CAD/CAM/CAE软件，,4,CNC机床，5、快速成型机或塑料射出成型机、轧出机、饭金成型机等。 常用的测量机有:三维激光扫描机、三座标测量机、多轴关节式机械臂等。其中。 三维激光扫描机：属于非接触式测量，具有测量速度快，可测量柔软物体，不会损坏工件表面等优点;但测量精度较低，一般10-100μm。多用于自由曲面的立体造型。 二座标测量排:属于接触式测量，精度较高，但测量速度慢，受接触力影响较大;一般多用于精密量。 台湾智泰公司生产的三维激光扫描机，它由激光探头、工作台和控制柜组成，激光探头是扫描机的关键部件，它包括两个CCD(光电偶合)传感器和一个半导体激光器；工作台具有三个线性位移和一个旋转运动，采用闭环控制，定位精度可达0.003mm，它带动CCD探头做逐行扫描，可扫描800×800×600mm 的模型或
逆向工程的认识及发展
逆向工程 逆向工程（reverse engineering）大意是根据已有的东西和结果，通过分析来推导出具体的实现方法。比如你看到别人写的某个exe程序能够做出某种漂亮的动画效果，你通过反汇编、反编译和动态跟踪等方法，分析出其动画效果的实现过程，这种行为就是逆向工程；不仅仅是反编译，而且还要推倒出设计，并且文档化，逆向软件工程的目的是使软件得以维护。 反求技术包括影像反求、软件反求及实物反求等三方面。目前相对最多人研究的是实物反求技术。它是研究实物CAD模型的重建和最终产品的制造。狭义来说，三维反求技术是将实物模型数据化成设计、概念模型，并在此基础上对产品进行分析、修改及优化等技术。 工作原理 反求技术是利用电子仪器去收集物体表面的原始数据,之后再使用软件，计算出采集数据的空间坐标，并得到对应的颜色。扫描仪是对物体作全方位的扫描、然后整理数据、三维造型、格式转换、输出结果。整个操作过程，可以分为四个步骤： (1)物体数据化： 普遍采用三坐标测量机或激光扫描仪来采集物体表面的空间坐标值。(2)从采集的数据中分析物体的几何特征： 依据数据的属性，进行分割、再采用几何特征和识别方法来分析物体的设计及加工特征。 (3)物体三维模型重建： 利用CAD软件，把分割后的三维数据作表面模型的拟合，得出实物的三维模型。 (4)检验、修正三维模型。 逆向工程的研究与发展 研究 1980年始欧美国家许多学校及工业界开始注意逆向工程这块领域。1990年初期包括台湾在内，各国学术界团队大量投入逆向工程的研究并发表成果。
逆向工程的硬件最早是运用仿制加工设备，制作出来的成品品质粗糙。后来有接触式扫瞄设备，运用探针接触工件取得产品外型。再来进一步开发非接触式设备，运用照相或激光技术，计算光线反射回来的时间取得距离。 逆向工程软件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapi d Form等。逆向软件的演进约略可区分为三个阶段。十一年前在逆向工程上，只能运用CATIA等CAD/CAM高阶曲面系统。市场后来发展出两套主流产品约在七、八年前技术成熟，广为业界引用。到最近四年来，发展出不同以往的逆向工程数学逻辑运算，速度快。 发展 逆向工程在台湾的发展轨迹持续在进行，工研院曾写过一套逆向工程软件，学术界不少研究团队也将逆向工程领域作为研究主题，开发出具不同功能的系统软件，但是最后这些软件都没有真正落实到产业界应用。工研院的团队后来也结束逆向工程研究，转而开发其它主题。原有的研发成果后继无人，殊为可惜。 1998年，NEWPOWER启动了逆向工程的一些项目，要求是把客户的现有源代码转变成设计，如果需要的话，进一步转化成产品需求规约。这恰恰与类似于V模型的标准开发过程模型相逆。这样一来，客户就可以容易地维护他们的产品（需求，设计，源代码等等），而不需要想以前那样，每次改动产品都需要直接修改源代码。 是指从实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的先进技术。逆向工程与一般的设计制造过程相反，是先有实物后有模型。仿形加工就是一种典型的逆向工程应用。目前，逆向工程，逆向工程的应用已从单纯的技巧性手工操作，发展到采用先进的计算机及测量设备，进行设计、分析、制造等活动，如获取修模后的模具形状、分析实物模型、基于现有产品的创新设计、快速仿形制造等。 通俗说，从某种意义上说，逆向工程就是仿造。这里的前提是默认我们传统的设计制造为“正向工程（当然，没有这种说法）”。 软件的逆向工程是分析程序，力图在比源代码更高抽象层次上建立程序的表示过程，逆向工程是设计的恢复过程。逆向工程工具可以从已存在的程序中抽取数据结构、体系结构和程序设计信息。
逆向工程技术及其发展现状
摘要 与CAD/CAM系统在我国几十年的应用时间相比，逆向工程技术为企业所接受只有十几年甚至几年的时间。时间虽短，但是逆向工程技术广阔的应用前景和对企业竞争力的巨大推动作用，已经引起了很多企业的关注。 逆向工程实现了从实际物体到几何建模的直接转换。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计等学科。本文介绍了逆向工程的基本概念，重点分析的逆向工程技术过程，阐述了现代制造业中逆向工程的的发展前景以及逆向工程技术的重要应用领域。本文对于我们正确认识逆向工程技术有一定的意义。 【关键词】逆向工程 CAD/CAM solidworks surfacer 反向工程、建模
目录 1 逆向工程简介 (1) 1.1逆向工程介绍................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 逆向工程的应用 (3) 2 逆向工程应用实例 (6) 3 逆向工程的其他应用领域 (7) 参考文献 (8)
1 逆向工程介绍 1. 逆向工程的概念 逆向工程（Reverse Engineering，RE）是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。 随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。 逆向工程软件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向软件的演进约略可区分为三个阶段。十一年前在逆向工程上，只能运用CATIA等CAD/CAM高阶曲面系统。市场后来发展出两套主流产品约在七、八年前技术成熟，广为业界引用。到最近四年来，发展出不同以往的逆向工程数学逻辑运算，速度快。 逆向工程在台湾的发展轨迹持续在进行，工研院曾写过一套逆向工程软件，学术界不少研究团队也将逆向工程领域作为研究主题，开发出具不同功能的系统软件，但是最后这些软件都没有真正落实到产业界应用。工研院的团队后来也结束逆向工程研究，转而开发其它主题。原有的研发成果后继无人，殊为可惜。 1998年，N EWPOWER启动了逆向工程的一些项目，要求是把客户的现有设计转变成源代码，如果需要的话，进一步转化成产品需求规约。这恰恰与类似于V模型的标准开发过程模型相逆。这样一来，客户就可以容易地维护他们的产品（需求，设计，源代码等等），而不需要想以前那样，每次改动产品都需