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软件工程与项目管理
Software Engineering & Project Management
向点数据获取过程中如果采用的接触式的手动测量，由于采集到的测量点数目偏
少就不易进行模型的逆向重构，拟合出的模型精度不能得到有效保证，因此在采
用 Pro/E 的相关模块进行逆向设计时，对于点云数据的获取方式最好采用非接触
式扫描。CATIA 中主要的应用模块有 4 个：DSE（digitized shape editor，数字编
辑器）/QSR（quick surface reconstruction，快速曲面重建）/GSD（generative shape
design，创成式外形设计）/FS（freestyle，自由造型设计），4 个模块均可应用于
模型逆向重构过程中且可自由切换，对于以非接触式扫描得到的点云数据具有良
好的处理能力。UG 中主要的应用模块是 Point Cloud，对于建模方式上遵循“点
→曲线→曲面”的一般性原则，与 Pro/E 相比，其在对于采用的接触式的手动测
量方式所获取的点云数的处理上具有突出优势。
3. 逆向重构的误差来源
通常需要进行重构操作的模型基本都为成型产品，或为铸件或为精加工件，
值得注意的是产品在模具制作过程中会存在加工误差，零件毛坯在铸造过程中由
于材料在升温以及冷却过程中均存在一定的收缩率，因此在零件的逆向重构过程
中初始的误差在零件制造的初始阶段就已经产生了，即铸造产品虽然能够满足加
工与成型技术要求，但其成型后与初始的设计图纸已经存在了一定误差。且零件
在加工过程中也会存在一定的形位公差，以上这些由于制造、加工、装配以及运
输等过程中带来的损伤以及误差都是客观存在的。除此之外，零件在扫描过程中
即使扫描设备精度再高也避免不了误差的存在。对于非接触式测量，由于零件上
存在深孔特征或是由于遮挡没有完全暴露在扫描仪的光线下，会造成特征获取不
完全的现象出现，并且在扫描过程中工件的精加工面的边缘位置也极易出现钝化
现象。因此可以认为在整个逆向建模过程中，逆向重构后模型的误差是零件在铸
造、加工、扫描以及重构基础上多重误差累积的结果。基于以上原因所得到的点
云数据与产品的最初设计尺寸间会存在一定差距，这就需要在模型重构过程中对
一些细微特征进行模型底层草图的再设计以求最真实还原模型的最初设计结构。
由于误差的存在，为校验重构后的 CAD 模型与样件之间的误差究竟有多大，建
模精度是否是工程应用中可接受的精度就需要对模型重构后的精度进行检验，然
而目前如何系统的对重构后的模型的进行精度的评价，仍未形成统一的检测标准，
且就检测方法上来说，学者们普遍只是通过重构后的最终模型与点云数据进行对
比来评估误差具体有多大。
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