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第1章　概论1

1.1　正向工程概述2

1.2　逆向工程概述6

1.3　逆向建模关键技术8

1.3.1 数据获取8

1.3.2　曲面重构10

1.3.3　CAD模型重建11

1.3.4　逆向工程中的特征应用11

1.4　产品建模CAD平台选择13

1.4.1　CAD软件选择要点13

1.4.2　主要CAD软件14

1.5　产品特征与逆向软件平台17

1.5.1 Imageware软件18

1.5.2 Geomagic Studio软件22

1.5.3 RapidForm软件24

1.6 逆向工程与新产品开发27

1.6.1　逆向工程的应用27

1.6.2　逆向工程与新产品开发29

本章小结30

习题30

第2章　产品建模数学理论基础31

2.1 曲线数学基础32

2.1.1　样条有关的概念32

2.1.2　曲线的生成原理34

2.1.3 曲线数学知识40

2.2　曲面数学基础46

2.2.1　曲面的生成原理46

2.2.2　曲面数学知识50

2.3　曲面工程基础53

2.3.1　工程曲面的分类53

2.3.2　工程曲面的要求53

2.3.3　常用工程CAD术语56

2.4　曲面应用领域58

2.4.1 工业设计58

2.4.2　逆向工程61

2.4.3　模具工程64

本章小结72

习题72

第3章　逆向建模点云数据获取74

3.1　接触式测量法76

3.1.1　三坐标测量机的组成78

3.1.2　三坐标测量机分类83

3.1.3　三坐标测量机软件分类86

3.1.4　三坐标测量机测量过程89

3.2　非接触式测量法92

3.2.1　光学三维测量技术92

3.2.2 光学三维测量设备96

3.3　断层数据测量方法101

3.3.1 CT测量法101

3.3.2　MRI测量法102

3.3.3　超声波测量法103

3.3.4　层析扫描法103

3.4 三维数据测量方法的选择104

3.5　数据测量的误差分析107

3.6　三维测量技术的应用109

本章小结112

习题112

第4章　逆向建模测量数据处理技术113

4.1　测量数据前期修补技术114

4.1.1　噪声识别与去除114

4.1.2　数据压缩／精简116

4.1.3　数据补全120

4.1.4　数据平滑121

4.2　测量数据的多视配准技术122

4.2.1　ICP匹配技术122

4.2.2　基于统计特征的模型匹配初值获取技术123

4.2.3　基于扩展高斯球的模型匹配初值获取技术128

4.3　测量数据可视化分析技术135

4.3.1　曲率分析135

4.3.2　点云渲染141

4.3.3 点云网格化142

4.4　测量数据分割技术145

4.4.1　散乱数据的自动分割146

4.4.2　基于点云几何属性的特征区域自动分割方法150

4.4.3　交互分割方法151

本章小结152

习题153

第5章　逆向建模曲线构建技术154

5.1 曲线拟合概念155

5.2　参数曲线、曲面插值与逼近155

5.3　B样条曲线插值与逼近159

5.4　样条曲线的升阶与降阶164

5.4.1　Bézier曲线的升阶164

5.4.2　Bézier曲线的降阶165

5.4.3　B样条曲线的升阶与降阶166

5.5　逆向建模曲线构建实例169

5.5.1　建模规划分析169

5.5.2　创建轮廓曲线170

本章小结180

习题180

第6章　逆向建模曲面构建与造型技术181

6.1　二次曲面约束重建及拟合182

6.1.1　二次曲面的参数化表达182

6.1.2　二次曲面的拟合构建183

6.1.3　二次曲面的约束逼近187

6.2　旋转面特征拾取及重构技术190

6.2.1 旋转面的曲率线190

6.2.2　主方向高斯映射191

6.2.3　基于快速聚类分析的数据分离192

6.2.4　旋转轴获取195

6.3　拉伸面特征提取及其重构技术196

6.4　过渡面特征提取及其重构技术197

6.5 自由曲面重构技术200

6.5.1　基于有序点的B样条曲面插值200

6.5.2　B样条曲面逼近201

6.5.3　对任意测量点的B样条曲面逼近202

6.6 曲面编辑204

6.7　逆向建模曲面构建实例205

6.7.1 耳朵的曲面重构205

6.7.2　脸部的曲面重构208

6.7.3　脸部与耳朵部分的曲面修剪211

6.7.4　眼睛部分的曲面重构212

6.7.5　眼珠部分的曲面重构215

6.7.6　鼻子的曲面重构219

6.7.7　嘴巴部分曲面的构建222

本章小结225

习题226

第7章　产品创新设计227

7.1 概述228

7.2　创新性思维229

7.2.1 思维的内涵229

7.2.2　创新思维的基本特性231

7.2.3　创新思维的阶段234

7.2.4　培养和拓展创新思维235

7.2.5　创新思维的核心特征236

7.2.6　创新思维技法237

7.3　产品设计与创新设计243

7.3.1　产品设计理论243

7.3.2　产品创新设计245

7.4　支持产品创新设计的逆向工程模型组织、结构及建模方法247

7.4.1　支持逆向创新设计的产品模型组织、结构247

7.4.2　支持创新的逆向建模方法252

7.5　创新产品的原理方案设计254

7.6　机构创新设计255

7.6.1　机构的组合创新255

7.6.2　机构的变异创新257

7.6.3　广义机构创新260

本章小结263

习题263

参考文献264