摘要：隨著汽車生產(chǎn)量的不斷提高，我國在汽車生產(chǎn)上愈加重視制造技術了。經(jīng)過多年的生產(chǎn)探索，并從國外引進先進的技術，再結合自身傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術，已經(jīng)對汽車的制造有了全新的認知。在汽車的制造過程中，對于汽車車身模型的制造，主要采用逆向工程技術，將數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)整理工作有效結合，并對汽車的車身進行曲面設計。為了實現(xiàn)車身美觀與質量的共同發(fā)展，需要將逆向工程技術更好的應用在汽車車身的設計中。

　　關鍵詞：汽車車身;逆向工程;設計技術;應用實踐

　　現(xiàn)代的產(chǎn)品更替迅速，市場的需求也在不斷變化。因此在汽車生產(chǎn)制造中，采用逆向工程技術既能使汽車的車身更加美觀，又能保證汽車的整體性能更加完善。汽車車身的正向設計已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代制造的需求，傳統(tǒng)的設計是先將車身設計成型，然后再制作汽車模型。這樣的設計方案在實際的制造過程中容易出現(xiàn)差錯，在查找錯誤時也缺少準確的依據(jù)。因此就需要運用新型的車身設計技術，逆向工程技術的應用能夠有效避免在制造過程中出現(xiàn)的差錯。

　　1逆向工程的概念與汽車車身設計的特點

　　1.1逆向工程的概念

　　在汽車、航空等常見的工業(yè)生產(chǎn)中，工程設計師的目標是能夠運用高端技術生產(chǎn)出高質量的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的外表要美觀，小部件的精細度較高，內部構造也很復雜，一般的CAD軟件是很難實現(xiàn)這些要求的。所以設計師要采用特定的方法才能將其表達出來。在實際生產(chǎn)時，設計師將已經(jīng)制作完成的設計模型或者修改完善后的樣品作為最初設計的原型，然后采用特定的方式將原型轉換成CAD模型，這樣能夠為計算機后續(xù)工作帶來很多便利。使用先進的計算機技術，能夠快速的將原型模具制作出來，還能夠有效管理原型模具的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將模具的管理簡單化。這種在模具實物中制成數(shù)據(jù)模型的方式，在現(xiàn)代的發(fā)展中已經(jīng)逐漸形成CAD系統(tǒng)中較為特殊的存在，在表現(xiàn)形式上具有一定的獨立性。

　　1.2汽車車身逆向工程設計的特點

　　逆向工程是新型的汽車車身設計方法，設計理念是采用計算機技術，將汽車車身的模型轉變成數(shù)據(jù)幾何的表現(xiàn)形式，簡單的說就是將實物轉換成三維數(shù)據(jù)模型。設計師通過對數(shù)據(jù)的修改，來實現(xiàn)對汽車車身的改造，最終完成汽車車身的整體設計。在汽車車身的重組設計中，逆向工程應用的效果十分明顯，與傳統(tǒng)的正向設計相比其特點尤為突出，其中實物反向與軟件反向及影響反向這3種特點效果最佳[2]。

　　實物反向能夠對汽車車身的整體與小部件進行檢測，由此得到車身設計的數(shù)據(jù)，以至于能夠達到功能反向與結構反向，從而使車身的設計更加流暢。而軟件反向指的并不是電腦軟件，而是指車身的設計圖紙與質量保證書等軟件。車身設計中的影響反向是根據(jù)視頻與圖片進行設計，不采用軟件技術[3]。

　　2汽車車身逆向工程設計的關鍵技術應用

　　2.1數(shù)據(jù)采集技術

　　數(shù)據(jù)采集又被稱為模型數(shù)字化，主要是采用激光掃描儀進行三維測量，進而得到坐標數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)采集是逆向工程設計的前提，只有將數(shù)據(jù)收集工作做好，才能為后續(xù)工作打下基礎。汽車車身在測量時，根據(jù)測量的車頭模型與車身的接觸程度分為2種：一種是接觸式測量，在測量時主要采用的技術為三坐標測量機，使用這種設備對車身模型進行測量，其優(yōu)點是測量的精確度高，不足之處是測量數(shù)據(jù)的效率比較低[4];另一種是非接觸式測量，其中包含激光測量與結構光測量，其優(yōu)缺點與接觸式測量正好相反，測量的效率高但精確度較低。在進行車身測量時，第一步是要將汽車車身的坐標系確定下來，一般情況下是將汽車的前軸中心為原點，并以原點為標準，向右作為縱軸，向上作為豎軸，向后為橫軸。建立坐標系的目的是為了使車身測量結果更加準確，加快測量的速度，并為信息數(shù)據(jù)分析提供便利。

　　2.2車身測量數(shù)據(jù)的處理技術

　　由于測量數(shù)據(jù)量大，在數(shù)據(jù)處理時可分為以下5個方面進行。

　　(1)對測量數(shù)據(jù)的重新定位。逆向工程的設計需要使用大量的數(shù)據(jù)作為基礎，需要工程設計師對車身數(shù)據(jù)進行反復的測量，建立一個車身坐標系并不能準確的將車身情況表達出來，需要以不同的原點建立多個坐標系。通過不同的坐標系進行測量，從而保證數(shù)據(jù)信息具有一定的準確性。最后設計師將測量的數(shù)據(jù)進行匯總，總結出一套準確的數(shù)據(jù)。

　　(2)噪聲去除。噪聲點是指在測量車身數(shù)據(jù)時，能夠對數(shù)據(jù)信息的準確性造成影響的因素。噪聲點的存在會直接影響車身曲面結構設計，從而造成設計的模型與實物不相符的現(xiàn)象，所以要重視噪聲點的去除工作?，F(xiàn)如今有許多先進的去噪聲點技術，比如人工刪除噪聲點、均值濾波及高斯濾波等都是較為常見的方法。

　　(3)將測量數(shù)據(jù)精簡化。由于逆向工程的設計需要以大量的數(shù)據(jù)為基礎，因此需要對車身的數(shù)據(jù)進行不斷的測量，但反復的測量數(shù)據(jù)會造成信息重復，從而導致車身的曲面設計質量降低。這時就需要工程設計師對數(shù)據(jù)進行匯總，將沒有實際意義的數(shù)據(jù)舍棄，保留有用的信息數(shù)據(jù)。可以采用隨機抽樣、等量縮減等方法。

　　(4)數(shù)據(jù)插補。能夠充分將周圍的信息插補到坐標位置的方式就是數(shù)據(jù)插補。這種方法能夠使汽車模型在測量數(shù)據(jù)時獲得最多的信息，逆向工程最常用的插補方法就是實物填充法。

　　(5)對測量的數(shù)據(jù)進行分割。在數(shù)據(jù)分割時，需要進行實踐論證與仔細推算，將同種類型的數(shù)據(jù)進行整合，為接下來的曲面構建提供數(shù)據(jù)基礎。對構建曲面模型的數(shù)據(jù)進行分割時，可以使用多種方法將各部分數(shù)據(jù)結合到一起。

　　2.3車身模型的測量技術

　　首先是確定車身Mark點，車身Mark點的實質是對點云片拼接測量時所用的定位點。一般在貼車身Mark點時，常用的方法就是結構光照相法。采用照相法的關鍵就是拼接技術，使用特定的顯像劑。在實際操作中，將顯像劑均勻的噴在汽車的表面，然后在車身上貼Mark點。貼點范圍是根據(jù)三維掃描結果而定的，應在車身標有4個點，這4個點不能過于集中，其目的是為了確保在點云片拼接時將拼接的誤差減小。由于貼點直接影響到車身的測量結果，所以盡量保證在貼Mark點時要準確無誤，從而為后續(xù)的測量工作減少時間，提高工作效率。