摘要：逆向工程在计算机辅助设计系统中的使用，缩短了产品设计周期，大大增加了产品设计速度。逆向工程思路必然成为当今设计造型的首选。

本论文利用逆向工程，完成对汽车方向盘系统的逆向设计。首先使用三维扫描系统对样件模型方向盘进行三维扫描，获得数据点云；然后通过对点云的降噪、光顺等预处理，得到精确的数据点云；其次再利用GOM Inspect7.5和某三维软件对获得的点云进行处理，得到该模型的三维数据；最后再对重构后的模型进行分析，生成CDM(彩色误差图)。最终证明该设计满足了整车的装配要求、位置度要求、人机工程要求。

本论文中内容围绕着产品逆向设计技术的几个环节：点云的获取、点云的预处理、三维模型重构、合理性分析、设计的优化。总结了基于逆向工程设计产品造型的基本过程，最后提出了现代方向盘创新思路。

    关键词：三维扫描 点云数据 模型重构 人机工程 

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1  绪 论-1

1.1 逆向工程研究背景-2

1.2 国内外研究现状分析-3

1.2.1 国外研究现状分析-3

1.2.2 国内研究现状分析-3

1.3 本文研究的内容-3

1.4 本文研究的意义-4

1.5 本章小结-4

2  点云的获取与处理-5

2.1 三维扫描方法分类-6

2.1.1 接触式数据采集方法-6

2.1.2 非接触式数据采集方法-6

2.2 选择三维扫描仪-6

2.3 VTOP230B系统组成-7

2.4 K82汽车方向盘扫描过程-8

2.5 点云的拼接-10

2.6 噪声点的产生与处理-11

2.7 点云的对齐-11

2.8 点云数据的修复-12

2.9 本章小结-13

3  三维模型重构-14

3.1 K82汽车方向盘逆向造型-14

3.2 二维图的绘制-20

3.3 转向系统-21

3.4 本章小结-21

4  设计合理性分析-22

4.1 误差分析-22

4.2 方向盘合理性分析-25

4.3 控制开关合理性分析-26

4.3.1 雨刮开关合理性分析-26

4.3.2 转向灯开关合理性分析-27

4.4 方向盘与座椅合理性分析-28

4.5 本章小结-29

5  设计的优化-30

5.1 方向盘的创新思路-30

5.2 本章小结-32

6  总结与展望-33

6.1 总结-33

6.2 展望-33

参考文献-34

致   谢-35

附录 TRIZ中的40个创新原理-36