Imageware软件调入扫描所得点云文件，并依据点云的特征，做出一些辅助的基准，以便把叶轮点云进行方位对齐，为提取截面线做准备。

    叶轮的点云数据中含有许多杂点，因此需把杂点过滤掉。并对点云数据进行优化，删除不必要的数据点。适当降低点云的密度，可以加快计算机处理的速度。

    (1)特征线的提取
    特征线的提取是整个曲面重构的关键。根据叶轮外形特点，划分出二次曲面的区域，如：平面、圆柱面、球面等。并对叶轮点云进行分割，把这些二次曲面拟合构造平面、圆柱面或球面，或直接做出特征。平面可以用三点或两相交直线来确定，圆柱面则以截面线和矢量来确定。对于自由曲面，需构造出曲面的特征线。先对叶轮点云做出必要截面线，然后剔除截面点云的杂点进行必要的光顺，最后把截面点云拟合成曲线，以便构造自由曲面。

    叶轮与轴连接部位是内螺旋槽，在测量时十分困难。在此，关键是做出螺旋线，然后测量出螺距，最后在UG NX软件中构造标准的螺旋线。首先以孔的中心为圆点作一个圆并投影在螺旋面点云上，产生螺旋截面线点云，拟合产生螺旋线，最后通过裁剪螺旋线得到半圈的螺旋线，通过两头端点计算得出螺旋线的螺距为29.86mm。为了使求得的螺距更加精确，我们可多做几个大小不同的圆，求其平均值。

    (2)特征线分析
    为了确保重构特征线的精度，在任何一条特征线的构建过程中，都要随时检测点云和曲线之间的偏差。确保特征线在偏差允许范围内，以保证与原型的一致性。螺旋线偏差分析结果如图3所示。

图3 特征线的偏差检测

    2．用UG NX软件构建曲面模型

    在UG NX软件中直接读取Image ware软件的*.IMW格式的文件，把在Imageware中构建好的特征曲线导入到UG NX中，并且要保证坐标系的一致性。对调入的曲线进行分析，并对曲线进行光顺处理，或对曲线进行重构和编辑。使用UG NX的特征造型和曲面造型功能，最终完成水泵叶轮的三维造型。如图4所示。

图4 在UG NX软件中完成的三维模型

    完成水泵叶轮的三维造型后，反过来可以把利用UG NX软件重构的三维模型读入Imageware软件中，比较分析最终重构的三维模型和扫描的点云之间的偏差。通过用彩色云图将差异显示出来，很直观地就可以了解到曲面与点云之间的差异值，并且可以指定一个可接受的公差带，求出在公差带内点的数量，从而检测逆向扫描测量的精确性。分析结果如图5所示。

图5 三维模型和实测点云的检测图

    四、利用逆向工程进行产品检验

    不论用何种方法加工，都需要对其加工精度进行检验。利用传统的检测手段很难准确检测，因此同样可利用逆向工程技术对零件进行准确、高效率的检测。

    如同上述方法首先对加工零件进行扫描，然后把扫描所得的点云和原始设计的三维数字模型一起调入逆向工程软件Imageware中，分析比较二个模型间的偏差，用彩色云图将差异显示出来，从而检测零件的加工精度。逆向工程技术不但在单件加工上可以很方便地对复杂零件进行检测，而且在批量生产和流水化生产中对产品的抽检也显得十分方便。如注塑件手机的外壳，就可以利用逆向工程技术很快地完成检测工作。

    五、小结

    逆向工程技术在产品研究开发中是一项开拓性、实用性和综合性很强的技术。利用光学扫描仪作为获取空间三维数据的手段，用逆向工程软件Imageware对获取的点云数据进行处理，其难点为曲线的构建、检测和修改。而只有满足曲线光顺，曲面才能光顺。曲面与点云的吻合精度主要靠关键特征线的提取和构建精度来保证。

    采用逆向工程技术，不仅能够得到实物的精确数字模型和复制品，而且还可以进一步修改并生成新的数学模型和产品工程图，从而使产品的消化吸收和二次开发工作准确快捷。不但缩短了产品开发周期，而且提高了产品创新的成功率。