摘 要汽车都是由发动机、底盘、车身和电气设备组成，汽车车身身为四大总成之一，能够最直观地反映汽车外观形象的特点，以满足人们对汽车外形的审美要求，开创更为广阔的汽车市场。本课题主要是根据某双座微型电动汽车的点云数据，利用CATIA软件完成双座微型电动汽车外形的数字化建模。在本文中，首先介绍了逆向工程中点云获取的方法和一些CATIA软件在逆向建模过程中的常用的模块，由于是整车建模，所以在建模过程中将车身分化成了9个部分，并对各个部分的逆向建模过程进行详细的介绍，然后将各个部分的逆向结果拼合成一个整体，最后对整车进行曲面分析和渲染并对其进行适当的调整。
目录
1.绪论 1
1.1 本文的研究背景 1
1.2 逆向工程的发展 1
1.3 本文研究的目的及意义 2
2.CATIA软件的介绍及应用 3
2.1 CATIA软件介绍 3
2.2 CATIA在汽车车身设计中的应用 3
3.汽车外形的逆向建模 5
3.1利用三维坐标测量仪获取汽车点云外形 5
3.2整理电动汽车外形点云 5
3.3汽车外形逆向建模 7
3.3.1导入所得点云数据 7
3.3.2坐标系的纠正 7
3.3.3汽车车身逆向建模 8
4.整车曲面分析和着色 34
4.1整车曲面分析 34
4.2整车渲染着色 35
结束语 36
参考文献 37
致谢 38
1.绪论
1.1 本文的研究背景
在1886年1月29日，德国工程师卡尔本茨为其发明的第一辆汽车申请了专利，这是第一种由汽油发动机来起动的汽车。到今日汽车产业已经发展了一百多年的历程，汽车已经不仅仅是非常普及的交通运输工具，更是一个充满动感流线造型特点和多姿多彩的工业艺术品，体现这种美的艺术品的载体就是车身，如今消费者在购车的时候，对汽车要求高品质高性能的同时，也越来越的看重汽车的外观造型，甚至有时汽车外观造形的特点才是消费者的第一要求。
伴随着生活水平和经济水平的提升，人们对汽车品质的要求越来越多，对新车型的需求 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
更加迫切，于是汽车制造商已经不再适合通过传统的正向开发流程来设计新车型[1]。因为传统的正向设计需要大量的人力物力，设计师首先要在大脑中构思出汽车的基本外形和一些相关的技术参数，然后在设计过程中对其进行反复的修改，这对于车身设计师的要求很严格，设计人员通常需要多年的行业经验。这对于一些汽车行业起步发展比较晚的国家，更是一种严峻的挑战。
逆向工程，又称反求工程或逆反工程。打破设计师常规的从无到有的正向设计概念，实现产品从模型或实物转变成产品设计数据（例如：CAD设计图或者点云数据等），从而使设计人员能在此基础上进行再开发和创新。所以现代的逆向工程技术既是一种能够迅速提升汽车车身研发水平的重要手段，也是消化和吸收这种领先技术的一种重要方法。
1.2 逆向工程的发展
逆向工程已经被新产品开发和产品改型设计、产品仿制、质量分析检测等领域所普及，它的作用是：
（1）减少产品的设计、开发周期，加快产品的更新换代速度；
（2）使企业开发和研发一些新产品的成本与风险大大降低；
（3）加快产品的造型和一系列化的设计；
（4）很适合一种零件或者少量的零件制造，特别是模具制造，可分为直接制模法与间接制模法[2]。
下面一些关键技术将是逆向工程主要发展方面：
（1）在数据测量方面，将会研发逆向工程可以使用的专用测量设备，这种设备能够高效率、高精度的完成产品模型的三维数字化，甚至能进行自动测量和规划路径；
（2）数据的预处理方面，则是针对不同种类的测量数据，研发一种可以通用的数据处理软件，完善并改进目前使用的数据处理方法；
（3）曲面拟合能够控制曲面的光顺性和能够进行光滑拼接；
（4）集成技术:发展包括测量技术、模型重建技术、基于网络的协同设计和数字化制造技术等的逆向工程技术[3]。
当前，世界各国在经济技术发展过程中，基本上都在使用逆向工程技术来消化、吸收一些先进的技术，来提升本国的技术水准。根据数据统计，各国中有百分之七十以上的技术都来源于国外，逆向工程作为掌握技术的一种重要手段，可使产品的研发周期和生产周期减少百分之四十以上，使企业研发新产品的成本和风险大大降低。因此研究逆向工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义[4]。
1.3 本文研究的目的及意义
本课题研究的目的：
（1）了解逆向工程的工作原理和基本技术流程，熟悉并掌握CATIA软件的使用；
（2）广泛地查阅国内外文献资料，了解数字化建模的操作过程；
（3）总结归纳已有的研究成果，建立利用CATIA软件完成双座微型电动汽车外形的数字化建模。
本课题研究的意义：
运用逆向工程，对汽车外形的逆向造型可以弥补一些传统设计上存在的技术缺陷，便于后期的修改完善，学会使用CATIA软件，利用软件绘制双座微型电动汽车外形的数字化建模，使复杂的汽车外形曲面能够实现，从而达到缩短设计、开发周期，提高生产效率，将理论知识和实践技能相匹配的目的。
2.CATIA软件的介绍及应用
2.1 CATIA软件介绍
CATIA软件的英文全称为Computer Aided Three Dimensional Interface Application，在20世纪80年代由法国Dassault System公司开发设计。目前CATIA软件已经广泛应用在航空航天业、汽车制造业、造船业、厂房设计行业、建筑自动化、家具、机械磨具、数控加工业等各大行业，尤其在汽车设计制造领域，CATIA软件以其方便的解决方案，满足了大部分大、中、小型企业的需要，几乎涵盖了所有的制造产品[5]。
CATIA软件凭借其强大的设计模拟制造一体化功能，已成为欧洲汽车工业乃至北美、亚洲汽车工业的主要设计软件，许多国际知名企业都使用CATIA设计技术，如奔驰、福特和宝马等企业[6]。CATIA软件在航空航天领域和汽车设计领域都具有领先的地位。CATIA发布的V5版本应用于UNIX和Windows这两种平台，目前这种V5版本是使用人数最多的。CATIA V5版本的界面更加让人舒服，功能更加强大，操作更加简捷。在CATIA V5中包含了12个大模块，分别是基础结构、机械设计、形状设计、分析与模拟、AEC工厂、加工、数字化装配、设备与系统、制造的数字化处理、加工模拟、人机工程学设计与分析和知识工程模块，在这些模块之中，使用情况最多的就是形状设计模块。

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