畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計方案比較、選型分析等）

隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在消費者的高要求下，功能上的需求已不再是贏得市場的唯一條件了。產(chǎn)品不僅要用優(yōu)良的功能、良好的質(zhì)量，還要有個性鮮明的外觀，才能吸引現(xiàn)在目光挑剔的消費者的眼球。個性鮮明的產(chǎn)品外觀一般由復(fù)雜的自由曲面組成的。然而，在產(chǎn)品設(shè)計和制造工程中，傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式（由設(shè)計者運用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件進(jìn)行開發(fā)，即正向工程）很難用嚴(yán)密、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)語言來描述這些自由曲面。此時，需要一個解決方案：樣品->數(shù)據(jù)->產(chǎn)品。
反求工程(Reverse Engineering)，又稱反向工程或逆向工程，其與傳統(tǒng)的正向設(shè)計的方法和過程有著根本的不同，在正向設(shè)計中，產(chǎn)品的概念是從無到有、逐步形成和完善。而在反向設(shè)計中，產(chǎn)品已經(jīng)存在，要做的是從對現(xiàn)有產(chǎn)品所掌握的信息中反推產(chǎn)品模型和設(shè)計思想，進(jìn)而進(jìn)行再設(shè)計和改進(jìn)。目前，大多數(shù)有關(guān)反求工程技術(shù)的研究和應(yīng)用都集中在幾何形狀，即重建產(chǎn)品實物的CAD模型和最終產(chǎn)品的制造方面，稱為“實物反求工程”。這是因為一方面，作為研究對象，產(chǎn)品實物作為商品和最終的消費品，也是最容易獲得的研究對象；另一方面，在產(chǎn)品開發(fā)和制造過程中，雖已廣泛使用了計算機(jī)幾何造型技術(shù)，但是仍有許多產(chǎn)品，由于種原因，最初并不是由計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design,CAD)模型描述的設(shè)計和制造者面對的是實物樣件。
目前大多數(shù)實物反求工程一般是通過圖1所示的三種方式來實現(xiàn)樣品的反求。其一是得到樣品的CAD數(shù)據(jù)，然后在商業(yè)CAD軟件中根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對產(chǎn)品進(jìn)行再設(shè)計；其二是得到CAD數(shù)據(jù)后，自動生成樣品的NC加工刀具路文件，將該文件傳送至NC機(jī)床即可制作所需產(chǎn)品；其三為得到樣品的CAD數(shù)據(jù)后，自動生成樣品的STL文件，將其傳送到快速原型機(jī)(Rapid Prototyping Machine)中制造出產(chǎn)品。由上面的分析可知，實物反求工程的三種實現(xiàn)途徑關(guān)鍵都是如何獲取實物的CAD數(shù)據(jù)。由于工業(yè)CT技術(shù)具有對物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視能力，得到的數(shù)據(jù)能反映其內(nèi)結(jié)構(gòu)與形狀的突出優(yōu)點，因此，該技術(shù)為解決實物反求工程中如何獲取實物的CAD數(shù)據(jù)這個關(guān)鍵問題提供了一種新的途徑，課題從研究工業(yè)CT圖像的矢量化技術(shù)手，開發(fā)了一個基于工業(yè)CT圖像的矢量化系統(tǒng)，用于樣品CAD數(shù)據(jù)的獲取，工業(yè)CT技術(shù)在反求工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。