逆向工程中数据测量的方法有哪些，有何优缺点

长春理工测控技术与仪器都设有哪些学科~

测控本身是一个专业，要学的东西很多，光机电算都有，压力很大，课时很多，大一大二公共基础课，大三大四专业课及专业选修课；基本上所有的物理学一遍，力学分：材料力学，理论力学；光学：应用光学，物理光学，光学CAD等；电学：模拟电路，数字电路；机械：工程制图，机械原理等；计算机：C语言，单片机，微机原理； 还有大四分各种方向后的专业选修课，太多了，不一一列举，如光学工艺，检测技术
以上所有的学科都会学习，分散在大一到大四不等，我们当时大二大三，基本天天从早到晚上课，从早八点到晚6点的，考试压力也比其他院压力大，曾经四天连续考7科，基本上意味着，天天熬夜看书
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学位委员会办公室99年学科专业简介—0804仪器科学与技术

仪器科学与技术是信息科学与技术的重要组成部分，是信息的源头。仪器科学与技术是对客事物提供检测、计量、监测和控制的重要手段，是为人类社会法制化提供物质技术保障的一门知识密集、技术密集的综合性学科。随着高新技术的研究与发展，各类基础研究与实验工作，国民经济建设中的现代国防、现代工业、现代农业和人类的社会生活，都离不开仪器仪表及其技术，因此，仪器科学与技术在国民经济中起着十分重要的作用。 仪器科学与技术的发展，是和物理学的发展紧密地联系在一起的，它以牛顿力学、热力学、电动力学、量子力量为其理论基础，建立了长度、力学、热工、电磁、光学、声学、电子、时间频率、徽电子、电离辐射等检测仪器为代表的仪器产业。量子力学与电子学的结合，现代科学技术的发展，如原子能、宇航、微电子、计算机、激光和超导技术的应用，不仅使仪器科学与技术进入量子计量学的阶段，而且大大地提高了仪器的精度和测量范围。激光干涉技术、原子频标、光功率的绝对测量、电单位的复现、温度的客观测量以及光电转换、力电转换、磁光效应、量子干涉器件等的发展和电子、计算机技术的应用，促进了许多新的检测方法和仪器的出现。许多新的物理效应，如多普勒效应，超导现象，电子隧道效应和量子化霍尔效应等相继被人们认识后，即被迅速加以利用，发展成为新的测试计量技术和仪器。微电子、航空航天技术的发展与需求推动了微位移、精密瞄准，精密定位、精密导航以及微机械技术的发展，使精密仪器及机械提高到新的技术水平。因此仪器科学与技术巳发展成为以精密机械、电子、光电技术、计算机技术为主，逐步形成为与精密仪器及机械、测试计量技术及仪器、光电工程、电子学、计算机科学、检测技术及自动化等学科相互交叉和相互渗透的综合学科。它包含有许多重要的学科分支，如测控技术及仪器，微型机械与纳米技术，智能仪器与虚拟仪器，测试理论与测试技术，误差理论与数据处理技术，现代传感技术及系统，故障诊断与信号分析和处理，质量工程，惯性测试技术与控制，电磁测量技术与仪器等。 仪器科学与技术包括两个二级学科；即精密仪器及机械和测试计量技术及仪器。两者在培养目标、业务范围和课程设置等方面，既有各自的特色，又有许多相互联系和共同之处。例如，它们都需要掌握精密机械、电子学、光学、计算机技术、自动控制、信息处理技术等方面的专业知识结构和应用技能；但是精密仪器及机械侧重于精密仪器及机械的设计理论与制造技术，微型机电系统的设计理论和制造技术，惯性技术与导航设备，智能仪器与虚拟仪器，智能结构系统等，而测试计量技术及仪器则侧重于测试理论与测试技术，误差理论与数据处理技术，现代传感技术及系统，光电检测技术及系统、信号分析与处理，动态测试、监控与故障诊断技术，质量控制工程和计算机辅助测控技术等。 本学科的相关学科：物理学、光学工程、机械工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与工程等。

精密仪器及机械

一、学科概况
本学科是仪器科学与技术学科中的二级学科。随着科学技术的发展，当今社会已进入信息化时代。本学科作为信息的获取、存储、处理、传输和利用的手段和方法，在国防、工农业和科学研究中的应用十分广泛，在国民经济和社会发展中起着重要作用。近年来微机械和微米纳米技术的兴起，也是本学科的重要发展方向和研究内容，将对国国经济的发展具有重要影响。本学科是精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术等学科相互交叉的综合学科。

二、培养目标
1．博士学位 应具有精密机械、光学、电子技术、自动控制和计算机技术等方面的知识结构，掌握本学科领域的坚实而宽广的基础理论和系统深入的专门知识，深入了解精密仪器及机械学科的发展方向和国际学术研究前沿；应至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有广定的写作能力和进行国际学术交流的能力；具有较强的独立从事科学研究和专门技术工作的能力，在某一方面取得创造性的研究成果；能胜任本专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。
2硕士学位 应在精密仪器及机械学科领域掌握坚实的基础理论，熟练掌握本学科的专门知识，初步具有本学科的科学研究能力，能熟练地运用计算机和掌握一门外国语，可从事专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。

三、业务范围

1。科学研究范围

(1)测控技术及仪器 精密仪器及机械的设计理论与制造技术，动态测试、信号分析与故障诊断技术，光电检测技术及系统，无损检测技术，新型传感器技术及其应用，图像处理技术等。
(2)微机械与纳米技术 微型机电系统的设计与制造，微执行器、微细工程及纳米技术等。
(3)智能结构系统与仪器 智能机器人技术，智能结构系统的设计与制造，测量自动化与智能化，虚拟现实技术与虚拟仪器等。 (4)惯性测试技术与控制 惯性系统与微型陀螺系统，导航定位与测控技术等。
(5)仪器总体技术 仪器工程设计方法，仪器精度、优化及可靠性设计，人机工程和计算辅助设计技术等。

2．课程设置

(1)博士学位 基础理论课 现代数学基础，非线性分析方法，现代信号处理与分析，测控系统的建模。 专业课 现代测试技术，陀螺仪及惯性导航，振动理论及应用，动态测试技术及应用，数字图象处理，机器视觉，虚拟现实技术与虚拟仪器，微电子机械系统。
(2)硕士学位 基础理论课 工程数学基础，测试信号处理，高等电子学，控制理论，误差理论与数据处理。 专业课 现代传感技术，微机接口原理及应用，计算机网络技术，智能仪器与系统设计，机械系统动态测试与模态分析，微米—纳米技术，惯性导航系统与控制，光电检测技术，仪器CAD技术，人机工程学。

四、主要相关学科 测试计量技术及仪器，光学工程，检测技术与自动化，机械电子工程，生物医学工程。

测试计量技术及仪器

一、学科概况
测试计量技术及仪器属仪器科学与技术中的二级学科。在自然科学中；人们是通过测量得到对事物的认识，“没有测量，就没有科学”，而测试仪器为人类认识自然、改造自然的重要手段，在国民经济中起着重要作用。从信息论的观点看，测试计量技术是获取信息的源头，随着科学技术发展，测试技术已逐步发展成为一门涉及数学、物理学、微电子学、精密机械、传感器技术、自动控制技术、计算机技术和通信技术等学科交叉的新型学科，测试仪器制造业也已逐步形成多学科相互渗透、知识高度密集、技术高度综合的新型产业。此外，现代测试计量技术正向两大方向发展，一是测量范围向两端延伸。测量精度进一步提高，二是向动态、实时、在线、遥控、多功能、数字化、智能化方向发展。

二、培养目标

1．博士学位 应具有数学、现代光学、微电子学、精密机械、现代传感技术和测试技术、 误差理论与数据处理、控制理论、计算机技术和信号处理等方面的知识结构，掌握本学科领域的坚实而宽广的基础理论和系统深入的专门知识，深入了解测试计量技术及仪器学科的发展方向和国际学术研究前沿。应至少掌握一门外国语；能熟练地阅读本专业的外文资料；具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。具有较强的独立从事科学研究和专门技术工作的能力，并在某一方面取得创造性的研究成果。能胜任本专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。
2。硕士学位 应在测试计量技术及仪器学科领域掌握坚实的理论基础，熟练掌握本学科系统的专门知识，初步具有本学科的科学研究能力，并能熟练地运用计算机和掌握一门外国语，可从事本专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。

三、业务范围

1．学科研究范围

(1）测试计量理论及其应用 误差理论与数据处理，可靠性理论及其应用，量值标定、传递与校准，仿真测试技术等。
（2）现代传感技术及系统 传感器理论及其应用，现代传感技术及仪器，光学与光电检测技术等。
(3)精密测试与质量工程 现代测试技术及系统，纳米测试技术，智能化仪器仪表，测试信号分析与处理，故障诊断技术，动态与瞬时测试技术，计算机测控技术与质量工程等。
(4)电磁测量技术与仪器 电磁测试计量理论，电参数的数字化技术，电测信号的分析与处理，自动测试接口技术与系统等。

2·课程设置

(1)博士学位 基础理论课:现代信号分析与处理，最优控制理论，线性系统，非线性数字分析，现代测控导论，智能材料与结构引论。 专业课 现代测试技术，智能测试系统设计，动态与振动测试与分析，现代时域测量，智能多媒体技术，动态参量计量与测试进展。
(2)硕士学位 基础理论课 :工程数学基础，测试信号处理，高等电子学，数字图像处理技术，误差理论与数据处理。 专业课 智能仪器设计，微机接口原理及应用，几何量测控技术，现代传感器原理及应用，激光及光电测试技术，质量工程。四 主要相关学科 精密仪器及机械，机械电子工程，光学工程，检测技术及自动化，计算机应用技术。

直接测量、间接测量、接触测量和非接触测量，特点分别是无需对被测量与其他实测量进行计算，计算所得，与工件的被测表面直接接触和与工件的被测表面之间没有机械的测力存在。

1、直接测量：无需对被测量与其他实测量进行一定函数关系的辅助计算而直接得到被测量值的测量。

2、间接测量：通过直接测量与被测参数有已知函数关系的其他量而得到该被测参数量值的测量。

3、接触测量：仪器的测量头与工件的被测表面直接接触，并有机械作用的测力存在（如接触式三坐标等）。

4、非接触测量：仪器的测量头与工件的被测表面之间没有机械的测力存在（如光学投影仪、气动量仪测量和影像测量仪等）。

扩展资料

凭借 则曲面的品质会较差而曲面的光顺连续 使用三坐标测量机进行测量时，存目前的设备和技术，尚无法达到这个目 性达到要求，又很难保证点数据和曲面 在一个很复杂的综合误差，这一复杂的的，逆向工程技术不可避免地存在其局之间的误差。

在它们之间取舍，需综合误差造成了三坐标测量机测量结果限性。逆向工程最突出的问题是客观模 要工程技术人员的判断和操作技巧的不确定性。误差有系统性误差和随机型和CAD模型之间的造型误差。

在产品加工中会引性误差，只有系统性误差可以被预测和差的主要因素。

参考资料来源：百度百科--测量

在产品的逆向设计中，产品三维数据的获取方法基本上可分为两大类，即接触式与非接触式，由于这两种方式各有优缺点，而且它们的结合可以实现伏势互补，克服测量中的种种困难，因而世界各国的逆向设备生产商纷纷研制具有接触式与非接触式两种扫描功能的逆向设备。

三坐标测量机是一种接触式测量设备，它具有精度高、重复性好等优点，其缺点是速度慢、效率低。非接触式方法利用某种与物体表面发生相互作用的物理现象来获取其三维信息，如光、电磁等。非接触式方法具有测量过程非接触、测量迅速等优点，其缺点是对所测量物体材料要求严格，如采用激光测量时，所测量物体材料要求不能透光，表面不能太光亮，而且对直壁和徒坡数据的采集往住存在一定误差。

逆向工程中数据采集与处理

逆向工程中的测量数据量大，扫描的数据点可达数十万，而且扫描的数据点具有离散性。为了有效地利用这些测量数据进行CAD建模，必须对数据云进行必要的处理。

1.数据采集

数据采集的过程为:机床初始化—根据要扫描的物体设置扫描基准(包括Z平面、坐标轴、基准点等)—设置并进行2D轮廓扫描(此步可根据实际情况进行选择)—根据2D轮廓或坐标区域进行3D曲面扫描设置(包括扫描方向及步距、3D空间极值、允许的最小误差及弦向误差、探头半径、扫描速度等)—进行数据采集。

2.数据处理

数据处理的目的是为了获得正确的数据信息，生成相应格式的数据文件(如igs, dxf, vda, UG格式、Cimatron格式、Pro-E格式等)并与UGII, Surface, Pro-E, Catia等著名工程软件进行数据交换，以便用它们进行3D模型重构。在Renishaw公司的Tracecut23软件中提供了多种数据处理方法，这些方法包括数据调整、复制、数据光顺、噪声去除、数据镜像、阴阳转换、生成真实表面、CAD数据输出等。数据处理中要避免造成形状变形、精度降低、数据点不足等问题，一般要进行以下几方面的工作:

(1)补偿点的产生对于接触式扫描，由于从扫描仪获得的测量数据并不真正代表接触点的坐标，而反映的是探头的中心或顶部的值，因此，要对这些数据进行补偿，转换为被测物体表面的坐标值。对于产生补偿点，首先需要计算出标准点，而由于没有表面的数学表达公式，不能使用通常的方法计算出标准点。目前已开发出特殊的算法，能够在所规定的公差范围之内，获得近似的标准值。

(2)噪声点删除逆向工程测量过程中，受扫描测量方式、测量物体材料的种类、设备的精度等因素的影响，极易造成测量数据误差点的产生，对这类误差点，习惯上称为噪声点。在数据处理的第一步先要利用系统所提供的噪声点去除功能，选择合适的去噪精度去除多余的误差点，保证测量数据的准确性。
(3)数据点精化在CAD系统中，需要对逆向工程中获得的扫描数据点进行曲线构造、曲线光顺处理、曲面重构、曲面光滑处理、曲面拼接、三维建模等工作。在进行这些操作之前，要根据所测量物体的各部分的形伏特点设置适当的截面终距离和相邻两数据点的距离，利用系统中的CAD数据输出功能输出适当格式的数据文件，再利用CAD软件对数据点进行删除和拼接，这样可保证所测物体曲率较大处有较少的数据点，曲率较小处和复杂处具有较多的数据点。

数据采集方法及技巧

在实物测量中，会遇到各种复杂的形状，为保证所测量数据的准确性和所测量形状的完整性，采用的测量方法和测量工装是数据采集的关键。

1.翻模测量法

汽缸是汽油机的核心部件，它的形状及尺寸的准确性直接影响着汽油机的功率及对环境的污染程度。根据汽油机汽缸的特点，将其划分为两部分进行扫描，即分成气道、燃烧室。对燃烧室来说，在用线切割机床对汽缸进行适当切割剖分后可直接用接触探头扫描;气道的形状极为复杂而且细节极多，有许多细节部分接触探头无法达到，致使接触探头无法扫描。基于此种原因，对气道部分采用翻模测量法，将汽缸的气道用硅胶、石膏、树脂等材料进行翻模，然后用接触探头对翻制的模型进行扫描。由于硅欣、石膏、树脂的充型能力极佳、而且充型后变形小可较好地复制原来气道的形状。因而对翻制的模型进行扫描，可保证扫描的精度。

经反复实验，发现石膏在所有材料中的翻模精度最高，而且模型的表面质量与原件接近。在用接触探头扫描时，接触探头有一定的接触力，接触探头(特别是小直径探头)能划伤石膏模型，从而影响扫描的精度。为了保证扫描精度，采用特种胶粘剂(如:502胶)对石膏模型进行硬化。选用的胶粘剂要具有两种特性:一是，胶粘剂能在石膏模型表面形成一定厚度的渗透层，对石膏表面进行固化;二是，胶粘剂固化后，石膏模型表面要保持光滑，以保证扫描精度。

用翻模测量法测量的气缸点云数据及根据测量数据设计的汽缸如图1所示。

2.旋转测量法

对于某些零件可能需要完整地测量全部数据，这对于不带回转探头的Cyclone Series II测量机来说是一件困难的事情，但是该设备的随机软件具有回转测量功能，只要将Tracecut中的“辅助功能—参数调整—采集设备参数调整”中的“8216”项参数改为“on",便可激活三维数据采集的绕X、Y、Z回转对话框。这样利用普通的铣床同转头和一些简便的工具便可完成需要数万美元的数控回转头才能完成的工作，而且可较好地保证采集数据的精度。
在用普通回转头替代数控回转头时，要注意以下问题:①要正确地设置扫描基谁，将固定被测物体的回转轴设置为X或Y轴，并将基准点设置在回转轴上;②固定被测物体的回转轴要求有较高的同轴度;③在回转测量中，不能通过二维轮廓限制测量区域，在每回转一定角度并划分测量区域时，只能通过坐标区域限制;④在每次旋转时，所测量的数据均应包含回转轴的数据，便于以回转轴为基准进行数据拼接。

用旋转测量法测量的柴油机螺旋进气道的点云数据如图2所示。

在用石膏翻制模型时，要尽量避免石膏浆中含有空气，以免影响模型的表面质量，无法保证测量的精度。若发现石膏浆中含有较多气体，可将石膏浆放在真空设备中脱去气体。

在用旋转测量法测量时，为便于设置测量设备的基准点及基准轴，固定被测物体的回转轴一端截面为圆形，便于用普通铣床回转头夹持，另一端截面为正方形，便于固定被测物体，并有利于寻找回转轴的轴心。另外，为保证测量精度，回转轴两端要有较高的同轴度。

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绥中县19492819286： 逆向工程中常用的数据测量设备有哪些? - ？
苍梧贡静安： 在产品的逆向设计中,产品三维数据的获取方法基本上可分为两大类,即接触式与非接触式,由于这两种方式各有优缺点,而且它们的结合可以实现伏势互补,克服测量中的种种困难,因而世界各国的逆向设备生产商纷纷研制具有接触式与非接...

绥中县19492819286： 逆向工程中的数据处理主要包括哪几个方面的内容 - ？
苍梧贡静安： 这个问题我只能尝试性地回答您一下: 1、数据获取:包括分析数据渠道、数据格式、数据用途; 2、数据分析:找出各类数据之间的关联——横向、纵向; 3、还原算法:写出能数据并使其生成符合原始规则的等效算法; 4、最后可能就是更高端的应用,有些时候会有更高级的数据分析,还有植入数据陷阱等等. 这方面,我还是个菜鸟,见解粗浅,见效.

绥中县19492819286： 逆向工程的方法实现 - ？
苍梧贡静安： 软件逆向工程有多种实现方法,主要来有三:1.分析通过信息交换所得的观察.最常用于协议逆向工程,涉及使用总线分析器和数据包嗅探器.在自接入计算机总线或网络的连接,并成功截取通信数据后,可以对总线或网络行为进行分析,以制...

绥中县19492819286： 逆向工程是 - ？
苍梧贡静安： 逆向工程技术是 20世纪 80年代后期出现在先进制造领域里的新技术 .与传统的“产品概念设计→产品CAD模型→产品 (物理模型 )”的正向工程相反 ,逆向工程首先对产品 (物理模型或原型 )进行数字化 ,然后利用CAD系统得到产品的...

绥中县19492819286： 食品洁净室净化工程中常用的净化设备有哪些 - ？
苍梧贡静安： 1.风淋室是人员或物品进入洁净室前必经的净化设备,将依附在衣服、头发上的灰尘、微粒子等进行吹淋,防止污染物进入室内,影响净化效果.2.通风柜的主要功能是排气,即将食品净化车间内的各种气味排出,且防止污染气体的扩散.3.过滤器是食品净化工程中重要的设备之一,因洁净室密封性好,通过高效过滤器来维持室内空气洁净度.4.传递窗用于小件物品的传送工作,为了尽量减少洁净门的开关次数,就需要传递窗来完成.

绥中县19492819286： 采集地理数据的过程中需要注意哪些问题 - ？
苍梧贡静安： 在产品的逆向设计中,产品三维数据的获取方法基本上可分为两大类,即接触式与非接触式,由于这两种方式各有优缺点,而且它们的结合可以实现伏势互补,克服测量中的种种困难,因而世界各国的逆向设备生产商纷纷研制具有接触式与非接...

绥中县19492819286： 逆向工程是一个通过实物建立模型的过程,其重点在于采集物体表面数...？
苍梧贡静安： 所谓反求工程,就是已经有了一个产品样品,要来设计并制造出这个产品. 所以首先是对产品样品的检测; 然后进行设计.模具行业中反求工程(逆向工程)一般可分为四个阶段: 第一步: 零件原形的数字化 通常采用三坐标测量机(CMM...