車內的空氣質量檢測與凈化系統設計研究

（鄭州日產汽車有限公司 450000)

現代的產品更替迅速，市場的需求也在不斷變化。因此在汽車生產制造中，采用逆向工程技術既能使汽車的車身更加美觀，又能保證汽車的整體性能更加完善。汽車車身的正向設計已經無法滿足現代制造的需求，傳統的設計是先將車身設計成型，然后再制作汽車模型。這樣的設計方案在實際的制造過程中容易出現差錯，在查找錯誤時也缺少準確的依據。因此就需要運用新型的車身設計技術，逆向工程技術的應用能夠有效避免在制造過程中出現的差錯。

1 逆向工程的概念與汽車車身設計的特點

1.1 逆向工程的概念

在汽車、航空等常見的工業生產中，工程設計師的目標是能夠運用高端技術生產出高質量的產品。這些產品的外表要美觀，小部件的精細度較高，內部構造也很復雜，一般的CAD軟件是很難實現這些要求的。所以設計師要采用特定的方法才能將其表達出來。在實際生產時，設計師將已經制作完成的設計模型或者修改完善后的樣品作為最初設計的原型，然后采用特定的方式將原型轉換成CAD模型，這樣能夠為計算機后續工作帶來很多便利[1]。使用先進的計算機技術，能夠快速的將原型模具制作出來，還能夠有效管理原型模具的生產數據，將模具的管理簡單化。這種在模具實物中制成數據模型的方式，在現代的發展中已經逐漸形成CAD系統中較為特殊的存在，在表現形式上具有一定的獨立性。

1.2 汽車車身逆向工程設計的特點

逆向工程是新型的汽車車身設計方法，設計理念是采用計算機技術，將汽車車身的模型轉變成數據幾何的表現形式，簡單的說就是將實物轉換成三維數據模型。設計師通過對數據的修改，來實現對汽車車身的改造，最終完成汽車車身的整體設計。在汽車車身的重組設計中，逆向工程應用的效果十分明顯，與傳統的正向設計相比其特點尤為突出，其中實物反向與軟件反向及影響反向這3種特點效果最佳[2]。

實物反向能夠對汽車車身的整體與小部件進行檢測，由此得到車身設計的數據，以至于能夠達到功能反向與結構反向，從而使車身的設計更加流暢。而軟件反向指的并不是電腦軟件，而是指車身的設計圖紙與質量保證書等軟件。車身設計中的影響反向是根據視頻與圖片進行設計，不采用軟件技術[3]。

2 汽車車身逆向工程設計的關鍵技術應用

2.1 數據采集技術

數據采集又被稱為模型數字化，主要是采用激光掃描儀進行三維測量，進而得到坐標數據信息。數據采集是逆向工程設計的前提，只有將數據收集工作做好，才能為后續工作打下基礎。汽車車身在測量時，根據測量的車頭模型與車身的接觸程度分為2種：一種是接觸式測量，在測量時主要采用的技術為三坐標測量機，使用這種設備對車身模型進行測量，其優點是測量的精確度高，不足之處是測量數據的效率比較低[4]；另一種是非接觸式測量，其中包含激光測量與結構光測量，其優缺點與接觸式測量正好相反，測量的效率高但精確度較低。在進行車身測量時，第一步是要將汽車車身的坐標系確定下來，一般情況下是將汽車的前軸中心為原點，并以原點為標準，向右作為縱軸，向上作為豎軸，向后為橫軸。建立坐標系的目的是為了使車身測量結果更加準確，加快測量的速度，并為信息數據分析提供便利。

2.2 車身測量數據的處理技術

由于測量數據量大，在數據處理時可分為以下5個方面進行。

（1）對測量數據的重新定位。逆向工程的設計需要使用大量的數據作為基礎，需要工程設計師對車身數據進行反復的測量，建立一個車身坐標系并不能準確的將車身情況表達出來，需要以不同的原點建立多個坐標系。通過不同的坐標系進行測量，從而保證數據信息具有一定的準確性。最后設計師將測量的數據進行匯總，總結出一套準確的數據。

（2）噪聲去除。噪聲點是指在測量車身數據時，能夠對數據信息的準確性造成影響的因素。噪聲點的存在會直接影響車身曲面結構設計，從而造成設計的模型與實物不相符的現象，所以要重視噪聲點的去除工作?，F如今有許多先進的去噪聲點技術，比如人工刪除噪聲點、均值濾波及高斯濾波等都是較為常見的方法。

（3）將測量數據精簡化。由于逆向工程的設計需要以大量的數據為基礎，因此需要對車身的數據進行不斷的測量，但反復的測量數據會造成信息重復，從而導致車身的曲面設計質量降低。這時就需要工程設計師對數據進行匯總，將沒有實際意義的數據舍棄，保留有用的信息數據?？梢圆捎秒S機抽樣、等量縮減等方法。

（4）數據插補。能夠充分將周圍的信息插補到坐標位置的方式就是數據插補。這種方法能夠使汽車模型在測量數據時獲得最多的信息，逆向工程最常用的插補方法就是實物填充法。

（5）對測量的數據進行分割。在數據分割時，需要進行實踐論證與仔細推算，將同種類型的數據進行整合，為接下來的曲面構建提供數據基礎。對構建曲面模型的數據進行分割時，可以使用多種方法將各部分數據結合到一起。

2.3 車身模型的測量技術

首先是確定車身Mark點，車身Mark點的實質是對點云片拼接測量時所用的定位點。一般在貼車身Mark點時，常用的方法就是結構光照相法。采用照相法的關鍵就是拼接技術，使用特定的顯像劑。在實際操作中，將顯像劑均勻的噴在汽車的表面，然后在車身上貼Mark點。貼點范圍是根據三維掃描結果而定的，應在車身標有4個點，這4個點不能過于集中，其目的是為了確保在點云片拼接時將拼接的誤差減小。由于貼點直接影響到車身的測量結果，所以盡量保證在貼Mark點時要準確無誤，從而為后續的測量工作減少時間，提高工作效率。

然后是對車身Mark點的測量。貼點的測量直接影響車身測量數據的準確性，因此在測量方法上，要采用精確度高的相對貼點進行測量。在實際測量時，還需要在車身安放一些測量的桿件，為三維掃描圖像提供準確性。最后對車身的曲面片進行測量，主要使用三維掃描儀器，對車身Mark點進行測量。在進行曲面片測量時，對測量的順序沒有太嚴格的標準。在實際的測量時，要保證測量的每個點云片上都包含至少3個點，標記的點數與拼接的精確度成正比。因此在進行拼接的時候，要將標記點與測量完畢的點進行校對，如果2次測量在同一點上就會發生誤差。

3 逆向工程技術的未來與可持續發展

汽車車身逆向工程的設計技術在不斷的發展，平面設計技術也在進步。為了使車身的美觀程度能夠在視覺上給人們美好的體驗，就需要將車身的設計進行立體的轉換，實現向三維立體空間的變化。結合現代的先進技術，將逆向工程技術進一步提升，使汽車制造業向著可持續發展的方向前進。

逆向工程應用在汽車車身的制造中，能夠節約設計的成本，采用CAD技術使車身的測量速度加快，有效提高測量數據的準確程度。同時采用逆向工程技術能夠使車身的設計變得簡單化，減少測量過程中的誤差，能夠提高汽車制造的生產效率，保證汽車產品的質量。因此，只有不斷的加強對逆向工程技術的研究，才能使我國的汽車制造業具有一定的市場地位。

4 結束語

在追尋完美的汽車車身設計的同時，要想保證汽車制造的質量，就需要相關設計人員熟練掌握逆向工程技術。汽車車身設計只有不斷的進行創新，才能使汽車制造業的發展加快步伐，最終為汽車制造帶來最大的經濟效益。逆向工程是一項綜合性的技術，能夠有效縮短汽車制造的生產周期，提高汽車制造的生產效率。因此只有不斷強化逆向工程技術，才能使汽車制造業的發展更加長遠。

【參考文獻】

[1]寧艷梅.汽車車身逆向工程設計關鍵技術及應用[J].科學大眾(科學教育),2016(03)：183+50.

[2]文令強.汽車車身逆向工程設計關鍵技術及應用研究[J].中國包裝工業,2014(20)：12+14.

[3]張瑞乾,孫平.汽車車身逆向工程設計關鍵技術及應用[J].CAD/CAM與制造業信息化,2011(06)：83-86.

[4]彭燕軍,王霜,彭小歐.UG、Imageware在逆向工程三維模型重構中的應用研究[J].機械設計與制造,2011(05)：85-87.