随着激光测距和图像处理技术的发展,逆向工程已成为当今世界研究的热点之一。目前,产品的创新性和开发速度是企业竞争力的重要体现。逆向工程技术可充分利用现有产品的各种信息,为国内企业建立起三维数字化模型的信息平台,在此平台上再进行新产品的开发,可大大缩短产品的开发周期,从而创造巨大的社会效益和经济效益。本课题基于逆向工程技术对曲面模型转化为三维数字化模型进行了深入的研究。首先,对数据采集系统进行了研究,自主开发了一套激光扫描装置,完成系统核心部件的选型和系统相机的标定,并提出基于方向模板和迭代法的激光中心线提取算法；然后,针对点云数据预处理的研究现状,对点云数据配准技术、点云去噪技术、点云孔洞修补技术以及数据点简化技术进行了算法的研究和改进；同时,基于VS2010和OpenGL开发了数据预处理软件的人机交互界面,将数据预处理、视图变换、数据存储等算法集成到具体的界面图标中,实现算法的可视性和操作的便捷性；最后,充分利用逆向软件处理点数据的优势和CATIA优秀的曲面造型功能,提出将自主研发的逆向软件与CATIA相结合的曲面数字化方法,并完成一汽车内饰板的重构工作。实验表明,在数据采集过程中,激光扫描装置可成功获取物体表面的点云数据。在点云数据预处理的研究中,经改进算法处理后的点云数据变得更加光滑且特征保留性好。在曲面模型转化为三维数字模型的过程中,提出的曲面数字化方法有效地提高了曲面构建的速度和质量,并满足工业精度和光顺度的要求。本文通过自主研发的扫描系统、逆向软件和CATIA软件来实现曲面模型数字化,其研究思路和方法对工业产品的创新设计有着实际的应用价值。