随着数控、测量及计算机技术的高速发展,逆向工程技术通过特有的生产流程,消化、吸收先进经验和技术,在现有实物模型的基础上,实现新产品的快速开发。在工业设计、医疗、影视、文物保护等领域都发挥着重要的作用并被广泛运用。本文主要研究逆向工程中大规模离散点云的光顺去噪、点云的几何测量及网格曲面重建这几方面。1.在点云数据的光顺去噪方面,对于普通散乱点云数据的光顺处理,实现了基于八叉树的邻域滤波光顺处理方法;对于投影光栅法得到的几百万大规模点云数据的光顺处理,提出了投影网格化法来建立点云数据的拓扑关系,使用图像的高斯和双边滤波平滑法对其进行平滑滤波处理。实验表明,对不同点云数据的处理效果显著。2.在点云数据的几何测量方面,实现了球面、直圆柱面和圆锥面几何信息的测量。通过最小二乘法求出包含相关几何信息量的特定二次曲面方程,得出所需测量的几何信息。实验表明,对于大规模点云数据,测量迅速、精确。3.在点云数据的曲面重建方面,基于八叉树的拓扑建立,提出一种改进的区域增长网格重建法。首先找出较平整区域作为初始生长区域,并由强制约束准则和综合最优准则控制网格曲面的生成。基于投影网格化建立的拓扑关系,提出了逐层网格重建法。把网格简化与网格曲面重建过程相结合,利用底边驱动完成网格重建。实验表明,逐层网格重建法能在极短时间内完成几百万点云数据的网格重建,并能较好地填补点云数据中的孔洞,重建的效率和效果都十分理想。同时,本文对比了常用网格光顺方法在处理效果及适用性上的差异。4.实现了一个点云及网格处理系统,用于验证本文提出各种处理方法的可行性及实用性,可快速地进行点云处理及曲面重建。本文所提出的大规模点云数据的不同处理及重建方法,相比传统的处理方法,效率上有极大的改进。而吸取不同处理方法各自的优点,研究高效通用的点云处理及重建方法是下一阶段的工作重点。