自由曲面造型是逆向程的重要研究内容,造型的精度和质量是实现快速制造高质量零件的重要保证。因此研究基于扫描点云的自由曲面造型技术具有重要的理论意义和实用价值。扫描点云是自由曲面造型的基础,它是通过三维激光扫描系统获得实物样件表面轮廓的三维数据信息。本文的确定目标是通过对扫描点云进行分析、处理,建立曲线曲面的数学模型,反求出样件的CAD模型。论文对点云数据的统一、数据去噪处理、数据压缩技术、数据的光顺、数据的修补利数据分块技术进行了系统的研究,采用了坐标变换法把数据统一到一个坐标系中,在直观检查法、曲线检查法和弦高差方法的基础上,提出了一种基于邻域的去噪算法,实现了点云数据的去噪处理,完成了一种基于曲率变化的数据压缩方法。将数据的光顺问题转化成曲线光顺问题,通过在曲线上均匀采样的方法米实现了数据的光顺。通过实际应用表明所提方法去噪效果好,数据的压缩效率高,数据的均匀程度也有了大大提高。在曲线曲面重构过程,基于最小二乘拟合,切比雪夫曲线拟合和NURBS曲线曲面拟合原理,对由型值点反算控制点的具体方法利步骤,以及四边域网格和三角网格的曲面拟合方法进行了研究,完成了理论分析、算法设计及程序编制,仿真试验结果表明拟合精度不与拟合阶次成正比,而是在达到一定的拟合阶次后,拟合精度呈稳定状态,这为拟合方法的选择提供了依据。在讨论曲线曲面拟合的基础上,对曲线曲面拼接和曲面光顺方法作了研究,给出了拼接和光顺的方法和曲面精度的评价准则。文中以Visual C++和OpenGL为工具开发了基于扫描点云的自由曲面造型软件“MySFD”,该软件可以完成由点云数据到曲线曲面造型过程的基本功能,并能直观地对自由曲面造型的整个过程进行了观察和处理,随时得到计算和分析的反馈结果。