1. 研究目的与意义

随着虚拟现实技术和现代医学的飞速发展和交叉融合，基于虚拟现实技术的手术仿真在医学仿真系统中占据了重要地位。借助于计算机建立的虚拟环境，医生能够事先合理制定手术方案，选择最佳手术路线，减少手术损伤，提高病灶定位精度；同时由于虚拟手术仿真可以模拟活体组织的各种特性，它还为外科医生的培训提供了无尽的实验对象，降低了医学教育成本，为医学教育模式的改革提供了有力的技术支持。

本课题对机械制造专业的学生而言，是扩展知识面，加深知识的理解和掌握，强化应用技术与技能的很好的途径。

2. 国内外研究现状分析

随着计算机、cad/cam、测量技术、计算工程技术的快速发展，逆向技术已经成为新产品开发设计中居于核心的地位。广泛的用于玩具、汽车、通信电器、磨具等产品的开发设计和创新设计中，成为消化吸收先进技术，实现新产品开发生产不可缺少的手段。

现在依托高等精度三维数字扫描系统的逆向工程，结合cad/cam/capp/rp（快速成型）是当前产品设计研发的全新技术之一。涵盖的产业有：汽车摩托业、电子通讯、玩具业、磨具业、家电业、运动器材业、五金业等。制造的产品有：汽车磨具外盖件、手机外盖件、手机外壳、电器外型、耳机、玩具、文化用品等。这些逆向工程技术都大大的节省了产品开发的时间和成本。

20世纪80年代日本名古屋工业研究所和美国uvp公司、美国3m公司提出了逆向工程技术（re）并开始研制开发。一些重要的国际和国内学术会议都将逆向工程及相关技术作为一个重要学术议题。

3. 研究的基本内容与计划

本课题拟基于三坐标测量系统，进行医用头模的三维重建研究。课题研究内容包括：

（1）与课题合作单位南京医科大学共同采集一例医用头模；

（2）基于三坐标测量系统获得医用头模的点云数据；

4. 研究创新点

（1）在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有 CAD 模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型

（2）进行测量路径的优化，使得测量头能够以尽可能短的路径安全而又高效地遍历待测曲面的检测区域