传统的逆向工程技术是单纯的面向几何的建模方式。该方式对设计者要求高,工作强度大,没有准确还原几何特征和特征间的约束关系,难以编辑、修改、创新设计,缺乏对制造、分析有用的语义信息。特征技术是在CAD模型基础上集成其它信息的有效途径。因此,在逆向工程中引入特征技术具有重要意义,基于特征和约束的逆向工程模型重建也是逆向工程研究领域的热点。 本文旨在以建立男性上体模型为目标来研究逆向工程中基于特征和约束的模型重建方法。论文在总结了逆向工程技术所包含的内容、研究现状、应用概况和特征建模技术的基础上,提出一种逆向工程特征建模的思路。为了能建立基于特征的人体自由形状曲面特征模型,首先研究了自由形状特征的分类、参数化、特征识别的方法,给出了一种由词汇和语法组成的语义特征语言,并确定了本文的建模方法,经过对人体曲面特征分析,建立了包含参数、顶点词汇、边词汇、语法的人体语义特征模型,为重建人体曲面特征模型奠定了重要的基础。其次,研究了如何将测量得到的人体点云数据与人体曲面特征模型对齐,进行误差分析,位置调整等关键技术,成功的将质心、惯性轴、对称面的计算方法引入到对齐过程中。然后,研究了对齐后的模型,如何将点云投影到曲面,识别出曲面特征,并对点云进行参数化和采用基于约束及能量优化法算法进行曲面重构,快速的建立不同人体的光滑G~1连续的B样条参数曲面模型。最后,针对人体模型重建的算法,开发了建立人体模型的原型系统RE-FBMS。 重建的人体模型可以为三维服装设计提供依据。也可用于人机工程、计算机仿真、动画等方面。