面向創(chuàng)新設計的汽車外形曲線曲面高效建模.pdf

1、隨著人們對產(chǎn)品多樣性要求越來越高，汽車市場競爭日益加劇，迫使企業(yè)大幅縮短汽車車身造型的開發(fā)周期、生產(chǎn)出更加豐富多變的車型，提升創(chuàng)新設計能力;另一方面，計算機輔助設計軟件在車身設計中起到的作用越來越突出，集成化和數(shù)字化成為未來汽車外形設計的發(fā)展趨勢。因此，如何快速實現(xiàn)汽車造型師的設計意圖，進行數(shù)據(jù)驅(qū)動和知識驅(qū)動的汽車車身建模，以及實現(xiàn)三維建模的數(shù)據(jù)重用等問題亟需解決。
　　針對汽車外造型快速建模問題，本文通過分析汽車造型特征以及面向

2、創(chuàng)新探索的需求，提出一種具有拓撲一致性的參數(shù)化汽車外形表示方法，包括二維三視圖特征曲線表示、三維特征曲線網(wǎng)表示以及三維參數(shù)曲面表示等三大類、六個特征表示模板，并建立三類模板模型之間的匹配關系。通過分析車身類型與曲面生成種類，對三維特征曲線網(wǎng)進行模塊化與光順處理，形成高質(zhì)量三維曲線網(wǎng)格。采用四邊曲線網(wǎng)曲面、N-邊曲面、邊約束裁剪曲面三類不同曲面生成方法可自動生成汽車外形曲面模型。
　　本文研究工作主要從以下幾個方面展開:
　　

3、(1)二維造型特征線:定義較為完整的汽車二維三視圖特征線，將汽車車身前、后、側、頂四個不同方向的正視圖特征線分別進行定義，分段曲線采用三次Bézier表示，實現(xiàn)不同車型間的統(tǒng)一參數(shù)化處理。通過本課題組開發(fā)的軟件模塊實現(xiàn)車身2D特征線的提取，建立2D特征線數(shù)據(jù)模型庫，為后續(xù)的車身三維曲線建模與二維形狀探索提供模型數(shù)據(jù)。
　　(2)三維造型特征線:通過分析車身四個視圖模型之間特征線的幾何投影關系，得到車身三維曲線與不同視圖的二維特征線

4、的對應關系，實現(xiàn)汽車車身曲線的三維建模;通過對重建后的三維車身曲線進行優(yōu)化處理，建立3D車身曲線網(wǎng)格數(shù)據(jù)模型庫，為后續(xù)的車身三維曲面建模做好數(shù)據(jù)準備，并可有效實現(xiàn)三維曲線模型的數(shù)據(jù)重用。
　　(3)三維車身曲面:不同的車型包含的車身部件不相同，生成的車身曲面也不相同。本文按照車門數(shù)、單側車窗數(shù)等特征將轎車車型進行分類，建立六個模板，以此來統(tǒng)一管理不同的車型。定義不同曲面的生成方法，然后利用已有車身曲線網(wǎng)格實現(xiàn)車身曲面的高效建模。<