面向創(chuàng)新設(shè)計(jì)的汽車外形曲線曲面高效建模.pdf

1、隨著人們對(duì)產(chǎn)品多樣性要求越來(lái)越高，汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，迫使企業(yè)大幅縮短汽車車身造型的開(kāi)發(fā)周期、生產(chǎn)出更加豐富多變的車型，提升創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力;另一方面，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在車身設(shè)計(jì)中起到的作用越來(lái)越突出，集成化和數(shù)字化成為未來(lái)汽車外形設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，如何快速實(shí)現(xiàn)汽車造型師的設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)的汽車車身建模，以及實(shí)現(xiàn)三維建模的數(shù)據(jù)重用等問(wèn)題亟需解決。
　　針對(duì)汽車外造型快速建模問(wèn)題，本文通過(guò)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?fù)湟恢滦缘膮?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(gè)特征表示模板，并建立三類模板模型之間的匹配關(guān)系。通過(guò)分析車身類型與曲面生成種類，對(duì)三維特征曲線網(wǎng)進(jìn)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(dòng)生成汽車外形曲面模型。
　　本文研究工作主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):
　　

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(cè)、頂四個(gè)不同方向的正視圖特征線分別進(jìn)行定義，分段曲線采用三次Bézier表示，實(shí)現(xiàn)不同車型間的統(tǒng)一參數(shù)化處理。通過(guò)本課題組開(kāi)發(fā)的軟件模塊實(shí)現(xiàn)車身2D特征線的提取，建立2D特征線數(shù)據(jù)模型庫(kù)，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(guò)分析車身四個(gè)視圖模型之間特征線的幾何投影關(guān)系，得到車身三維曲線與不同視圖的二維特征線

4、的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)汽車車身曲線的三維建模;通過(guò)對(duì)重建后的三維車身曲線進(jìn)行優(yōu)化處理，建立3D車身曲線網(wǎng)格數(shù)據(jù)模型庫(kù)，為后續(xù)的車身三維曲面建模做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，并可有效實(shí)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(mén)數(shù)、單側(cè)車窗數(shù)等特征將轎車車型進(jìn)行分類，建立六個(gè)模板，以此來(lái)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(shí)現(xiàn)車身曲面的高效建模。<