基于約束形變的車(chē)身快速造型方法研究.pdf

1、人們對(duì)汽車(chē)等復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品的需求日趨多樣化與個(gè)性化，制造企業(yè)需盡可能快地推出更多創(chuàng)新性的產(chǎn)品以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)前車(chē)身設(shè)計(jì)的許多步驟已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，而作為車(chē)身設(shè)計(jì)首要環(huán)節(jié)的概念造型設(shè)計(jì)依然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化與智能化，這成為影響整車(chē)開(kāi)發(fā)周期的主要因素。如何讓設(shè)計(jì)師更加智能、快捷、直觀地重用模型數(shù)據(jù)，以有效利用設(shè)計(jì)知識(shí)來(lái)提升創(chuàng)新設(shè)計(jì)和個(gè)性化設(shè)計(jì)能力是縮短研發(fā)周期的核心問(wèn)題之一。
　　首先分析了目前車(chē)身概念造型設(shè)計(jì)的相關(guān)研究現(xiàn)狀，為提高產(chǎn)品的設(shè)

2、計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，研發(fā)了基于約束形變的車(chē)身快速參數(shù)化造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊，初步實(shí)現(xiàn)了造型特征線數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)知識(shí)的有效重用，為車(chē)身造型設(shè)計(jì)階段的參數(shù)化及智能化奠定了基礎(chǔ)。
　　本文研究工作主要從以下幾方面展開(kāi):
　　(1)針對(duì)汽車(chē)車(chē)身概念造型階段，對(duì)比分析了各種不同造型表達(dá)形式。作為草圖（或效果圖）創(chuàng)作者與A級(jí)曲面設(shè)計(jì)人員之間的紐帶，造型特征線是工程設(shè)計(jì)中描述、維持產(chǎn)品造型風(fēng)格的關(guān)鍵依據(jù)。面向汽車(chē)外造型四視圖，提出了造型特征線族的一

3、致參數(shù)化表示方法，每段曲線采用三次Bézier曲線表示。為有效重用數(shù)字化模型，以此輔助新車(chē)型的造型設(shè)計(jì)，采集并創(chuàng)建了汽車(chē)外形特征線模型數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　(2)為實(shí)現(xiàn)車(chē)身造型參數(shù)化模型的快速創(chuàng)建，基于一致參數(shù)化的特征線庫(kù)，將訓(xùn)練模型統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為形狀向量表示，生成了基于統(tǒng)計(jì)模型（即形變模型）的形狀空間。統(tǒng)計(jì)模型中隱含了特征線模型中特征線之間的相關(guān)性，進(jìn)而通過(guò)給定形變模型的約束信息，根據(jù)Bayes定理重構(gòu)出新模型的整體形狀。在此基礎(chǔ)上提出了一

4、系列快捷、直觀的模型交互編輯方法。
　　(3)探討了如何利用形變模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)品牌造型特征的繼承;研究和探討了基于形變模型從效果圖（或草圖）快速提取和重構(gòu)特征線模型，以及利用特征線模型驅(qū)動(dòng)汽車(chē)效果圖的快速編輯。
　　最后，基于MFC和圖形接口OpenGL實(shí)現(xiàn)了上述形變模型系列算法，開(kāi)發(fā)了復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品全數(shù)字開(kāi)發(fā)平臺(tái)(DCiP)的車(chē)身快速造型設(shè)計(jì)模塊DCiP-AutoMorpher/Styling。通過(guò)大量數(shù)值算例驗(yàn)證了本文所提方