基于約束形變的車身快速造型方法研究.pdf

1、人們對汽車等復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品的需求日趨多樣化與個性化，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)市場競爭。當(dāng)前車身設(shè)計的許多步驟已實現(xiàn)數(shù)字化，而作為車身設(shè)計首要環(huán)節(jié)的概念造型設(shè)計依然沒有實現(xiàn)全數(shù)字化與智能化，這成為影響整車開發(fā)周期的主要因素。如何讓設(shè)計師更加智能、快捷、直觀地重用模型數(shù)據(jù)，以有效利用設(shè)計知識來提升創(chuàng)新設(shè)計和個性化設(shè)計能力是縮短研發(fā)周期的核心問題之一。
　　首先分析了目前車身概念造型設(shè)計的相關(guān)研究現(xiàn)狀，為提高產(chǎn)品的設(shè)

2、計效率和設(shè)計質(zhì)量，研發(fā)了基于約束形變的車身快速參數(shù)化造型設(shè)計系統(tǒng)模塊，初步實現(xiàn)了造型特征線數(shù)據(jù)和設(shè)計知識的有效重用，為車身造型設(shè)計階段的參數(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:
　　(1)針對汽車車身概念造型階段，對比分析了各種不同造型表達形式。作為草圖（或效果圖）創(chuàng)作者與A級曲面設(shè)計人員之間的紐帶，造型特征線是工程設(shè)計中描述、維持產(chǎn)品造型風(fēng)格的關(guān)鍵依據(jù)。面向汽車外造型四視圖，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，以此輔助新車型的造型設(shè)計，采集并創(chuàng)建了汽車外形特征線模型數(shù)據(jù)庫。
　　(2)為實現(xiàn)車身造型參數(shù)化模型的快速創(chuàng)建，基于一致參數(shù)化的特征線庫，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)計模型（即形變模型）的形狀空間。統(tǒng)計模型中隱含了特征線模型中特征線之間的相關(guān)性，進而通過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)動汽車效果圖的快速編輯。
　　最后，基于MFC和圖形接口OpenGL實現(xiàn)了上述形變模型系列算法，開發(fā)了復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品全數(shù)字開發(fā)平臺(DCiP)的車身快速造型設(shè)計模塊DCiP-AutoMorpher/Styling。通過大量數(shù)值算例驗證了本文所提方