汽车车身曲面光顺与评价方法课件.ppt

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1、汽车车身曲面光顺与评价方法研究主要内容点云数据测绘与预处理车身曲面表示方法车身曲面拼接误差关系与减小误差方法车身曲面光顺方法车身曲面评价方法2.1汽车车身曲面的表示方法现在曲线曲面的表示方法主要有Bézier方法、B样条方法、NURBS方法。每种曲线/面的表示方法都有自己的优势。车身曲面根据可见性不同，要求不相同。光顺中对于曲面采取什么样的表示方法更好，其曲线曲面的次数问题应该如何确定，都是交互光顺实践中需要解决的关键课题。2.2曲线曲面的连续性曲线曲面的连续性分参数连续和几何连续，光顺实践中用几何连续。研究集中在曲线曲面连续性的条件，而且对于Bézier和有理Bézier比较多，B样

2、条也有，但不多，而且G1连续。但是如何将这些连续性的条件应用到光顺实践中，如何减小各阶拼接误差，这对提高光顺的质量和效率是至关重要的。从目前的文献来看，还没有这方面的研究。2.3汽车车身曲线曲面的光顺方法目前主要集中在算法上面，主要光顺方法如下：能量法选点修改法参数化法光学检验修改法直接给定曲率法凸曲线曲面法单调曲率法光顺的方法很多，一般是针对曲面光顺中的某一种情况进行讨论，取得了较好的效果。但是，在车身曲面光顺中，我们执行的交互设计，如何根据这些方法，形成一个标准的流程，快捷的得到高质量的光顺曲面是光顺师必须面对的课题。2.4曲面的评价方法从现有的文献看，人们注重曲面评价的曲率梳法、

3、斑马线法和曲率颜色图法，并且也给出了相应的评价办法。但是这些方法仅能反映曲面的表象问题，而没有涉及到引起这些问题的根本原因——控制顶点。所以我们想研究这些方法之间的关系，揭示其问题的本质。同时根据重要程度给出评价的权重，建立一个评价体系.3车身点云数据的测绘与预处理主要内容有：点云数据的采集：有接触式和非接触式。点云数据的预处理：包括点云的三角化、圈选、精简、截交等，是为了便于观察，同时提高软件的运行速度等。坐标对正：将测绘点云汽车坐标系对正到系统坐标系下，或者将补拍点云对正。点云的评价与修复：评价点云，修复之。4汽车车身曲面表示与次数的选择本部分讨论曲面的表示方法，通过表示方法的讨论

4、，给出汽车车身曲面的表示方法。通过曲线曲面的高次振荡和连续性要求，确定汽车车身曲面的次数的选择要求。4.1Bézier曲线/面定义与性质1．端点性质：首末端点与控制顶点重合。K阶导矢与首末K+1各端点有关。2．曲线内部无限次连续。3．移动第j个控制顶点的时候，将对整条曲线都有影响，其中对曲线上参数t=j/n的点产生的影响最大。其原因是因为对相应的基函数产生的影响最大。Bézier曲面1．Bézier曲面的四个角点正好是其控制网格的四个控制顶点。2．内部无限次连续。3．移动Bézier曲面的一个控制顶点，对曲面上所有点都有影响，但是对曲面上参数为对应点影响最大，离该点越远，影响越小。4.

5、2B样条曲线/面定义与性质1．B样条曲线的局部性质。2．B样条曲线的可微性及参数连续性。在每一段B样条曲线内是无限次可微的，在对应于节点的曲线段端部是k-r次可微的，r是节点的重复度。3．移动一个控制顶点仅与该控制顶点有关的局部移动，其他部分不变。B样条曲面1．B样条曲面具有局部性。2．B样条曲面的可微性及参数连续性在两个参数方向上与B样条曲线类似。3.移动一个控制顶点仅与该控制顶点有关的局部移动，其他部分不变。4.3NURBS曲线/面的定义与性质有与B样条曲线相似的性质可以描述自由曲线，也可以描述二次曲线等初等几何曲线。NURBS曲面与B样条曲面相似的性质可以描述自由曲面，也可以描述

6、初等曲面。BézierNURBSB样条有理Bézier图3-10各种方法之间的关系4.4Bézier与B样条曲线/面的品质对比对任意5个点进行插值，青色的是Bézier曲线，曲率梳良好；如果用B样条曲线，选择3次，曲线分两段，可见其曲率梳较差。分析原因。左图是用B样条曲面光顺的，用5X5个点，两个参数方向的次数是3。右图则是用同样的5X5个点光顺，是Bézier曲面光顺，两个参数方向次数是4。通过曲率梳可见，用Bézier曲面较一般的B样条效果好。结论在光顺A级曲面时，用Bézier曲线曲面要比一般的B样条曲线曲面要好。Bézier曲线曲面次数的选择Bézier曲线的定义式展开为：实际

7、上，这是一个插值多项式，由法贝尔定理可知，当n→+∞时，在定义域【0，1】上存在一个函数f，使得多项式插值不一致收敛于f。在实践中，表现为高次Bézier曲线出现振荡。高次Bézier曲线的振荡16次Bézier曲线8次Bézier曲线16次理想Bézier曲线-绿线高次Bézier曲面的振荡结论所以Bézier曲线曲面的次数不能太高，一般根据连续性要求最大可以在5次（6排控制顶点，曲率连续），或者7次（8排控制顶点，挠率连续）。最低也不能低于