汽车车身A级曲面光顺关键技术研究

摘要

光滑流畅的外型是现代汽车必备的品质要求，也是汽车产品在激烈的市场竞争中胜出的关键法宝，这对车身A级曲面的光顺技术提出了更高的要求。国内外学者对于曲线曲面的光顺技术研究较多，但对车身A级曲面的光顺技术却缺少系统性的研究，因而难以适应当前车身曲面快速开发的需求。
　　针对上述问题，本文对车身A级曲面光顺关键技术进行了相关研究。研究内容主要包括：点云数据处理，曲线曲面重构，曲面光顺质量评价。
　　首先，阐述了光顺前期点云数据的处理技术。结合计算机图形学坐标变换理论，提出了基于点拟合法的汽车点云数据坐标对正方法，实现了光顺前期车身点云数据的精确对齐。
　　其次，给出了光顺过程中曲面模型的重构技术。根据A级曲面的质量要求，借助已有的光顺实践经验，从影响曲面光顺品质和效率的根本原因一一曲面控制顶点的有序排列方面出发，提出了一种光顺高质量A级曲面的控制顶点排列准则；根据理论交线在过渡曲面构建中的重要作用，提出了基于理论交线法的车身复杂过渡曲面光顺方法，以提高曲面的光顺品质和效率。
　　最后，阐述了车身A级曲面光顺质量的综合评价方法。利用模糊数学理论和层次分析方法，借助曲率梳，斑马线，曲面连续性评价等具体曲面评价规则，提出了基于模糊层次分析法的车身曲面综合评价方法，给出了具体的综合评价流程，并通过实例验证了该方法的有效性和实用性。

目录

独创性声明

关于论文使用授权的说明

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外光顺技术研究现状及现存问题

1.2.1能量优化法

1.2.2小波分析法

1.2.3选点修改法

1.2.4遗传算法光顺法

1.2.5控制顶点调整光顺法

1.2.6光顺评价方法

1.2.7过渡曲面光顺研究

1.2.8曲线曲面光顺的相关技术研究

1.3车身A级曲面光顺技术存在的问题及研究内容

1.4论文内容安排及创新点

1.4.1论文内容安排

1.4.2本文创新点

第二章 光顺模型的点云数据处理技术

2.1点云数据采集

2.1.1接触式数据采集方法

2.1.2非接触式数据采集方法

2.1.3数据采集方法分析比较

2.1.4本课题测量方法的选择

2.2点云数据处理

2.2.1数据拼合处理

2.2.2噪声点去除

2.2.3数据精简

2.2.4点云分块

2.3点云数据重构

2.4本章小结

第三章 车身点云数据的坐标对正技术

3.1点云数据对正概述

3.2点云对正坐标变化理论

3.2.1平移变换

3.2.2旋转变换

3.2.3组合变换

3.3汽车坐标系及零平面的确定

3.3.1汽车坐标系零线及零平面的确定

3.3.2建立汽车坐标系

3.4二维法的点云数据坐标对正

3.5点拟合法的车身点云坐标对正

3.5.1对齐方法

3.5.2点云数据的对称

3.5.3汽车坐标系坐标对正

3.6本章小结

第四章 车身A级曲面的光顺与评价

4.1车身A级曲面的光顺性要求

4.2车身A级曲面的表达方法

4.2.1 Bézier曲线的表示及性质

4.2.2 Bézier曲面的表示

4.2.3 Bézier曲线曲面的导矢

4.2.4 Bézier曲线曲面连续条件及在实践中的应用

4.3车身A级曲面的控制顶点排列准则

4.3.1基本曲面的控制顶点排列

4.3.2基本曲面拼接的控制顶点排列

4.3.3过渡曲面的控制顶点排列

4.4车身空间曲线的光顺方法

4.4.1空间特征曲线的光顺方法

4.4.2空间拼接曲线的光顺方法

4.5车身过渡曲面的光顺方法

4.5.1简单过渡曲面的光顺方法

4.5.2复杂的过渡曲面光顺方法

4.6车身对称曲面的光顺方法

4.7基于模糊层次分析法的车身A级曲面评价

4.7.1模糊层次分析法的基本原理

4.7.2车身A级曲面综合评价

4.8本章小结

第五章 汽车车身A级曲面光顺实例

5.1汽车车身曲面分类

5.2汽车车身A级曲面的光顺流程

5.2.1点云数据的分块

5.2.2基本曲面重构

5.2.3过渡曲面重构

5.2.4曲面修剪

5.2.5曲面拼接

5.2.6局部特征处理

5.3轿车光顺曲面品质分析

5.3.1设计精度评价

5.3.2曲率梳连续性评价方法

5.3.3斑马线评价

5.3.4曲面拼接连续性检查

5.3.5绘制真实感图形评价

5.3.6几何美观性评价

5.4车身A级曲面综合评价实例

5.4.1确定轿车的模糊判断矩阵及其权重

5.4.2层次单评价

5.4.3车身曲面多层次综合评价

5.4.4模糊评价结果分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录1：作者在读硕士期间发表的论文和参加的课题

附录2：汽车A级曲面光顺模型效果图