基于点云边界和曲率特征车身a级曲面光顺方法

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1、万方数据万方数据山东理工大学硕士学位论文摘要摘要光滑流畅的车身外形是汽车产品在激烈市场竞争中胜出的法宝，这就要求车身A级曲面光顺技术具有更高的效率。国内外学者对曲面光顺理论进行了广泛研究，但在车身A级曲面光顺实践过程中的应用性不强。因此，如何高效的光顺车身A级曲面是光顺工程师亟待解决的难题。针对上述问题，对基于点云边界和曲率特征的车身A级曲面光顺方法进行研究。研究具体工作如下：（1）对插值曲面的型值点按照其ݑ，ݒ两个方向的参数值是否为0进行分类，并推导出不同类型的型值点对应的反求公式，改进了一种利用插值法反求Bézier曲面控制顶点的算法，提高算法的稳定性，使其便于编程实现。（2）为了解决

2、从点云直接拟合的曲面不能满足点云边界特征的问题，给出了提取点云边界点的算法。为了提高点云边界点提取算法的效率，将空间点云数据投影到平面，建立平面点云的包围盒，根据点云的密度将其划分为若干个小网格，利用最值算法提取边界网格内的点作为点云的边界点。（3）给出一种符合点云曲率特征的基于均分弦长准则的插值曲面型值点搜索算法。建立平面网格点阵与空间点云上型值点的对应关系，根据均分弦长准则调整平面网格点阵的位置，使得搜索到的型值点按照点云的曲率变化趋势均匀分布。（4）利用VC++编程实现基于点云边界和曲率特征的车身A级曲面光顺模块，通过VC++与UG软件的接口技术将该模块集成到UG软件中，提高车身A级

3、曲面光顺的自动化程度。最后对曲面光顺模块进行实例验证，得出下面结论：对于曲率变化较平缓的点云，光顺后的曲面基本可以满足车身A级曲面的要求；对于曲率变化较大的点云或过渡曲面的点云，该模块也可以方便快捷的进行曲面重构，为后期的人工交互光顺操作节约了时间，提高了车身A级曲面光顺的质量和效率。关键词：车身；A级曲面；点云；边界；曲率；曲面光顺I万方数据山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractSmoothandfluentcontouristhekeyfactorforautomotiveproductstosurviveinthefiercemarketcompetition,so

4、smoothingtechnologiesofclassAsurfacesforAuto-bodyaresupposedtobemoreefficient.Althoughmuchtheoreticalresearchonsurfacessmoothinghasbeendonebydomesticandforeignscholars,thepracticalapplicationonsmoothingforAuto-bodywasstillatalowlevel.Therefore,howtosmoothclassAsurfacesefficientlyandhigh-qualityisa

5、difficultproblemthatsmoothingengineershavetoface.Aimingattheaboveproblems,researchonthesmoothingmethodbasedonboundaryandcurvatureofcloudpointshasbeenpresentedinthepaper.Specificresearchcontentsareasfollows:(1)AnreversealgorithmforcontrolvertexofBéziersurfacehasbeenimprovedthroughclassifyingthepara

6、metervaluesofcharacteristicpointsthatusedtoconstructinterpolationsurfacesaccordingtowhethertheparametervaluesinu,vdirectionisequaltozero,whichimprovedthestabilityofreversealgorithmandmadeiteasilyprogrammed.(2)Analgorithmofextractingboundarypointsfromthecloudpointshasbeenpresentedinordertoovercomet

7、heproblemthatthesurfacefittedfromcloudpointsdirectlycannotsatisfythebordercharacteristicsofthecloudpoints.Inordertoincreasetheefficiencyoftheboundarypointsextractionalgorithm,thespacepointshavebeenprojectedonapla