计算机辅助设计及非接触三维扫描技术在汽车车身造型设计中的应用,不仅大大缩短了汽车车型的开发周期,而且还显著地提高了汽车车身造型设计的质量。由于所设计的汽车车身表面光顺性的好坏不仅对汽车的动力性和经济性有一定的影响,而且还会影响到车身表面的制造质量。因此,光顺性问题在汽车车身造型设计中显得非常重要,是汽车车身造型设计软件开发公司和各大汽车公司研究的重点之一。 汽车车身造型设计的一般程序是:效果图设计——模型制作——模型审定与修改——模型的三维测量——构建车身表面的数字模型。本文利用对一款新开发微型电动汽车模型进行三维扫描测量所获得的点云数据,深入研究了提高曲线、曲线构建效率等问题,并对曲线、曲面的光顺理论和算法进行了一些有益的探索: (1)采用节点插入与删除、曲线升阶与降阶并举的方法,以尽可能使曲线族参数一致化。 (2)欲使构建的曲线、曲面光顺,其前提是曲线连续和曲面连续。为此对曲线曲面连续的条件和算法进行了研究。 (3)通过对曲线、曲面光顺准则的研究发现,曲线、曲面的光顺还应满足生产工艺的要求。这一准则的提出为光顺的量控提供了依据。 (4)在对汽车车身造型设计中常用的几种曲线、曲面光顺算法研究的基础上,提出一种能量优化的计算方法,并将这一算法推广到NURBS中。 (5)分片处理可以减少用能量法进行曲面光顺处理的数据量。 本文所提出的能量优化算法可使车身表面曲率的变化较均匀,应变能较小,具有良好的光顺效果。