摘要: |
在汽车设计和制造行业中,车身造型设计是汽车车型开发的关键环节。在当前国内外通用的CAD/CAM/CAE软件系统中,虽然都有专门的反求模块,但数据处理过程中需要人工干预的太多,自动化程度不高,数据处理与模型的生成速度慢。故寻求自动曲面建模方法具有很大的应用价值。
本文提供一个新的成型方法:多层面单位分割隐函数曲面,它能从大量的点集构建曲面模型。这个方法有三个关键的要素:(1)八叉树细分方法用于适应局部形状复杂性的变化。立方体内的点要重新调整,然后对边界立方应用自适应的八叉树细分。(2)分段的二次函数用于捕捉曲面的局部形状。根据法线间的夹角和子区域内点的数量,将局部拟合分为三种情况并分别用三种函数逼近。(3)加权函数(单位分割)用于混合局部的形状函数。用光顺和局部加权把域内所有的局部解混合成一个,重要的特征比如最大的误差和收敛顺序是从局部继承来的。在两三个单元的公共边界附近,形状函数根据单位分割函数的加权结合在一起。
MPU隐函数概念上是简单的,易于实现,并能为数百万离散的点数据提供快速、准确、自适应的复杂形状重建。建立时间和内存消耗取决于重建形状的复杂程度而不是点的数量。因为MPU隐函数能给出高准确度的曲面逼近值,所以基于函数的操作比如形状混合、偏移、变形和CSG都可以轻易的实现。
把MPU隐函数算法应用于车身曲面拟合,初步的结果表明该方法具有较大的应用潜力。
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