基于點(diǎn)云高效率生成車身曲面的方法

0 前言

國內(nèi)廠商在A級曲面的開發(fā)上借鑒歐美和日本傳統(tǒng)廠商的設(shè)計(jì)流程，方法手段，同時(shí)自身也在不斷探索，逐步完善，希望實(shí)現(xiàn)更高效率的敏捷開發(fā)。A級曲面的開發(fā)，需要經(jīng)過多輪的造型修改和技術(shù)驗(yàn)證，在開發(fā)過程當(dāng)中A級曲面的修改需要大量的開發(fā)時(shí)間。市場激烈的競爭要求產(chǎn)品迭代速度越來越快，產(chǎn)品升級幅度越來越大，這些都對A級曲面研發(fā)效率提出了越來越高的要求。

1 基于點(diǎn)云構(gòu)建曲面的分面難點(diǎn)

在汽車造型正向開發(fā)的過程中，需要基于油泥模型的點(diǎn)云快速生成車身曲面，以供工程部門進(jìn)行快速的技術(shù)分析，并作為下一步A級曲面開發(fā)的基礎(chǔ)，其過程遵循由線到面，先基礎(chǔ)再細(xì)節(jié)的原則

，其過程示意圖如圖1。

點(diǎn)云表面不會自動反應(yīng)曲面邊界的位置，需要設(shè)計(jì)者對點(diǎn)云表面的區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃。如圖2，某量產(chǎn)車型的A級曲面模型。

合理的曲面模型往往由多張曲面拼接而成

，其不僅能夠完美的還原出點(diǎn)云所要表達(dá)的造型信息，而且線框結(jié)構(gòu)十分簡潔美觀，方便后續(xù)的修改和調(diào)整。反之如果曲面分面結(jié)構(gòu)不合理，線框結(jié)構(gòu)復(fù)雜凌亂，后續(xù)的修改調(diào)整會十分耗時(shí)且效果不佳。當(dāng)前企業(yè)基于點(diǎn)云生成車身曲面的開發(fā)過程中，最大的難點(diǎn)是曲面模型分面取決于設(shè)計(jì)者的主觀判斷，其質(zhì)量優(yōu)劣十分依賴設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。

2 主曲面可變模型方法

如果有一個(gè)可變的主曲面模型，該模型根據(jù)車身主曲面的分面規(guī)律構(gòu)建出大部分的基礎(chǔ)曲面，覆蓋了車身前后蓋、車門、側(cè)圍、車頂、翼子板、前后玻璃、前后保險(xiǎn)杠上體等零件，在面臨不同車型的點(diǎn)云時(shí)，根據(jù)總布置的參數(shù)，預(yù)先將主曲面模型調(diào)整為與目標(biāo)點(diǎn)云相適配的尺寸，然后在此基礎(chǔ)上對點(diǎn)云進(jìn)行主曲面貼合工作,這樣會節(jié)省點(diǎn)云貼合的準(zhǔn)備時(shí)間,使設(shè)計(jì)者的精力更多集中在造型語言上，以提高工作效率節(jié)省開發(fā)時(shí)間。

在具有家族化造型特征的車型上，其前中后均具有相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的曲面分面處理方案，以此為基礎(chǔ)提出主曲面可變模型方法。這一具家族化造型特征的前、中、后面片結(jié)構(gòu)，作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化面片結(jié)構(gòu)模型，只需要針對不同的尺寸結(jié)構(gòu)放大或縮小，可以極大的節(jié)約曲面貼合點(diǎn)云的準(zhǔn)備時(shí)間，同時(shí)也降低了設(shè)計(jì)者對建模熟練度的要求。對具有家族化造型特征的品牌車型，主曲面可變模型的通用性會十分顯著。

2.1 主曲面模型的面片結(jié)構(gòu)劃分

汽車A級曲面開發(fā)的過程是將造型方案不斷細(xì)化的工作，在造型確定整體方案后，根據(jù)車身的整體形態(tài)確定汽車A級曲面的面片結(jié)構(gòu)。

首先結(jié)合品牌造型風(fēng)格確定其特征線的內(nèi)在邏輯，結(jié)合整車的造型輪廓、特征線的走勢及比例劃分，對整車的面片結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，還需要考慮每4條邊可構(gòu)建為封閉的4邊形

，因此均按照4邊形進(jìn)行排布。如圖3，A級曲面模型的每個(gè)曲面均需要保證為4邊形曲面。

(3)尾部面片結(jié)構(gòu)劃分

顧客滿意是指顧客在接受企業(yè)提供的服務(wù)或者商品之后的消費(fèi)感知。顧客的滿意受到多方位的影響，包括產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量、價(jià)格以及銷售人員的服務(wù)態(tài)度等等。顧客的愉悅感越高，滿意度就越高。簡而言之，就是說顧客滿意就是指在消費(fèi)的過程中感覺良好，能夠滿足其消費(fèi)的需求與期望，進(jìn)而將其自身的感受通過直接表達(dá)或暗示的方式對外傳遞，肯定其消費(fèi)過程的一種方式。而滿意度是消費(fèi)者根據(jù)消費(fèi)體驗(yàn)做出的感知評價(jià)。顧客滿意是由多方面的因素產(chǎn)生的，不僅包括企業(yè)產(chǎn)品與服務(wù)方面，還包括消費(fèi)者的自身標(biāo)準(zhǔn)。因此要實(shí)現(xiàn)顧客滿意是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。

前蓋區(qū)域面片結(jié)構(gòu)的劃分依據(jù)特征線對前蓋的分割比例，前蓋上兩條關(guān)于Y0對稱的強(qiáng)特征線將前蓋分割成三部分，由于前蓋是對稱零件，只需要制作一半即可，不過在準(zhǔn)備面片結(jié)構(gòu)的過程中一定要保證對稱曲面的曲率關(guān)于Y0對稱，且曲率平滑過渡。前臉的面片結(jié)構(gòu)如圖4。

利用小型榨油機(jī)榨取油脂，其出油率在21.1%～24.6%，其中三層模式的出油率平均最高，達(dá)到23.5%，此時(shí)毛葉山桐子油料最終含水量在8%，這與其他油料作物（如油菜）安全水分相近[12]。榨取的毛油酸價(jià)和過氧化值分別在 3.1～3.4 mg/g，2.1～2.9 mmol/kg，并且各處理各干燥層數(shù)值無顯著差異（p＞0.05），均低于國家對菜籽、油茶籽等毛油的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，優(yōu)于崔艷南等人[13]研究的未處理的工廠化毛葉山桐子毛油品質(zhì)，這與干燥前處理與設(shè)備均有關(guān)系。

雖然具有家族化特征的車型造型較為相似，但主要特征線的走勢也會不盡相同。不同的風(fēng)格需要完全不同的輪廓線，特征線的弧度，斜率也表達(dá)出不同的造型情感。

車身側(cè)面的光影是汽車設(shè)計(jì)中非常重要的部分，面片結(jié)構(gòu)的分布必須考慮到車身光影的走勢，如圖5，車門區(qū)域作為基礎(chǔ)大面力求簡潔，輪包區(qū)域用扇形四邊形曲面使光影能夠光滑過渡。

(1)前部面片結(jié)構(gòu)劃分

校園內(nèi)的車速必須要比外界低，學(xué)校也需要明確校內(nèi)的車速限制，并通過智能超速檢測技術(shù)定位有危險(xiǎn)駕駛行為的車輛，采取通知、通報(bào)、限行等方式進(jìn)行處理，并且系統(tǒng)還需要警告車速過快的車輛，通過自動報(bào)警和發(fā)送短信的方式，進(jìn)行警告。如果一些車輛經(jīng)常出現(xiàn)危險(xiǎn)駕駛的情況，需要將其列入校園的交通管理黑名單。

尾部區(qū)域的大面同樣需要關(guān)于Y0對稱，同樣只需要構(gòu)建一半車身面片結(jié)構(gòu)即可。尾部一般用橫向線條對車尾進(jìn)行比例分割，而面片的結(jié)構(gòu)會隨著橫向特征線條進(jìn)行劃分。如單側(cè)保險(xiǎn)杠區(qū)域在車身寬度方向上是典型的三段式面片劃分。車尾的面片結(jié)構(gòu)如圖6。

2.2 主曲面模型

根據(jù)某品牌多年的設(shè)計(jì)語言演化以及綜合各個(gè)年代的該品牌的A級曲面結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律，結(jié)合當(dāng)前的設(shè)計(jì)方向，通過熟悉該品牌A級曲面模型結(jié)構(gòu)工程師的總結(jié)，獲得該品牌三廂車的主曲面可變模型。如圖7。

我去醫(yī)院看他了，小小嫩嫩的一團(tuán)，臉皺得跟個(gè)猴子似的，眼睛都沒有睜開。我趁護(hù)士不注意偷抱出去想賣掉他，被發(fā)現(xiàn)了，小三從病床上滾下來抱著嬰兒哭成一團(tuán)，老爹鐵青著一張臉。

在該品牌的項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)用中，根據(jù)品牌的造型語言，其車身曲面采用家族化的造型結(jié)構(gòu) 。整體上將車身表面劃分為前、中、后三大部分，主曲面部分包括車頭主體部分的發(fā)動機(jī)蓋，前風(fēng)擋玻璃，左右翼子板，前保險(xiǎn)杠上體。乘員艙包括車頂，車窗，前后車門，側(cè)圍。后部包括后窗玻璃，后行李箱蓋，后保險(xiǎn)杠上體。格柵、前后大燈造型，保險(xiǎn)杠下裙，車身側(cè)裙等由于細(xì)節(jié)眾多，每輛車的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)差異較大，因此適合單獨(dú)設(shè)計(jì)。本研究主要關(guān)注主曲面區(qū)域。

數(shù)據(jù)層主要封裝了區(qū)塊鏈的物理結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中包含諸如哈希函數(shù)、時(shí)間戳等技術(shù)，保證信息的不可篡改性；網(wǎng)絡(luò)層描述了組網(wǎng)方式、驗(yàn)證機(jī)制和傳播機(jī)制，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信息交流；共識層選擇一種共識記住，用以驗(yàn)證區(qū)塊的正確性；激勵層主要借助設(shè)計(jì)一些激勵策略，保證節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈中參與驗(yàn)證工作，確保共識的穩(wěn)定；合約層中主要包含各種腳本、算法和智能合約，當(dāng)其滿足觸發(fā)條件的時(shí)候，系統(tǒng)自動執(zhí)行合約中的命令；應(yīng)用層為封裝的有關(guān)區(qū)塊鏈應(yīng)用提供了接口，例如基于區(qū)塊鏈的跨境支付平臺OKLINK。

整車的尺寸來源于市場定位和產(chǎn)品策略報(bào)告。定位多功能的車型一般尺寸較大，如MPV車型等定位家庭的車型尺寸較大，而定位運(yùn)動與年輕人群的車型一般尺寸更為緊湊。

3 主曲面模型的調(diào)整方法

該品牌各個(gè)車型的造型有所差異，但曲面構(gòu)型之間的結(jié)構(gòu)和分縫位置具有相似性，車身特征線條和曲面的光影總體上風(fēng)格統(tǒng)一，這就為建立標(biāo)準(zhǔn)化的曲面面片構(gòu)型創(chuàng)造了有利條件。

將可變主曲面模型適配到新的點(diǎn)云模型需要考慮多種因素，主要從以下三個(gè)方面入手。

3.1 車身尺寸調(diào)整

車身的尺寸調(diào)整可以從長寬高三個(gè)方向入手，從車長度方向上根據(jù)前車頭、座艙長度、車尾長度等尺寸和比例，在長度方向上進(jìn)行縮放調(diào)整。從高度方向上，根據(jù)車身高度座艙尺寸以及形態(tài)比例調(diào)整。寬度方向上同理。通過車身尺寸以及曲面形態(tài)調(diào)整，如圖8。

3.2 比例和造型風(fēng)格調(diào)整

以某品牌的汽車造型語言和A級曲面面片結(jié)構(gòu)為案例，通過對尺寸、比例和細(xì)節(jié)曲面的調(diào)整，在同一原始主曲面可變模型的基礎(chǔ)上可以變化出完全不同的曲面造型風(fēng)格。整體的風(fēng)格可以實(shí)現(xiàn)從運(yùn)動到家用旅行的多種轉(zhuǎn)化。由主曲面可變模型通過尺寸和比例的調(diào)整，可以生成獵裝運(yùn)動風(fēng)格、家用旅行風(fēng)格、大型SUV風(fēng)格的多種比例風(fēng)格的主曲面模型，作為后續(xù)A級曲面構(gòu)建的基礎(chǔ)，如圖9。

在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，對于很多的物理練習(xí)題來說，我們通常都非常的恐懼，因?yàn)轭}目中不僅含有大量的文字?jǐn)⑹?，而且需要在其中提取相?yīng)的物理知識，并且對物理知識進(jìn)行一定的計(jì)算和解答，得到最終的正確答案.在物理簡單的過程中有很多關(guān)于計(jì)算的問題，需要有很強(qiáng)的技巧性才能夠快速得出正確的答案，而并不是通過一些傳統(tǒng)的算法進(jìn)行硬性的計(jì)算，這樣會增加計(jì)算的時(shí)間和難度.

3.3 細(xì)節(jié)曲面的調(diào)整

原則上首先進(jìn)行整體形態(tài)的變形，其次再對單獨(dú)的區(qū)域進(jìn)行比例調(diào)整，最后對細(xì)節(jié)區(qū)域的曲面面片進(jìn)行變形調(diào)整，以符合新點(diǎn)云整體的造型要求。

各類細(xì)節(jié)外觀的設(shè)計(jì)使車身造型更具層次與精致感。這一調(diào)整的過程需要在調(diào)整過程中進(jìn)行權(quán)衡和不斷的評價(jià)反饋，最后確定新的主曲面模型，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行新點(diǎn)云的A級曲面構(gòu)建。

日常帶教過程中，在對護(hù)生嚴(yán)格要求的同時(shí)，又要采取情感教學(xué)，關(guān)心護(hù)生的實(shí)習(xí)生活，傾聽他們實(shí)習(xí)過程中的感受，從而發(fā)現(xiàn)每個(gè)護(hù)生存在的潛在問題并及時(shí)解決，和護(hù)生的關(guān)系應(yīng)該亦師亦友，因人施教。

因此為了精確還原出點(diǎn)云的特征線信息，需要快速生成車身點(diǎn)云的主要特征線。

如在前蓋區(qū)域根據(jù)前蓋特征線的強(qiáng)弱調(diào)整前蓋筋線過渡曲面的大小如圖10。結(jié)合點(diǎn)云特征線和整體造型的光影走勢確定各個(gè)曲面的大小，豐富各個(gè)曲面的細(xì)節(jié)信息，如在兩側(cè)特征區(qū)域根據(jù)點(diǎn)云特征的強(qiáng)弱確定過渡曲面的范圍大小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雙DMA緩沖機(jī)制較單DMA緩沖機(jī)制下的圖像傳輸速率有較大的提升,傳輸速率增加了10%～28%。圖像傳輸速率還受到單次DMA數(shù)據(jù)塊大小限制,隨著DMA數(shù)據(jù)塊的增大,圖像傳輸平均帶寬增大,但是DMA塊增大到一定程度,中斷響應(yīng)造成的延時(shí)影響減小,帶寬增加緩慢。雙DMA緩沖機(jī)制下,圖像最大傳輸帶寬達(dá)2 143 MB/s,達(dá)到PCIe Genx8的理論帶寬峰值4.0 Gbyte/s的52%。

3.4 特征線快速擬合

(2)側(cè)面面片結(jié)構(gòu)劃分

主曲面模型提供了總體的分面解決方案，但是造型語言卻相似而不相同。

漸次擬合側(cè)面特征線，并將主曲面模型的側(cè)面線框匹配到精確擬合的特征線上，最后獲得側(cè)面特征線及分面線的集合如圖12。

漸次擬合前臉特征線，并將主曲面模型的前部線框匹配到精確擬合的特征線上，最后獲得前臉特征線及分面線的集合如圖11。

(2)側(cè)面特征線的快速擬合

(1)前臉特征線的快速擬合

(3)尾部特征線的快速擬合

2.1 社會支持總分 50例照顧者的社會支持總分為(36.62 ±7.90)分，高于國內(nèi)常模(34.56 ±3.73)分，t=5.349，P ＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中客觀支持、主觀支持及支持利用度平均得分分別為(8.36±2.10)分、(18.30 ±2.34)分及(7.01 ±1.56)分。

漸次擬合后車尾部特征線，并將主曲面模型的尾部線框匹配到精確擬合的特征線上，最后獲得車尾特征線及分面線的集合如圖13。

3.5 主曲面快速貼合

(1)前臉曲面的快速擬合

以前蓋區(qū)域?yàn)槔脺?zhǔn)備好的前蓋線框修剪主曲面模型的前蓋曲面，使曲面獲得準(zhǔn)確的邊界形狀，然后使用曲面高效擬合方法擬合曲面，依次獲得精確貼合點(diǎn)云的各個(gè)曲面。最后獲得前臉區(qū)域的曲面集合，如圖14。圖中紅色的曲面貼合點(diǎn)云的曲面。

(2)側(cè)面曲面的快速擬合

（2）融合性原則。管理會計(jì)應(yīng)嵌入單位相關(guān)領(lǐng)域、層次、環(huán)節(jié)，以業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，利用管理會計(jì)工具方法，將財(cái)務(wù)和業(yè)務(wù)等有機(jī)融合。

以前門區(qū)域曲面為例，用準(zhǔn)備好的側(cè)面線框修剪主曲面模型的前門曲面，使曲面獲得準(zhǔn)確的邊界形狀，然后使用曲面高效擬合方法擬合曲面，依次獲得精確貼合點(diǎn)云的各個(gè)曲面。最后獲得側(cè)面區(qū)域的曲面集合，如圖15。

河南種豬和仔豬以外調(diào)為主，壓欄嚴(yán)重。據(jù)對養(yǎng)殖企業(yè)調(diào)研，河南整體二元母豬產(chǎn)能在400多萬頭，商品豬產(chǎn)能在1.1億頭左右，其中60%左右的產(chǎn)能需要外調(diào)。河南的育肥豬外調(diào)主要運(yùn)往浙江、上海和四川，10月份都是大豬運(yùn)往四川行情最旺的時(shí)候，而且越大的豬價(jià)格越高，但今年受疫情影響，生豬外調(diào)受阻。仔豬外調(diào)在河南外調(diào)中占比也較大，主要運(yùn)往山西、河北和甘肅等西北和北部地區(qū)，其中一家種豬企業(yè)70%調(diào)往陜西和山西，當(dāng)前只能以省內(nèi)銷售，壓欄嚴(yán)重，仔豬壓欄率達(dá)到40%。

(3)尾部曲面的快速擬合

以后保區(qū)域?yàn)槔?，用?zhǔn)備好的后車尾線框修剪主曲面模型的后保險(xiǎn)杠曲面，使曲面獲得準(zhǔn)確的邊界形狀，然后使用曲面高效擬合方法擬合曲面，依次獲得精確貼合點(diǎn)云的各個(gè)曲面。最后獲得后車尾區(qū)域的曲面集合，如圖16。

通過以上步驟構(gòu)建完成新的主曲面模型后，通過斑馬高光檢查生成的主曲面模型質(zhì)量，如圖17，其斑馬紋分布規(guī)律，無不規(guī)則扭曲，質(zhì)量符合A級曲面的質(zhì)量要求

，可以作為下一步A級曲面開發(fā)的工作基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

(1)主曲面可變模型降低了對設(shè)計(jì)者建模經(jīng)驗(yàn)的要求，節(jié)約了曲面準(zhǔn)備時(shí)間

用主曲面可變模型的方法，在家族化造型品牌車型中，針對不同造型的點(diǎn)云尺寸放大或縮小，首先從長寬高三個(gè)方向?qū)⒅髑婺Ｐ驼{(diào)整至目標(biāo)點(diǎn)云尺寸，然后調(diào)整模型的比例和姿態(tài)以匹配點(diǎn)云的整體造型風(fēng)格，最后根據(jù)點(diǎn)云的細(xì)節(jié)特征對主曲面模型的局部進(jìn)行針對性的修改和調(diào)整，得到新點(diǎn)云的主曲面模型。

用主曲面可變模型節(jié)約了模型主曲面準(zhǔn)備時(shí)間，降低了對設(shè)計(jì)者建模經(jīng)驗(yàn)的要求?？s短了A級曲面開發(fā)時(shí)間?？梢詫⒐こ虡榆?0周的A級曲面開發(fā)周期縮短至17周，節(jié)省15%的A級曲面開發(fā)時(shí)間。

1.2 入選與排除標(biāo)準(zhǔn) 入選標(biāo)準(zhǔn) ①需使用氣壓止血帶的四肢手術(shù)患者。②年齡18～59周歲。③意識清楚，思維正常;心、肝、腎、肺功能正常;麻醉方式為連續(xù)硬膜外麻醉;手術(shù)時(shí)間在60～120 min。所有患者均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):①排除止血帶縛扎部位有破損、炎癥。②有血管、淋巴管疾患、嚴(yán)重?cái)D壓傷等氣壓止血帶禁忌證的患者。

(2)本文提出的方法只能適用于基于點(diǎn)云重構(gòu)曲面這一過程

對具有家族化造型特征的車型A級曲面開發(fā)效率提升效果明顯，對不具有家族化造型的車型則效果沒有那么明顯。構(gòu)建主曲面模型后的開發(fā)工作仍然十分繁復(fù)，如精致的外觀倒角，匹配精良的縫道和面差，參數(shù)化元素細(xì)節(jié)完善等等，在開過程中仍然需要大量的時(shí)間和人力資源，希望在未來能夠針對A級曲面開發(fā)的全過程實(shí)現(xiàn)一鍵式高效的開發(fā)，這必將大大解放設(shè)計(jì)人員，極大的激發(fā)出設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性。

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