逆向工程在汽车设计中的应用.ppt

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1、 1.逆向工程概念 逆向工程（逆向工程（逆向工程（逆向工程（reverse engineeringreverse engineering）也称）也称）也称）也称反求工程，它是在只有产品模型或实物模型，反求工程，它是在只有产品模型或实物模型，反求工程，它是在只有产品模型或实物模型，反求工程，它是在只有产品模型或实物模型，而没有产品的定义和图纸的前提下，通过测量而没有产品的定义和图纸的前提下，通过测量而没有产品的定义和图纸的前提下，通过测量而没有产品的定义和图纸的前提下，通过测量得到数据，从而建立起数字模型，然后将这些得到数据，从而建立起数字模型，然后将这些得到数据，从而建立起数字模型，然后将这些

2、得到数据，从而建立起数字模型，然后将这些模型和表征用于产品的分析、制造和加工生产模型和表征用于产品的分析、制造和加工生产模型和表征用于产品的分析、制造和加工生产模型和表征用于产品的分析、制造和加工生产中的过程。中的过程。中的过程。中的过程。2.逆向工程流程实物样件数据采集数据预处理数据分块曲线重构曲面重构CAD模型CAE系统CAM系统快速成型RP产品样件模具新产品点云拼合降噪、除杂过滤网格化快速成型RP二.逆向工程常用软件1.geomagic（常用于点云处理）2.Imageware（常用于曲线构造）3.Catia（常用于曲面创建）4.Cloudform（常用于点云处理）数据获取技术是反求工程建

3、模的第一步，它数据获取技术是反求工程建模的第一步，它数据获取技术是反求工程建模的第一步，它数据获取技术是反求工程建模的第一步，它是用一定的设备对实物进行测量来获取实物的表是用一定的设备对实物进行测量来获取实物的表是用一定的设备对实物进行测量来获取实物的表是用一定的设备对实物进行测量来获取实物的表面数据（有时也包括内部数据）。测量的方法有面数据（有时也包括内部数据）。测量的方法有面数据（有时也包括内部数据）。测量的方法有面数据（有时也包括内部数据）。测量的方法有很多，如图所示。很多，如图所示。很多，如图所示。很多，如图所示。数据获取方法数据获取方法非接触式非接触式接触式接触式三角形法三角形法距离

4、法距离法结构光法结构光法图象分析法图象分析法机械手机械手坐标测量机坐标测量机干涉测量法干涉测量法1.1.常用数据采集方法常用数据采集方法 激光扫描激光扫描照相扫描照相扫描断层处理断层处理2.接触式与非接触式测量接触式与非接触式测量接触式测量过程中测头与模型表面接触进行扫描测量，其接触式测量过程中测头与模型表面接触进行扫描测量，其接触式测量过程中测头与模型表面接触进行扫描测量，其接触式测量过程中测头与模型表面接触进行扫描测量，其测量精度高，缺点是测量速度慢，摩擦力和弹性变形的存测量精度高，缺点是测量速度慢，摩擦力和弹性变形的存测量精度高，缺点是测量速度慢，摩擦力和弹性变形的存测量精度高，缺点是测

5、量速度慢，摩擦力和弹性变形的存在易引起模型变形产生测量误差。对微细部分的测量受到在易引起模型变形产生测量误差。对微细部分的测量受到在易引起模型变形产生测量误差。对微细部分的测量受到在易引起模型变形产生测量误差。对微细部分的测量受到限制，不适于软质材料或薄形物件进行扫描。限制，不适于软质材料或薄形物件进行扫描。限制，不适于软质材料或薄形物件进行扫描。限制，不适于软质材料或薄形物件进行扫描。非接触式测量速度快、精度高，排除了由测量摩擦力和接非接触式测量速度快、精度高，排除了由测量摩擦力和接非接触式测量速度快、精度高，排除了由测量摩擦力和接非接触式测量速度快、精度高，排除了由测量摩擦力和接触压力造成

6、的测量误差，精密测量获得的密集点云信息量触压力造成的测量误差，精密测量获得的密集点云信息量触压力造成的测量误差，精密测量获得的密集点云信息量触压力造成的测量误差，精密测量获得的密集点云信息量大，精度高，最大限度地反映被测表面的真实形状，适用大，精度高，最大限度地反映被测表面的真实形状，适用大，精度高，最大限度地反映被测表面的真实形状，适用大，精度高，最大限度地反映被测表面的真实形状，适用于各种软硬材料的各种复杂曲面模型的三维高速测量。于各种软硬材料的各种复杂曲面模型的三维高速测量。于各种软硬材料的各种复杂曲面模型的三维高速测量。于各种软硬材料的各种复杂曲面模型的三维高速测量。2.激光扫描法激光

7、扫描法激光扫描法保证物件不动，通过移动镜头在物件激光扫描法保证物件不动，通过移动镜头在物件激光扫描法保证物件不动，通过移动镜头在物件激光扫描法保证物件不动，通过移动镜头在物件上匀速扫过来完成扫描过程。大约每上匀速扫过来完成扫描过程。大约每上匀速扫过来完成扫描过程。大约每上匀速扫过来完成扫描过程。大约每0.01s0.01s扫出一扫出一扫出一扫出一条扫描线，若干扫描线连成一体形成点云条扫描线，若干扫描线连成一体形成点云条扫描线，若干扫描线连成一体形成点云条扫描线，若干扫描线连成一体形成点云激光扫描对操作者的操作水平要求非常高：激光扫描对操作者的操作水平要求非常高：激光扫描对操作者的操作水平要求非常

8、高：激光扫描对操作者的操作水平要求非常高：1.1.镜头与样件保持恒定的距离镜头与样件保持恒定的距离镜头与样件保持恒定的距离镜头与样件保持恒定的距离 2.2.扫描速度恒定扫描速度恒定扫描速度恒定扫描速度恒定 3.3.尽量避免重复扫描尽量避免重复扫描尽量避免重复扫描尽量避免重复扫描 激光扫描的最大缺点是扫描精度低激光扫描的最大缺点是扫描精度低激光扫描的最大缺点是扫描精度低激光扫描的最大缺点是扫描精度低4.工业CT和逐层切削照相测量技术 工业工业工业工业CTCT技术是一种基于技术是一种基于技术是一种基于技术是一种基于X X射线的射线的射线的射线的CTCT扫描机测量方法，利用测量物体对扫描机测量方法，

9、利用测量物体对扫描机测量方法，利用测量物体对扫描机测量方法，利用测量物体对X X射线射线射线射线的衰减系数，由计算机重建物体的断层图像。它适合于的衰减系数，由计算机重建物体的断层图像。它适合于的衰减系数，由计算机重建物体的断层图像。它适合于的衰减系数，由计算机重建物体的断层图像。它适合于测量复杂的内部几何测量复杂的内部几何测量复杂的内部几何测量复杂的内部几何形状形状形状形状，利用它可以直接获取物体的截面数据，根据，利用它可以直接获取物体的截面数据，根据，利用它可以直接获取物体的截面数据，根据，利用它可以直接获取物体的截面数据，根据CTCT图像来重构三维模型，图像来重构三维模型，图像来重构三维模

10、型，图像来重构三维模型，然后转化为然后转化为然后转化为然后转化为STLSTL或或或或CLICLI文件格式。它是目前唯一的一种既测量了零件复杂的内文件格式。它是目前唯一的一种既测量了零件复杂的内文件格式。它是目前唯一的一种既测量了零件复杂的内文件格式。它是目前唯一的一种既测量了零件复杂的内部几何形状，又不破坏零件的技术。但是该方法也存在很大的缺点：成本高、部几何形状，又不破坏零件的技术。但是该方法也存在很大的缺点：成本高、部几何形状，又不破坏零件的技术。但是该方法也存在很大的缺点：成本高、部几何形状，又不破坏零件的技术。但是该方法也存在很大的缺点：成本高、在在在在Z Z轴方向测量精度差，目前最小

11、厚度达轴方向测量精度差，目前最小厚度达轴方向测量精度差，目前最小厚度达轴方向测量精度差，目前最小厚度达0.1mm0.1mm。逐层切削照相测量是一种新兴的断层测量技术，它以极小的厚度去逐层切削逐层切削照相测量是一种新兴的断层测量技术，它以极小的厚度去逐层切削逐层切削照相测量是一种新兴的断层测量技术，它以极小的厚度去逐层切削逐层切削照相测量是一种新兴的断层测量技术，它以极小的厚度去逐层切削实物（最小可达实物（最小可达实物（最小可达实物（最小可达0.01mm0.01mm），并对每一断面进行照相，获取截面图像数据，），并对每一断面进行照相，获取截面图像数据，），并对每一断面进行照相，获取截面图像数据，

12、），并对每一断面进行照相，获取截面图像数据，其测量精度达其测量精度达其测量精度达其测量精度达0.02mm0.02mm，是目前断层测量精度最高的方法，且成本较低，与，是目前断层测量精度最高的方法，且成本较低，与，是目前断层测量精度最高的方法，且成本较低，与，是目前断层测量精度最高的方法，且成本较低，与工业工业工业工业CTCT相比，价格便宜相比，价格便宜相比，价格便宜相比，价格便宜70708080，但它的，但它的，但它的，但它的致命缺点是破坏了零件致命缺点是破坏了零件致命缺点是破坏了零件致命缺点是破坏了零件。从发展。从发展。从发展。从发展趋势看，工业趋势看，工业趋势看，工业趋势看，工业CTCT和逐

13、层切削照相测量将占反求工程测量方法主导地位，应用和逐层切削照相测量将占反求工程测量方法主导地位，应用和逐层切削照相测量将占反求工程测量方法主导地位，应用和逐层切削照相测量将占反求工程测量方法主导地位，应用范围也会广泛。范围也会广泛。范围也会广泛。范围也会广泛。照相式扫描照相式扫描 激光扫描仪激光扫描仪 坐标测量机坐标测量机 系统体积系统体积 小小一般一般大大系统重量系统重量 轻，便携轻，便携 重重重，不可移重，不可移点云密度点云密度 超高超高高、不均匀高、不均匀 低低测量精度测量精度 高高较低较低高高测量范围测量范围 大大一般一般大大测量时间测量时间 0.010.010.4s0.4s数数101

14、0秒秒 数小时数小时彩色信息彩色信息 有有无无无无安装装置安装装置 简单简单一般一般需要调试需要调试 操作过程操作过程 简单简单 需掌握技巧需掌握技巧 难，严格难，严格 工作环境工作环境 一般一般一般一般严格严格适用范围适用范围 非常广泛非常广泛较广泛较广泛硬质物体硬质物体四.点云数据的处理 点云的多视拼合点云的多视拼合点云的降噪、匀化点云的降噪、匀化点云数据的过滤点云数据的过滤点云数据的网格化点云数据的网格化1.点云的多视拼合混合式拼合混合式拼合逐步式拼合逐步式拼合321拼合拼合手动自动拼合手动自动拼合基于骨架点的拼合基于骨架点的拼合 2.点云的降噪、匀化 噪声去除噪声去除噪声去除噪声去除：

15、数据噪声主要由振动、镜面反射或零件粗糙的数据噪声主要由振动、镜面反射或零件粗糙的数据噪声主要由振动、镜面反射或零件粗糙的数据噪声主要由振动、镜面反射或零件粗糙的 表面等因素引起，是测量中很难避免的。噪声不仅会增加曲表面等因素引起，是测量中很难避免的。噪声不仅会增加曲表面等因素引起，是测量中很难避免的。噪声不仅会增加曲表面等因素引起，是测量中很难避免的。噪声不仅会增加曲率或法矢的估算误差，影响数据分块，而且会破坏曲面模型率或法矢的估算误差，影响数据分块，而且会破坏曲面模型率或法矢的估算误差，影响数据分块，而且会破坏曲面模型率或法矢的估算误差，影响数据分块，而且会破坏曲面模型的光顺性，这是一个不容

16、忽视的问题。的光顺性，这是一个不容忽视的问题。的光顺性，这是一个不容忽视的问题。的光顺性，这是一个不容忽视的问题。线扫描线扫描线扫描线扫描改进的能量法对曲线光顺，也叫变形光顺；改进的能量法对曲线光顺，也叫变形光顺；改进的能量法对曲线光顺，也叫变形光顺；改进的能量法对曲线光顺，也叫变形光顺；图象数据（滤波）图象数据（滤波）图象数据（滤波）图象数据（滤波）平滑滤波方法平滑滤波方法平滑滤波方法平滑滤波方法,包括包括包括包括空间域方法空间域方法空间域方法空间域方法（低通空间滤波、中值滤波、取多幅图象平均值）和（低通空间滤波、中值滤波、取多幅图象平均值）和（低通空间滤波、中值滤波、取多幅图象平均值）和（

17、低通空间滤波、中值滤波、取多幅图象平均值）和频率域频率域频率域频率域方法方法方法方法（低通滤波）；（低通滤波）；（低通滤波）；（低通滤波）；人机交互。人机交互。人机交互。人机交互。数据匀化数据匀化：样件本身复杂的拓扑结构和固定样件所用的夹具都会引起测量数样件本身复杂的拓扑结构和固定样件所用的夹具都会引起测量数据的局部缺失，这可能会给特征提取和曲面重构带来很大困难。在进行特征提取前，据的局部缺失，这可能会给特征提取和曲面重构带来很大困难。在进行特征提取前，应通过一定的方法恢复丢失的测量信息，这就是应通过一定的方法恢复丢失的测量信息，这就是数据匀化或数据补全技术数据匀化或数据补全技术。数据补全过程

18、和实例3.点云数据的过滤数据压缩数据压缩：随着激光测量技术的广泛应用，测量结果往往是：随着激光测量技术的广泛应用，测量结果往往是大规模的，因此可能存在大量的冗余数据，在曲面造型前需要大规模的，因此可能存在大量的冗余数据，在曲面造型前需要按一定要求减少测量点的数量，即进行数据压缩。不同类型的按一定要求减少测量点的数量，即进行数据压缩。不同类型的数据其压缩方法也不同。数据其压缩方法也不同。均匀压缩（均匀压缩（8298个点）个点）扫描点（扫描点（68531个点）个点）均匀压缩处理（均匀压缩处理（0.31mm压缩至压缩至1.13mm）4.点云数据的网格化点云处理的最后一步是生成网格化点云，网格化点云质

19、量的好坏直接点云处理的最后一步是生成网格化点云，网格化点云质量的好坏直接点云处理的最后一步是生成网格化点云，网格化点云质量的好坏直接点云处理的最后一步是生成网格化点云，网格化点云质量的好坏直接影响到下一步的点云数据分块，而对最终生成的曲面也有一定的影响。影响到下一步的点云数据分块，而对最终生成的曲面也有一定的影响。影响到下一步的点云数据分块，而对最终生成的曲面也有一定的影响。影响到下一步的点云数据分块，而对最终生成的曲面也有一定的影响。正确建立各点之间的正确建立各点之间的正确建立各点之间的正确建立各点之间的拓扑关系拓扑关系拓扑关系拓扑关系，形成，形成，形成，形成三角平面片三角平面片三角平面片三

20、角平面片是网格化点云的关键。是网格化点云的关键。是网格化点云的关键。是网格化点云的关键。另外在曲面较平坦的范围内要合理减少三角平面片数量，在曲面曲率另外在曲面较平坦的范围内要合理减少三角平面片数量，在曲面曲率另外在曲面较平坦的范围内要合理减少三角平面片数量，在曲面曲率另外在曲面较平坦的范围内要合理减少三角平面片数量，在曲面曲率比较大的范围内合理增加三角平面片的密度。比较大的范围内合理增加三角平面片的密度。比较大的范围内合理增加三角平面片的密度。比较大的范围内合理增加三角平面片的密度。1.特征提取特征提取特征提取主要针对平面、柱面、球面、锥面等二次曲面的识别2.数据的分块在逆向设计中，由点云一次

21、性生成符合要求的曲面不仅实现起来有一在逆向设计中，由点云一次性生成符合要求的曲面不仅实现起来有一在逆向设计中，由点云一次性生成符合要求的曲面不仅实现起来有一在逆向设计中，由点云一次性生成符合要求的曲面不仅实现起来有一定困难，而且即便是生成了曲面在光顺性上也得不到保证，因此将点定困难，而且即便是生成了曲面在光顺性上也得不到保证，因此将点定困难，而且即便是生成了曲面在光顺性上也得不到保证，因此将点定困难，而且即便是生成了曲面在光顺性上也得不到保证，因此将点云数据进行分块，分别构造曲面再通过桥接、过渡、裁剪等细节特征云数据进行分块，分别构造曲面再通过桥接、过渡、裁剪等细节特征云数据进行分块，分别构造

22、曲面再通过桥接、过渡、裁剪等细节特征云数据进行分块，分别构造曲面再通过桥接、过渡、裁剪等细节特征处理而最终生成全部曲面就显得十分必要了。处理而最终生成全部曲面就显得十分必要了。处理而最终生成全部曲面就显得十分必要了。处理而最终生成全部曲面就显得十分必要了。对于规则数据点常用的分块方法是曲率法，通过计算点云的曲率找到对于规则数据点常用的分块方法是曲率法，通过计算点云的曲率找到对于规则数据点常用的分块方法是曲率法，通过计算点云的曲率找到对于规则数据点常用的分块方法是曲率法，通过计算点云的曲率找到尖边区域，以此作为边界进行区域划分。尖边区域，以此作为边界进行区域划分。尖边区域，以此作为边界进行区域划

23、分。尖边区域，以此作为边界进行区域划分。1.曲线的构建NURBSNURBS（非均匀有理（非均匀有理（非均匀有理（非均匀有理B B样条）（样条）（样条）（样条）（NotNotUniform Uniform rational Brational BSplineSpline）曲线拟合方法曲线拟合方法曲线拟合方法曲线拟合方法 1.1.均匀拟合均匀拟合均匀拟合均匀拟合 2.2.公差拟合公差拟合公差拟合公差拟合 3.3.插值拟合插值拟合插值拟合插值拟合曲线构建的原则（三个尽量）曲线构建的原则（三个尽量）曲线构建的原则（三个尽量）曲线构建的原则（三个尽量）1.1.尽量使用均匀拟合方式来拟合曲线尽量使用均匀拟

24、合方式来拟合曲线尽量使用均匀拟合方式来拟合曲线尽量使用均匀拟合方式来拟合曲线 2.2.在保证曲线形状前提下尽量减少控制点数量在保证曲线形状前提下尽量减少控制点数量在保证曲线形状前提下尽量减少控制点数量在保证曲线形状前提下尽量减少控制点数量 3.3.尽可能地对曲线进行均匀参数化尽可能地对曲线进行均匀参数化尽可能地对曲线进行均匀参数化尽可能地对曲线进行均匀参数化2.曲面的创建 基于点云的曲面拟合 NURBS曲面设计扫掠曲面截面线拉伸曲面拉伸曲线默认方向直纹面旋转曲面母线蒙皮截面线截面线局部孔斯曲面混合局部孔斯曲面混合在在NURBSNURBS曲面边界围成的矩形区域中，采用孔斯混曲面边界围成的矩形区域

25、中，采用孔斯混合方式构造一张与周围曲面光滑连接的合方式构造一张与周围曲面光滑连接的NURBSNURBS曲面曲面 孔斯混合前孔斯混合后某汽车前围曲面重构结果七.曲面连续性1.曲面连续性概念曲面连续性可以理解为相互连接的曲面之间过渡曲面连续性可以理解为相互连接的曲面之间过渡曲面连续性可以理解为相互连接的曲面之间过渡曲面连续性可以理解为相互连接的曲面之间过渡的光滑程度。提高连续性级别可以使表面看起来的光滑程度。提高连续性级别可以使表面看起来的光滑程度。提高连续性级别可以使表面看起来的光滑程度。提高连续性级别可以使表面看起来更加光滑、流畅。更加光滑、流畅。更加光滑、流畅。更加光滑、流畅。曲面连续性级别

26、曲面连续性级别曲面连续性级别曲面连续性级别 1.G0-1.G0-位置连续位置连续位置连续位置连续 2.G1-2.G1-切线连续切线连续切线连续切线连续 3.G2-3.G2-曲率连续曲率连续曲率连续曲率连续 4.G3-4.G3-曲率变化率连续曲率变化率连续曲率变化率连续曲率变化率连续 G0-位置连续图中所示的两组线都是图中所示的两组线都是图中所示的两组线都是图中所示的两组线都是位置连续，他们只是端位置连续，他们只是端位置连续，他们只是端位置连续，他们只是端点重合，而连接处的切点重合，而连接处的切点重合，而连接处的切点重合，而连接处的切线方向和曲率均不一致。线方向和曲率均不一致。线方向和曲率均不一

27、致。线方向和曲率均不一致。这种连续性的表面看起这种连续性的表面看起这种连续性的表面看起这种连续性的表面看起来会有一个很尖锐的接来会有一个很尖锐的接来会有一个很尖锐的接来会有一个很尖锐的接缝，属于连续性中级别缝，属于连续性中级别缝，属于连续性中级别缝，属于连续性中级别最低的一种。最低的一种。最低的一种。最低的一种。G1-切线连续图中所示的两组曲线属于切线图中所示的两组曲线属于切线图中所示的两组曲线属于切线图中所示的两组曲线属于切线连续，他们不仅在连接处端点连续，他们不仅在连接处端点连续，他们不仅在连接处端点连续，他们不仅在连接处端点重合，而且切线方向一致重合，而且切线方向一致重合，而且切线方向一

28、致重合，而且切线方向一致(可以可以可以可以看到相连的两条线段梳子图的看到相连的两条线段梳子图的看到相连的两条线段梳子图的看到相连的两条线段梳子图的刺在接触点位置是在一条直线刺在接触点位置是在一条直线刺在接触点位置是在一条直线刺在接触点位置是在一条直线上的上的上的上的)。这种连续性的表面不会。这种连续性的表面不会。这种连续性的表面不会。这种连续性的表面不会有尖锐的连接接缝，但是由于有尖锐的连接接缝，但是由于有尖锐的连接接缝，但是由于有尖锐的连接接缝，但是由于两种表面在连接处曲率突变，两种表面在连接处曲率突变，两种表面在连接处曲率突变，两种表面在连接处曲率突变，所以在视觉效果上仍然会有很所以在视觉

29、效果上仍然会有很所以在视觉效果上仍然会有很所以在视觉效果上仍然会有很明显的差异。会有一种表面中明显的差异。会有一种表面中明显的差异。会有一种表面中明显的差异。会有一种表面中断的感觉。断的感觉。断的感觉。断的感觉。G2-曲率连续图中的两组曲线属于曲率连续。图中的两组曲线属于曲率连续。图中的两组曲线属于曲率连续。图中的两组曲线属于曲率连续。他们不但符合上述两种连续性他们不但符合上述两种连续性他们不但符合上述两种连续性他们不但符合上述两种连续性的特征，而且在接点处的曲率的特征，而且在接点处的曲率的特征，而且在接点处的曲率的特征，而且在接点处的曲率也是相同的。如图中所示，两也是相同的。如图中所示，两也

30、是相同的。如图中所示，两也是相同的。如图中所示，两条曲线相交处的梳子图的刺长条曲线相交处的梳子图的刺长条曲线相交处的梳子图的刺长条曲线相交处的梳子图的刺长度和方向都是一致的。度和方向都是一致的。度和方向都是一致的。度和方向都是一致的。这种连续性的曲面没有尖锐接这种连续性的曲面没有尖锐接这种连续性的曲面没有尖锐接这种连续性的曲面没有尖锐接缝，也没有曲率的突变，视觉缝，也没有曲率的突变，视觉缝，也没有曲率的突变，视觉缝，也没有曲率的突变，视觉效果光滑流畅，没有突然中断效果光滑流畅，没有突然中断效果光滑流畅，没有突然中断效果光滑流畅，没有突然中断的感觉。的感觉。的感觉。的感觉。这通常是制作光滑表面的

31、最低这通常是制作光滑表面的最低这通常是制作光滑表面的最低这通常是制作光滑表面的最低要求。也是制作要求。也是制作要求。也是制作要求。也是制作A A级面的最低级面的最低级面的最低级面的最低标准。标准。标准。标准。G3-曲率变化率连续图中的两组曲线的连续性属于图中的两组曲线的连续性属于图中的两组曲线的连续性属于图中的两组曲线的连续性属于曲率变化率连续。这种连续级曲率变化率连续。这种连续级曲率变化率连续。这种连续级曲率变化率连续。这种连续级别不仅具有上述连续级别的特别不仅具有上述连续级别的特别不仅具有上述连续级别的特别不仅具有上述连续级别的特征之外，在接点处曲率的变化征之外，在接点处曲率的变化征之外，

32、在接点处曲率的变化征之外，在接点处曲率的变化率也是连续的，这使得曲率的率也是连续的，这使得曲率的率也是连续的，这使得曲率的率也是连续的，这使得曲率的变化更加平滑。曲率的变化率变化更加平滑。曲率的变化率变化更加平滑。曲率的变化率变化更加平滑。曲率的变化率可以用一个一次方程表示为一可以用一个一次方程表示为一可以用一个一次方程表示为一可以用一个一次方程表示为一条直线。条直线。条直线。条直线。这种连续级别的表面有比这种连续级别的表面有比这种连续级别的表面有比这种连续级别的表面有比G2G2更更更更流畅的视觉效果。但是由于需流畅的视觉效果。但是由于需流畅的视觉效果。但是由于需流畅的视觉效果。但是由于需要用

33、到高阶曲线或需要更多的要用到高阶曲线或需要更多的要用到高阶曲线或需要更多的要用到高阶曲线或需要更多的曲线片断所以通常只用于汽车曲线片断所以通常只用于汽车曲线片断所以通常只用于汽车曲线片断所以通常只用于汽车设计。设计。设计。设计。曲面连续性总结G0G0由于使模型产生了锐利的边缘，由于使模型产生了锐利的边缘，由于使模型产生了锐利的边缘，由于使模型产生了锐利的边缘，所以平时都极力避免，甚至想尽办所以平时都极力避免，甚至想尽办所以平时都极力避免，甚至想尽办所以平时都极力避免，甚至想尽办法摆脱这种效果。法摆脱这种效果。法摆脱这种效果。法摆脱这种效果。不常用不常用不常用不常用 G1G1由于制作简单，成功率

34、高，而且由于制作简单，成功率高，而且由于制作简单，成功率高，而且由于制作简单，成功率高，而且在某些地方极其实用，比如两个面在某些地方极其实用，比如两个面在某些地方极其实用，比如两个面在某些地方极其实用，比如两个面之间的倒角就用这种连续级别。之间的倒角就用这种连续级别。之间的倒角就用这种连续级别。之间的倒角就用这种连续级别。比较常用比较常用比较常用比较常用 G2G2由于视觉效果非常好，是大家追由于视觉效果非常好，是大家追由于视觉效果非常好，是大家追由于视觉效果非常好，是大家追求的目标，但是这种连续级别的表求的目标，但是这种连续级别的表求的目标，但是这种连续级别的表求的目标，但是这种连续级别的表面

35、并不容易制作，它是面并不容易制作，它是面并不容易制作，它是面并不容易制作，它是NurbsNurbs建模中建模中建模中建模中的一个难点。这种连续性的表面主的一个难点。这种连续性的表面主的一个难点。这种连续性的表面主的一个难点。这种连续性的表面主要用于制作模型的主面和主要的过要用于制作模型的主面和主要的过要用于制作模型的主面和主要的过要用于制作模型的主面和主要的过渡面。渡面。渡面。渡面。常用常用常用常用 G3G3这种连续级别通常不使用，因为这种连续级别通常不使用，因为这种连续级别通常不使用，因为这种连续级别通常不使用，因为他们的视觉效果和他们的视觉效果和他们的视觉效果和他们的视觉效果和G2G2几乎

36、相差无几，几乎相差无几，几乎相差无几，几乎相差无几，而且消耗更多的计算资源。这种连而且消耗更多的计算资源。这种连而且消耗更多的计算资源。这种连而且消耗更多的计算资源。这种连续级别的优点只有在为了得到完美续级别的优点只有在为了得到完美续级别的优点只有在为了得到完美续级别的优点只有在为了得到完美的反光效果而要求表面曲率变化非的反光效果而要求表面曲率变化非的反光效果而要求表面曲率变化非的反光效果而要求表面曲率变化非常平滑的时候才会体现出来。常平滑的时候才会体现出来。常平滑的时候才会体现出来。常平滑的时候才会体现出来。2.Class A曲面A A级曲面定义级曲面定义级曲面定义级曲面定义 滿足相邻曲面间

37、之间隙在滿足相邻曲面间之间隙在滿足相邻曲面间之间隙在滿足相邻曲面间之间隙在 0.005mm 0.005mm 以下，切率改变以下，切率改变以下，切率改变以下，切率改变(tangency Change)tangency Change)在在在在0.160.16度以下，曲率改变度以下，曲率改变度以下，曲率改变度以下，曲率改变(curvature(curvature change)change)在在在在0.005 0.005 度以下，且符合以下条件：度以下，且符合以下条件：度以下，且符合以下条件：度以下，且符合以下条件：1.1.所有特征都必须分解成单凸或单凹特征。所有特征都必须分解成单凸或单凹特征。所有

38、特征都必须分解成单凸或单凹特征。所有特征都必须分解成单凸或单凹特征。2.2.所有特征线（面）阶数必须小于所有特征线（面）阶数必须小于所有特征线（面）阶数必须小于所有特征线（面）阶数必须小于6 6阶。阶。阶。阶。3.3.零件边界线必须光顺。零件边界线必须光顺。零件边界线必须光顺。零件边界线必须光顺。4.4.与点云误差与点云误差与点云误差与点云误差 5mm 5mm以内。以内。以内。以内。的曲面称为的曲面称为的曲面称为的曲面称为A A级曲面级曲面级曲面级曲面八.曲面品质高斯曲率检测法高斯曲率检测法1.曲面光顺性检测 反射线检测法反射线检测法高光线检测法高光线检测法截面线检测法截面线检测法2.曲面重合

39、精度检测3.曲面调整第一步是寻找坏点（即严第一步是寻找坏点（即严第一步是寻找坏点（即严第一步是寻找坏点（即严重偏离位置的点），并调重偏离位置的点），并调重偏离位置的点），并调重偏离位置的点），并调整它的位置以满足曲面的整它的位置以满足曲面的整它的位置以满足曲面的整它的位置以满足曲面的变化趋势；变化趋势；变化趋势；变化趋势；第二步是粗光顺，把控制第二步是粗光顺，把控制第二步是粗光顺，把控制第二步是粗光顺，把控制点作为评价对象，调整控点作为评价对象，调整控点作为评价对象，调整控点作为评价对象，调整控制点使控制点的走势大致制点使控制点的走势大致制点使控制点的走势大致制点使控制点的走势大致相同，并保证曲面的局部相同，并保证曲面的局部相同，并保证曲面的局部相同，并保证曲面的局部单凸性或单凹性；单凸性或单凹性；单凸性或单凹性；单凸性或单凹性；第三步是精光顺，打开曲第三步是精光顺，打开曲第三步是精光顺，打开曲第三步是精光顺，打开曲面的截面曲率梳，以它作面的截面曲率梳，以它作面的截面曲率梳，以它作面的截面曲率梳，以它作为评价指标，调整曲面的为评价指标，调整曲面的为评价指标，调整曲面的为评价指标，调整曲面的控制点使曲率梳上各段的控制点使曲率梳上各段的控制点使曲率梳上各段的控制点使曲率梳上各段的曲率变化均匀。曲率变化均匀。曲率变化均匀。曲率变化均匀。