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基于Rhinoceros的奥迪Q7车身曲面逆向建模的报告 2


基于 Rhinoceros 的奥迪 Q7 车身曲面逆 向建模的报告

课程名称:虚拟仿真技术 任课教师:张宏文 所在学院:机械电气工程学院 所在专业:机械制造及自动化 学 号:2013105007

学生姓名:张翔

一、逆向工程介绍
逆向工程就是根据已经存在的产品模型,反向推出产品的设计数据(包括设 计图纸

或数字模型)的过程。 随着计算机技术在制造领域的广泛应用,特别是数字化测量技术的迅猛发 展, 基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字 化测量设备(如坐标测量机、激光测量设备等)获取的物体表面的空间数据,需 要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型, 进而输送到 CAM 系统完成 产品的制造。因此,逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为 CAD 模型的相 关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。逆向工程的实施过程是多领域、多 学科的协同过程。逆向工程的整个实施过程包括了测量数据的采集 /处理、 CAD/CAM 系统处理和融入产品数据管理系统的过程。因此,逆向工程是一个多领 域、多学科的系统工程,其实施需要人员和技术的高度协同、融合。 本次报告中未使用三维扫描仪获取车体点云文件, 所以使用车体标准三视图 进行逆向建模。

二、车体整体展示

三、建模过程
1、处理所收集的奥迪 Q7 车身三视图,保证其像素一致。

2、将三视图导入 Rhinoceros 中,如下图所示:

3、在主视图中,使用样条曲线画出车体引擎盖的母线。

4、打开曲线控制点并调整该曲线,使其尽可能与图片车体轮廓重合。

5、按照如上步骤,画出其余曲线轮廓。此时需注意:空间曲线需保证其每个视 图上都与所插入图片的轮廓重合,尽量使其变形较小。

6、镜像,得到如图所示空间曲线:

7、构造 3 条曲线的连接线。

8、利用空间曲线构建曲面。

9、重复上述步骤,构建其余空间曲线。

10、构建曲面。

11、检查连个曲面过度出的曲率情况。

由斑马条纹可知:曲率过度在中间部分不太完美。故采取以下措施: 12、提取结构曲线

13、将其分割并剪切。

14、使用桥接曲面。连接两个空间曲面。

15、再次检查曲面过渡处曲率情况。

16、镜像曲面。

17、得到最终车身引擎盖曲面。 18、按照上述全部步骤,得到奥迪 Q7 车身曲面模型的构建。

19、将模型导入 Key Shot 4.0 中,将模型进行渲染。

四、总结
本文简单介绍了基于 Rhinoceros 的奥迪 Q7 车身曲面逆向建模的方法, 为大 家提供了一种逆向的建模方法作为建模的参考。 本文之所以选用 Rhinoceros 4.0 为逆向建模工具,是因为: 1)Rhino 提供所有 NURBS 功能,丰富的辅助工具,如实时渲染、层的控制、 对象的显示状态等; 2)Rhino 可以定制自己的命令集;还提供命令行的输入方法,用户可以输 入命令的名称和参数; 3)在渲染方面 Rhino 提供了材质等较多的控制。Rhino 可以输出许多种格 式的文件。可以直接输出 NURBS 模型到 3DMax、Softimage3D 等软件中,另外也 可以把 NURBS 转换为多边形组成的物体,供其他软件调用。 作者按照同样的建模思路,在 Solidworks 中进行曲面建模,但过程过于复 杂,得到的曲面质量较低,所以在以后的建模过程中,如果涉及到曲面可以优先 考虑 Rhinoceros 。 不足之处: 1)不符合标准逆向设计,因为无法收集到汽车车身点云文件; 2)由于车身曲面较多,加上对 Rhinoceros 软件的理解有限,未能做到曲 面过度完美;

3)所得到的模型未能添加内部结构,如方向盘、车内座椅等; 以上不足,需在以后的学习过程中继续改进。


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