[发明专利]一种自由曲面形态控制方法

权利要求书

1.一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采集自由曲面图像，获取自由曲面的轮廓点云；

S2：自定义改形前型值点，构建NURBS曲面数学模型，移动改形前型值生成改形后型值点，构建改形后的NURBS曲面数学模型，反算改形后控制点，推导改形后控制点与其移动距离的函数关系、改形后型值点与其移动距离的函数关系；

S3：采用数值分析方法拟合改形后控制点移动距离曲线和改形后型值点移动距离曲线，得到改形过程中控制点移动距离和型值点移动距离的函数关系，用于控制自由曲面改形。

2.依据权利要求1所述的一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用CT设备或激光三维扫描设备采集自由曲面图像，获取自由曲面的轮廓点云。

3.依据权利要求2所述的一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：自定义型值点作为改形前型值点P_A，B，令P_A，B曲面曲率为l_r，r＝0，1，…R，R为自定义值，其表示改形前型值点P_A，B曲面曲率的改变次数，A表示改形前型值点在曲面u向上的坐标值，B表示改形前型值点在曲面w向上的坐标值，利用三次NURBS拟合算法构建NURBS曲面数学模型；

S22：移动改形前型值点P_A，B生成改形后型值点P_i，j，利用三次NURBS拟合算法构建改形后的NURBS曲面数学模型，改形前型值点P_A，B的移动距离为D_s，s＝0,1,…S，S为自定义值，其表示改形前型值点P_A，B的移动次数；

S23：依据改形后的NURBS曲面数学模型，反算改形后控制点，计算改形后控制点移动距离，分别得到沿曲面u、w向上改形后控制点的坐标与其移动距离的函数关系；

S24：依据改形后的NURBS曲面数学模型，计算改形后型值点移动距离，分别得到沿曲面u、w向上改形后型值点的坐标与其移动距离的函数关系；

S25：设定s＝s+1，重复步骤S22-S24，直至s＝S；

S26：设定r＝r+1，重复步骤S21-S24，直至r＝R。

4.依据权利要求3所述的一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，所述步骤S22中，移动改形前型值点P_A，B，其影响区域为:F_i,j(i∈[M,N]；j∈[M₁,N₁])，在所述影响区域内任取一点生成改形后型值点P_i，j，其中，i表示影响区域在曲面u向上的坐标值，j表示影响区域在曲面w向上的坐标值，M和N分别表示影响区域在曲面u向上的坐标最小值和坐标最大值，M₁和N₁分别表示影响区域在曲面w向上的坐标最小值和坐标最大值。

5.依据权利要求4所述的一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，所述步骤S23中，依据改形后的NURBS曲面数学模型，反算三次B样条曲面改形后的控制点计算改形后控制点移动距离得到沿曲面u向上改形后控制点坐标与其移动距离的函数关系沿曲面w向上控制点坐标与其移动距离的函数关系

6.依据权利要求5所述的一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，所述步骤S24中，依据改形后的NURBS曲面数学模型，计算改形后型值点移动距离为得到沿曲面u向上改形后型值点坐标与其移动距离的函数关系以及改形后控制点移动距离与改形后型值点移动距离的函数关系沿曲面w向上改形后型值点坐标与其移动距离的函数关系以及改形后控制点移动距离与改形后型值点移动距离的函数关系

7.依据权利要求6所述的一种自由曲面形态控制方法，其特征在于，以改形过程中控制点移动距离和型值点移动距离的函数关系为依据，构建改形后NURBS曲面方程，通过调整控制点坐标完成对自由曲面的改形。