[发明专利]一种汽车造型轮廓描述及其效果评价的方法

说明书

一种汽车造型轮廓描述及其效果评价的方法，包括图像预处理、复坐标函数转换、标准化插值、傅里叶描述子计算、轮廓边界拟合和描述效果评价。本发明构建了完善的傅里叶汽车造型轮廓描述和评价模型，提供了汽车造型轮廓傅里叶描述及其效果评价方法；与基于轮廓关键点坐标和样条曲线的方法相比，本发明数据获取简单、效率高，描述汽车轮廓的方式更具整体性，提高了汽车造型轮廓线的描述精度；与极坐标傅里叶方法相比，本发明所得的汽车造型轮廓描述的各项指标数据均具有一定的优势，保证了汽车造型轮廓的描述精度和稳定性，并将一维傅里叶系数数据增加到四维，为增强汽车造型后续研究的准确性提供足够的数据维度保证。

技术领域

本发明涉及汽车造型领域，具体地说是涉及一种汽车造型轮廓描述及其效果评价的方法。

背景技术

在当代汽车市场竞争中，汽车造型设计发挥着越来越重要的作用，较高的汽车销量往往与优秀的汽车造型设计密不可分。造型轮廓特征线是汽车造型设计研究中最常用的工具，在所有的汽车造型轮廓特征线中，侧面轮廓线是汽车造型最重要的特征线，同时传达了形态和结构信息(赵丹华，赵江洪.汽车造型特征与特征线[J].包装工程，2007(03)：115-117)，其描述精度及效果是汽车造型量化研究的重要基础和保证。当前汽车造型领域所采用的造型侧面轮廓线描述方法是基于轮廓关键点坐标和样条曲线方法来展开的(徐秋莹，杨明朗，刘卫东，晏合敏，刘春军.基于数据驱动的汽车形态特征进化预测方法[J].计算机集成制造系统，2015(12)：3145-3152)。该方法用若干关键点将轮廓分解成多段曲线，再用同次样条曲线逼近各分段轮廓，但由于各段轮廓线参数不同，同次样条曲线对各段轮廓而言并非都是最优的拟合方式，而不同次样条也因计算量大、过程繁杂而不具可操作性。对汽车造型研究而言，需要一种从整体角度展开描述的新方法。

傅里叶描述子是基于傅里叶理论提出的一种计算简单、抗噪性强的形状特征描述方式，其常见类型有极坐标傅里叶描述子，已广泛应用于信号分析、生物识别、遥感地貌识别和图像检索等领域。相较于汽车造型领域的传统描述方法，傅里叶方法从整体上调整拟合轮廓的方式更具宏观性特点。随着每一频次谐波的叠加，带来的是拟合轮廓整体而非局部性的变化，进而通过不断增加谐波频次实现逐渐逼近原始轮廓。但目前该方法在产品造型领域的应用则很少，苏建宁(苏建宁，吴永诚.基于极坐标和傅里叶算子的产品形态描述方法[J].工程设计学报，2009，16(5)：331-334)用极坐标傅里叶描述子描述了平面圆角矩形，John Restrepo(Restrepo J.The Harmonics of Kansei Images[C].InternationalConference on Computer-Aided Industrial Design and Conceptual Design，2008.Caid/cd.IEEE，2008：44-50)用极坐标傅里叶描述子描述了一组二维图形，两者都涉及使用极坐标傅里叶方法描述图形轮廓，但描述精度有待提高，也都没有提及描述效果的评价方法。目前产品造型领域对极坐标傅里叶方法极为有限的研究，无论从描述精度和效果来看，都存在进一步拓展和完善傅里叶方法的空间。特别是在汽车造型领域，还局限于以关键点坐标和样条曲线来描述汽车造型的传统方式，这种通过增加控制点来保证曲线拟合精度的方式，存在计算与操作困难、不便表达复杂形态以及无法综合描述色彩信息等不足。鉴于傅里叶方法对于自由、复杂形态的描述具有良好的性能，还可描述色彩(Kunttu I，L，Rauhamaa J，A Visa.Color Fourier Descriptor for Defect ImageRetrieval[J].2005：415-422，冉冉，杨唐文，阮秋琦.结合HSL方法与傅里叶描述子的三维彩色物体识别[J].智能系统学报，2011，06(1)：73-78)使得应用该方法统一量化表征汽车造型和色彩成为可能，因此，研究汽车造型轮廓的傅里叶描述方法及其效果评价具有较好地理论和实际应用价值。

发明内容