基于原型理论的汽车造型认知研究

目的探究汽车造型设计中的原型认知。方法将分析心理学中的原型概念引入汽车造型分析,调研获取MPV车型的概念语义,再由原型认知实验分析概念语义与特征形态间的认知联系。结论汽车造型的原型认知存在于美学认知与概念语义两个层面,表现在比例、空间、形态等方面的离散特征形态因素。原型认知的结构便于美学概念与特征形象之间的双重表达,以及随时间迭代的认知演化。研究的结论在汽车造型设计评价与计算机辅助汽车造型设计领域具有指导意义。     

汽车造型原型特征研究

目的探索影响汽车造型边界和认知范畴的规则,进而辅助汽车造型设计和计算机辅助造型生成。方法提出了一种规则表达的汽车造型"原型特征"抽取方法,首先将汽车造型问题映射到规则模型上,然后以规则表达方式抽取对汽车造型原型有影响的几何阈值特征、几何逻辑特征、工程特征和品牌特征。结果这些特征共同组成了该车型、该品牌的汽车造型原型特征。结论此成果已经应用在基于进化思想的汽车造型优化设计方法中,对于造型与工程整合,计算机辅助造型生成以及评价具有重大作用。以小型两厢车为例,证明了该方法的合理性和可行性,此方法亦可用于其他车型和品牌"原型特征"的抽取。     

SUV 汽车造型原型获取与表征

将原型概念引入汽车造型设计领域,提出基于原型概念的汽车造型研究,并以汽车侧面轮廓造型为例,从造型角度解释了SUV 汽车车型分类的内在原因。研究通过相似性测试及聚类分析,获取样本中典型性较高的SUV 汽车族群,并统计分析高典型性成员的造型特征,实现了对SUV 汽车侧面轮廓造型原型的获取与表征,构建出了其原型表征模型。     

基于原型理论的产品造型风格创新设计方法研究

目的 为解决产品造型风格创新设计过程中存在模糊性、不确定性和缺乏创新性等问题,提出应用原型理论思路从原型角度展开的产品造型风格创新设计。方法 首先基于感性意象对产品造型风格进行具象分类;其次运用设计形态分析结合离散度分析提取产品造型风格原型特征;再次通过联合分析获取产品造型要素权重从而确定关键风格原型特征;最后结合形状文法对产品造型风格进行创新设计。结果 以优雅型汽车前脸作为研究对象,设计方案在延续产品造型风格的基础上,继承和创新了部分形状特征,形成全新的汽车前脸。结论 设计方案的评估结果表明该方法在产品造型风格创新设计中的可行性和实用性。     

基于情感词与汽车造型原型拟合的造型辅助设计方法

目的以汽车造型设计为对象,研究情感词与汽车造型原型的拟合关系及其如何应用在造型概念辅助设计中。方法通过口语分析法、原型匹配和回归统计等方法,获得SUV车型的情感词,汽车造型原型与拟合模型,拟合模型输出造型原型的三维空间辅助图。结果三维空间辅助图对汽车造型概念草图给予了较好的辅助设计支持。结论造型辅助设计方法实现了将用户的情感诉求以一种准确、直观、易领悟的方式向设计师传递的可能,提升用户对造型方案的满意度。     

基于类型分析的语义驱动汽车造型生成设计

目的从汽车的类型分析出发,对汽车造型设计问题进行定性、定量研究,探讨语义驱动的汽车造型设计方法。方法构建汽车类型的原型范畴,通过分析、归纳、推论等方式,将类型成员与原型相似性度、类型成员贡献度、原型权重系数等概念进行形式化表征。结果以SUV车型为例,获得14组侧面轮廓造型的关系拟合模型,运用11组SUV车型核心差异性语义词汇驱动汽车侧面轮廓造型生成设计。结论基于汽车类型的分析,其核心在于对原型范畴的运用,以一种更加贴近设计师认知规律和思维模式的方式,为汽车造型设计提供更加客观、合理、灵活的指导。     

汽车造型特征与特征线

汽车造型是一个需求交叉、多目标综合、知识密集的复杂、多学科的设计过程.在构建100个汽车造型数字模型的基础上,引入特征的概念对汽车造型进行描述,提取了20条汽车造型特征线,将其分类为主特征线、过渡特征线和附加特征线,建立了基于特征和特征线的汽车造型描述模型.     

基于格式塔心理学的工业产品渐消面设计研究

目的探索渐消面在工业产品造型上的可行性,分析渐消面的构建及其作为特征面在工业产品造型设计中的设计法则。方法以格式塔心理学的理论为指导,通过对原型论的理解,指出用户视觉感知过程中工业产品造型特征与用户直觉活动的关系,结合汽车造型设计中渐消面应用现状的分析,对渐消面在工业产品造型上的应用可行性进行探索,并在此基础上研究渐消面的设计法则。结论基于格式塔心理学提出了渐消面是用户所认可的一种特征面造型方法,总结了工业产品渐消面特征设计方法,得出了渐消面造型设计的思路和方法,为工业产品的造型设计提供了参考。     

基于特征比较模型的汽车造型运动感研究

目的研究汽车造型运动感与形态特征之间的认知关系。方法采用比较研究方法,分析汽车造型运动感的起源与演变,结合汽车设计案例分析运动感的意象特性。结果分析表明,运动感造型特征与运动意象之间存在对比、激活和反馈关系。结论提出了基于特征比较模型的汽车造型运动感认知框架,可以为汽车造型运动感的生成和表达提供有效的理论和方法支持,并且在实际设计实践中得到了初步的应用与验证。     

基于造型特征线的汽车手势交互设计

目的新兴的汽车交互设计与传统的汽车造型设计关联较弱,这会对汽车设计的整体性造成影响。为了将汽车手势交互设计与汽车造型知识加以融合,进而形成一个能够指导汽车手势交互的设计知识系统。方法研究通过构建汽车造型特征线与动态手势线条关系,从空间、压感和张力方面对动态手势设计进行了分析。结果提出了一系列动态手势设计原则,并最终基于分析结果进行了设计实践。结论理论和实践证明,基于造型特征线的汽车手势交互设计是有效的。     

基于偏好与形状文法的电动汽车形态设计研究

目的 结合消费者偏好和对品牌识别的需求,分析电动汽车外形设计特征,提高用户满意度。方法 分析电动汽车的设计特征,引入原型范畴理论研究消费者偏好。将形状文法参数化,针对设计特征曲线的变化,基于原型偏好模型和品牌识别的要求制定修改性规则约束。提出偏好因子和品牌因子的概念,调节修改性规则的坐标点变化空间,利用交互式遗传算法构建计算机辅助设计系统。最后,利用计算流体动力学(CFD)分析方法,对车身形态的外部流场和表面压强进行分析,检验并优化车身造型,对设计结果进行满意度评价。结果 提出基于偏好与形状文法的电动汽车形态设计方法,通过对青年消费者的偏好调查分析,建立原型偏好模型。通过计算机辅助设计系统对原型偏好模型中的特征水平进行分析,求得分析结果的坐标值并对相关特征水平进行线形表达,建立理想低风阻体模型并进行具体样式优化。结论 以奥迪品牌的电动汽车设计为例,根据分析建立的理想低风阻体模型的模拟仿真分析结果较理想,对设计效果进行用户满意度对比评价,电动汽车外形设计的满意度有所提高,验证了该方法的可行性。     

基于多元仿生的快速响应设计研究

为提高生物知识在产品创新设计中的利用效率,特别是对产品快速响应设计的支持,提出了一种面向系统功能实现的多元仿生设计方法.该方法以多生物效应为核心工具,配合生物系统建模方法、生物原型的技术转化方法,结合新的产品功能建模技术,能够快速地将生物原型转化成为满足市场新需求的产品技术系统,与现有技术特别是与传统仿生设计相比得以显著改良.最后利用上述理论以新型假山石制造设备的开发设计为例验证其实用性价值.     

车型意象认知与侧轮廓造型特征关联研究

目的基于感性工学(KE)原理与方法,以各车型侧轮廓为对象,研究意象认知与车型造型要素的关联性,比较并分析在意象差异下所对应各车型侧轮廓的关键造型特征。方法选取目前市场的15款典型车型为研究样本,收集并筛选获取代表性感性意象词汇,结合语义差分法(SD法)与形态分析法,利用贝塞尔曲线对车身侧轮廓进行了简化并提取其造型特征线,在构建车身侧轮廓评价参考模型基础上,对样本侧轮廓进行直接与间接的量化分析。结论综合语义差分法(SD法)与形态对比分析法,提取影响车型意象定位的关键造型特征,获取用户针对不同车型在侧轮廓特征上的识别程度等级,构建车型侧轮廓特征—感性意象的关联模型,辅助汽车车型造型设计与研究,提高车型造型与用户感性需求间的匹配度。     

基于认知耦合的加湿器设计

目的 把认知耦合理论引入产品形态设计中,得出符合认知耦合理论的设计方案.方法 首先通过语义差分法获得产品目标感知意象,依据意象词汇寻找仿生对象,能够同时实现形态耦合和语义耦合;其次通过拓扑结构的方法对生物原型进行特征层次分析,筛选最强特征,通过拓扑权值和拓扑相似度得出最佳仿生形态,最后运用模糊综合评价法评定耦合度,确定设计方案.结果 仿生鹦鹉鱼形态,分析特征拓扑图与结构特征,通过模糊综合评价法确定加湿器设计方案,实现了造型认知耦合与语义认知耦合.结论 将认知耦合理论与仿生设计结合作为此次设计理论总结的设计方法运用到产品设计中,可以满足产品造型需要,也可以满足加湿器的语义需求,这是一种新的设计思路,具有研究意义.     

基于遗传神经网络的履带行驶系统载荷识别方法

针对煤矿掘进机器人履带行驶系统工作环境恶劣,载荷无法直接有效获取这一工程实际问题,提出了基于遗传神经网络的振动信号载荷识别方法。构建了遗传算法(GA)优化BP(back propagation)神经网络载荷识别模型,采用路试法试验采集了履带小车的5组振动加速度数据和单组应力载荷数据,探讨路面不平度频率和驱动轮啮频等对履带车振动和应力载荷的影响规律;借助快速傅里叶变换(FFT)对原始应力载荷数据进行去噪处理,依据履带小车行驶平顺性指标,利用sym8小波函数对振动加速度信号进行5层特征提取以提高载荷识别的精度,然后将5组小波变换分解的加速度数据和滤波后的应力载荷数据分别作为GA-BP神经网络的输入和输出进行训练及验证,揭示了履带行驶系统运动过程中振动与应力载荷之间的关系。研究结果表明,路面不平度频率、驱动轮啮频及转频为小车振动的主要频率成分,路面不平度引起的振动频率为13.765 Hz,驱动轮啮频为68.25 Hz,转频为3.25 Hz。多组试验得到的BP神经网络最佳隐含层神经元数为63,GA-BP神经网络识别的应力载荷与期望应力载荷具有较高吻合度,相对误差为4.5%,验证了该方法的有效性...     

层次特征构建下的汽车外观造型设计方法

基于现有外观特征的构造手段,提出将造型特征曲面进行重要性层次划分的构思,分析了现代汽车造型曲面设计技术的组成,描述了完成汽车造型表达的"线-面-体"不同的层次特征,提出一种汽车车身造型曲面构建设计的方法。该方法面向车身外观质量的优化,通过实例分析表明其应用价值及可行性,有助解决汽车车身造型设计过程的方向盲目与效率不高的问题,为汽车造型设计提供参考。     

基于视线跟踪的增强现实交互

为了给增强现实系统提供一种直接、自然及双向的交互手段,本文将视线跟踪技术和增强现实技术相结合,提出了基于视线跟踪的增强现实集成原型系统,该系统既能跟踪用户的视线方向,获得用户在场景的感兴趣区域,又能体现增强现实系统的特点.针对集成系统的基本要求,结合光学透视式头盔显示器的虚拟摄像机模型,详细介绍了系统的原理,光路设计和虚拟信息注册算法.实验结果表明,集成系统达到了良好的人机交互效果,为视线跟踪与增强现实技术的广泛应用奠定了良好的基础.     

创新模式下的汽车内饰造型认知及其模型构建

目的研究汽车内饰造型的认知模式,构建创新模式下的汽车内饰认知模型,为汽车内饰设计提供一个新的思路和方法。方法通过文献调研,从汽车内饰造型认知入手,分析造型要素与多重感知认知模型,探讨认知模式与创新模式的关系,提出创新模式下的内饰造型认知模型,并通过设计案例验证。结论汽车内饰作为承载功能协调的一个整体,将汽车内饰的各个设计元素割裂出来单独研究,结果是不适宜的。创新是催生一切新产品的源头,并产生新的造型要素。汽车内饰的创新结果可归纳为美学与使用方式创新、意义创新以及类别创新,3个创新模式的集合。结合汽车内饰造型的认知模式,构建的基于创新模式的汽车内饰造型认知模型,具有理论和实践的可行性,该模型可以辅助设计师有效处理设计创新和用户认知的关系。