CN114004014A - 基于nurbs的船体曲面自动建模系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，包括：船型数据输入模块、船型三维光顺模块和船型存储模块；船型数据输入模块的数据输出端与船型三维光顺模块的数据输入端相连，船型三维光顺模块的数据输出端与船型存储模块的数据输入端相连；船型数据输入模块用于从文件夹中读入符合默认格式的船型数据；船型三维光顺模块用于根据船型数据输入模块输入的船型数据判断船型是否符合规定并对船型进行三维光顺；船型存储模块用于将符合规定的船型数据进行存储作为本次或者下次使用。本发明不仅能对全船统一光顺，还能实现完善的数据结构，还可以对多种甲板中心线与甲板边线的联动处理等。

Description

基于NURBS的船体曲面自动建模系统

技术领域

本发明涉及船舶制造技术和软件技术领域，尤其涉及一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统。

背景技术

国内船型几何建模工具多附属于大型船舶设计软件，如Napa、Tribon等，这对于普通用户并不方便，包括软件操作上的不友好和需要专门培训。不便之处还包括对使用成本的控制和使用功能的扩展，如不能进行全船统一光顺，数据结构的完善程度不够，不能对多种甲板中心线与甲板边线的联动处理等方面。基于此，本发明在借鉴现有船舶型线设计工具使用经验的基础上，设计开发了具有完全自主知识产权和全部源代码的、具有人机交互设计界面的船体曲面自动建模判断系统，本系统能实现全船统一光顺，具有完善的数据结构以及能对多种甲板中心线与甲板边线的联动处理。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，包括：

船型数据输入模块、船型三维光顺模块和船型存储模块；

船型数据输入模块的数据输出端与船型三维光顺模块的数据输入端相连，船型三维光顺模块的数据输出端与船型存储模块的数据输入端相连；

船型数据输入模块用于从文件夹中读入符合默认格式的船型数据；

船型三维光顺模块用于根据船型数据输入模块输入的船型数据判断船型是否符合规定并对船型进行三维光顺；

船型存储模块用于将符合规定的船型数据进行存储作为本次或者下次使用。

在本发明的一种优选实施方式中，在船型数据输入模块中，包括以下步骤：

S11，统计文件夹中文件总个数，分别为第1待输入文件、第2待输入文件、第3待输入文件、……、第

待输入文件，

为文件夹中文件总个数；令ζ＝1；

S12，判断Q_ζ的文件格式是否为默认格式：

若Q_ζ的文件格式为默认格式，Q_ζ表示第ζ待输入文件，ζ＝1、2、3、……、

则将第ζ待输入文件Q_ζ导入；

若Q_ζ的文件格式不为默认格式，则将第ζ待输入文件Q_ζ的格式修改为默认格式；

S13，判断ζ与ζ间的大小关系：

若

则文件夹中的文件格式判断完毕；

若

则ζ＝ζ+1，返回步骤S12。

在本发明的一种优选实施方式中，在船型数据输入模块中，还包括步骤S14，

将文件夹中所有文件修改为默认格式后，将不能读取的文件筛除，对保留的文件进行文件名修改，其修改方法为：

File modification name_ζ′＝md5<SHA1<Q_ζ′′>>，

其中，Q_ζ′′表示保留的第ζ′文件，ζ′＝1、2、3、……、τ，τ表示保留文件总个数；

File modification name_ζ′表示保留的第ζ′文件Q_ζ′′所对应的文件修改名；

md5<>表示md5算法；

SHA1<>表示SHA1算法。

在本发明的一种优选实施方式中，在船型三维光顺模块中，通过曲率变化来判断船型的光顺性，

其中，C′(u)表示曲线C(u)上的坐标点u处的一阶导矢；

C″(u)表示曲线C(u)上的坐标点u处的二阶导矢；

|·|表示向量的模。

在本发明的一种优选实施方式中，在船型三维光顺模块中，还包括相对曲率κ_T，

令C′(u)＝(x′,y′)，C"(u)＝(x″,y″)，其中x'，y'和x"，y"分别为C'(u)和C"(u)的横坐标和纵坐标；则有：

κ_T＞0表示曲线沿正向前进时逆时针转动，κ_T＜0表示曲线沿正向前进时顺时针转动，κ_T＝0表示曲线沿正向直线前进。

在本发明的一种优选实施方式中，在船型存储模块中，包括以下步骤：

S31，对待保存的船型数据进行如下操作：

File modification name_ζ″′＝md5<SHA1<Q_ζ″″>>，

其中，Q_ζ″″表示待保存的第ζ″文件，ζ″＝1、2、3、……、ψ，ψ表示待保存文件总个数；

File modification name_ζ″′表示待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所计算的文件保存名；

md5<>表示md5算法；

SHA1<>表示SHA1算法；

S32，判断待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所计算的文件保存名File modificationname_ζ″′与待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所显示的文件名是否一致：

若待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所计算的文件保存名File modification name_ζ″′与待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所显示的文件名一致，则将待保存的第ζ″文件Q_ζ″″存储在数据库中；

若待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所计算的文件保存名File modification name_ζ″′与待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所显示的文件名不一致，则执行步骤S33；

S33，在步骤S11中的文件夹中查找待保存的第ζ″文件Q_ζ″″所显示的文件名，将查找出来的文件存储在数据库中。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括船型生成模块，所述船型生成模块采用三维线框模型来表达船体，所述线框模型由肋骨线/站线、水线、纵剖线、折角线、甲板线、空间线之一或者任意组合的船体型线构成。

在本发明的一种优选实施方式中，所述船体型线由一段或几段单元线构成，单元线包括直线、二次曲线或三次样条线中的任意一个；单元线之间可能连接在一起，也可能是分离的；

所述单元线包括：采用三次NURBS曲线表示，

其中，u是定义在实数区间[0，1]上的参数，P_i＝(x_i,y_i,z_i)是第i个控制点，w_i是对应于控制点P_i的权重，N_i,3(u)是定义在非周期和非均匀节点矢量U上的第i个3次B样条基函数，其计算式为：

其中，N_i,0(u)是定义在非周期和非均匀节点矢量U上的第i个0次B样条基函数，N_i,p(u)是定义在非周期和非均匀节点矢量U上的第i个p次B样条基函数；p表示曲线C(u)的次数，一般取3；节点矢量U＝{u₀,u₁,..,u_m}是一个非降的实数序列，即节点满足u_i≤u_i+1(i＝0,1,..,m-1)，下标p、n、m满足关系式：m＝p+n+1。u₀为第0个节点，u₁为第1个节点，u_m为第m个节点。

在本发明的一种优选实施方式中，所述单元线还包括：根据型值点插值得到，并在单元线的端点施加了切向控制条件。插值点是针对样条线来说的，型值点是针对型线来说的，二者是一致的。插值点就是型值点，型值点一般是两条型线的交点。

在本发明的一种优选实施方式中，所述型线三维光顺模块包括用于判断曲线光顺的光顺准则，光顺准则包括：

对于二维曲线来说，光顺性准则包括：二阶导数连续、曲率变化均匀以及曲线没有多余拐点；

对于三维空间曲线来说，光顺性准则包括：二阶导数连续、曲率变化均匀和曲线没有多余拐点、曲线挠率变化比较均匀以及曲线不存在多余的变挠点。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括：

如果通过曲率判断出型线不光顺就需要修改型线；对于NURBS曲线即样条线，有多种修改方式，包括修改插值点、修改控制点、修改权重之一或者任意组合。

在本发明的一种优选实施方式中，所述船体曲面的生成和显示模块中的生成包括：

船体曲面是根据已经光顺的船体三维线框模型得到的，利用双向插值曲线族生成戈登面要求插值曲线必须满足以下条件：

条件一，兼容：

要求所有的C_k(u)次数相同，且定义在相同的节点矢量U^C上；所有的C_l(v)次数相同，且定义在相同的节点矢量V^C上；

其中C_k(u)表示第k个u向曲线，0≤k≤s；U^C表示曲线族C_k(u)的共同节点矢量，即曲线族C_k(u)的节点矢量是相同的，都为U^C，C_l(v)表示第l个v向曲线，0≤l≤r；V^C表示曲线族C_l(v)的共同节点矢量，即曲线族C_l(v)的节点矢量是相同的，都为V^C。

条件二，等参：

存在参数0＝u₀＜u₁＜...＜u_s-1＜u_s＝1和0＝v₀＜v₁＜...＜v_r-1＜v_r＝1，

使得曲线点满足：Q_l,k＝C_k(u_l)＝C_l(v_k)k＝0,...,r l＝0,...,s，

其中，Q_l,k表示曲线上的点S(u＝u_l,v＝v_k)，C_k(u_l)表示表示第k个u向曲线C_k上的点C_k(u＝u_l)，C_l(v_k)表示第l个v向曲线C_l上的点C_l(v＝v_k)，s表示u向曲线的总个数，r表示v向曲线的总个数；

戈登面S(u,v)就是插值通过上述双向曲线族C_k(u)和C_l(v)后得到的NURBS曲面，可表示为：

其中，φ_l(u)和ψ_k(v)是任意两组混合函数，且满足：

由此可见，戈登曲面由两个蒙皮面L₁(u,v)、L₂(u,v)和一个张量积曲面T(u,v)组合而成。首先插值u向曲线族的控制点得到v向NURBS蒙皮曲面L₁(u,v)，然后插值v向曲线族得到u向NURBS蒙皮曲面L₂(u,v)，再插值双向网格数据点得到张量积曲面T(u,v)，最后通过NURBS曲面的升阶算法将以上三个曲面的次数统一，通过NURBS曲面的节点插入和删除算法将节点矢量统一。所求戈登曲面的节点矢量即为以上统一的节点矢量，控制点由以上三个曲面的控制点通过算术运算即可得到。

在本发明的一种优选实施方式中，所述船体曲面的生成和显示模块中的显示包括：型值点、圆弧线(圆弧)、样条线即样线、曲率线、网格线、文本标记之一或者任意组合。

在本发明的一种优选实施方式中，所述船体型线生成模块还包括：在绘制船体型线之前需完成以下步骤：

S1，窗口变换：包括模型、视图和投影操作，它们由矩阵乘法表示，目的在于将三维世界坐标系中的图形元素变换到空间某一个平面上；具体操作包括旋转、移动、缩放、反射、正投影和透视图之一或者任意组合；

S2，裁剪：图形元素通常是显示在一个矩形窗口中，因此位于窗口之外的物体或物体的一部分必须裁剪掉；

S3，视口变换：建立矩形窗口中的坐标和屏幕像素的关系，以完成最终的图形显示。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：不仅能对全船统一光顺，还能实现完善的数据结构，还可以对多种甲板中心线与甲板边线的联动处理等。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明船体型线的构成示意图。

图2是本发明型值点插值单元线示意图。

图3是本发明型线设计系统总体结构示意图。

图4是本发明样条光顺流程示意图。

图5是本发明图形元素示意图。

图6是本发明三维线框模型示意图。

图7是本发明静水力曲线图示意图。

图8是本发明肋骨线的曲率分布示意图。

图9是本发明NURBS曲面渲染图示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

1模型与方法

1.1船体表达模型

船体可以用多种方式表达，如传统的型值表、型线图，或者三维船体曲面。其中，型值表相对简单，但信息缺失较多；三维曲面相对准确，但不便于操作。为此，本发明参照传统型线图的概念，用三维线框模型来表达船体。线框模型由六大类船体型线(即构成船体表面的线)构成：

(1)肋骨线/站线

(2)水线

(3)纵剖线

(4)折角线

(5)甲板线：包含甲板边线、甲板中心线

(6)空间线

其中，肋骨线/站线、水线、纵剖线、甲板中心线是两维线，折角线、甲板边线、空间线是三维线。平边线可看作一条折角线或纵剖线，平底线可看作一条折角线或水线。

折角线、空间线虽然都是三维线，但它们有以下区别：样条在折角线处是折的，在空间线处是光滑过渡的。如果选中折角线，插值与网格线的交点，在折角线上该点的点类型为“普通点”，在相关样条上该点的点类型为“折角点”；而空间线，在两根样条上该点的点类型都为“普通点”。

1.2型线构造方法

船体型线由一段或几段单元线构成。单元线可能是直线、二次曲线(二次曲线是圆弧线、圆锥线、抛物线的统称)或三次样条线；单元线之间可能连接在一起，也可能是分离的。图1(a)的肋骨线是由一段样条线(NURBS线)构成，图1(b)的肋骨线是由二段直线加一段圆弧连接而成，图1(c)的肋骨线是由二段分离的样条线构成。

为便于数值处理，单元线统一用三次NURBS曲线表示如下，此外直线、二次曲线、Bezier曲线等均是NURBS曲线的特例：

其中，P_i＝(x_i,y_i,z_i)是控制点，w_i是对应于控制点P_i的权重，N_i,3(u)是定义在非周期和非均匀节点矢量U上的3次B样条基函数。

单元线是根据型值点插值得到的，并在单元线的端点施加了切向控制条件。采用型值点来插值单元线的好处有三，一是可以通过传统的型值表来快速生成三维线框模型，二是可以确保交叉的单元线精确交于一点，三是可以通过移动型值点来光顺型线。在局部型线变化较大的地方，可以通过增加控制点来控制曲线的局部形状。图2显示了端点切向和控制点对单元线形状的影响。

图2中的插值型值点完全一样，图2a中单元线在A点为自由端，图2b中单元线在A点的切向水平，图2c中单元线在图2b的基础上增加了一个控制点C。

1.3光顺判断准则

关于型线的光顺问题首要解决的是曲线的光顺准则，即如何判断一条曲线的光顺程度。然而到目前为止，对于曲线光顺准则还没有一个统一的定义，这是因为曲线光顺度不仅涉及到曲线的具体形状及其对性能的影响，还涉及到设计对象的各种约束条件及对其几何外形的美观性要求。此外，在不同的实际问题中，对光顺度的要求也不尽相同。

然而，光顺准则也有其客观的一面。虽然一些文献对光顺准则的提法各不相同，但是这些提法有着许多相似之处。对于二维曲线来说，光顺性准则至少包括三方面要求：

(1)二阶导数连续

(2)曲率变化均匀

(3)曲线没有多余拐点

对于三维空间曲线来说，光顺准则除了要满足以上条件外，还应该满足下面的两个条件：

(1)曲线挠率变化比较均匀

(2)曲线不存在多余的变挠点

实际操作中，主要是通过曲线曲率的变化来判断型线的光顺性(例如，直线的曲率为零；圆弧的曲率为常数，圆弧半径越小，圆弧曲率越大)。曲率κ可按下式计算：

其中，C′(u)、C″(u)分别表示曲线C(u)在参数u处的一阶和二阶导矢。

为了可视化曲率，一般将三维型线分别投影到三个主平面上，化为二维曲线后再分别计算各投影曲线的曲率。

对于二维曲线，式(2)计算的是绝对曲率，并不能反映曲线的弯曲方向，为此，引入相对曲率(又称为带符号曲率)κ_T。令C′(u)＝(x′,y′)、C"(u)＝(x″,y″)，则有：

κ_T与κ大小相等，κ_T＞0表示曲线沿正向前进时逆时针转动，κ_T＜0表示曲线沿正向前进时顺时针转动，κ_T＝0表示曲线沿正向直线前进。可视化时，可将κ_T＞0的曲率标示在曲线正向前进的左侧，将κ_T＜0的曲率标示在曲线正向前进的右侧。

如果通过曲率判断出型线不光顺就需要修改型线。对于NURBS曲线，可以有多种修改方式，如修改插值点(型值点)、修改控制点、修改权重等。修改控制点或修改权重可直接改变曲线形状，但不能精确控制曲线通过某点，特别是当某点是两条曲线的交点时，可能会破坏交点的拓扑关系；修改插值点后需要重新插值以得到单元线，计算量较大，好处是可以联动修改相交的两条曲线。本发明设计的船舶型线设计系统采用修改插值点的方法光顺船体型线。

1.4曲面生成方法

生成船体曲面的目的有三：一是渲染显示用户设计的船体型线方案，二是整体察看船体曲面的光顺程度，三是为CFD计算奠定必要的基础。

船体曲面是根据已经光顺的船体三维线框模型得到的。为保证生成曲面的精确性，生成的船体曲面是戈登面，该曲面可插值通过双向曲线族(即被用户选择的型线)。

利用双向插值曲线族生成戈登面要求插值曲线必须满足以下条件：

(1)兼容

要求所有的C_k(u)次数相同，且定义在相同的节点矢量U^C上，所有的C_l(v)次数相同，且定义在相同的节点矢量V^C上。其中C_k(u)表示u向曲线族，C_l(v)表示v向曲线族。

(2)等参

存在参数0＝u₀＜u₁＜...＜u_s-1＜u_s＝1和0＝v₀＜v₁＜...＜v_r-1＜v_r＝1，使得Q_l,k＝C_k(u_l)＝C_l(v_k)k＝0,1,...,r l＝0,1,...,s；

戈登面S(u,v)就是插值通过上述双向曲线族C_k(u)和C_l(v)后得到的NURBS曲面，可表示为：

由此可见，戈登曲面由两个蒙皮面L₁(u,v)、L₂(u,v)和一个张量积曲面T(u,v)组合而成。首先插值u向曲线族的控制点得到v向NURBS蒙皮曲面L₁(u,v)，然后插值v向曲线族得到u向NURBS蒙皮曲面L₂(u,v)，再插值双向网格数据点得到张量积曲面T(u,v)，最后通过NURBS曲面的升阶算法将以上三个曲面的次数统一，通过NURBS曲面的节点插入和删除算法将节点矢量统一。所求戈登曲面的节点矢量即为以上统一的节点矢量，控制点由以上三个曲面的控制点通过算术运算即可得到。

2系统设计与实现方式

2.1系统功能与框架

船舶型线设计系统的主要功能包括：

(1)船型生成：母型船变换生成法、系列船型生成法、仿射变换生成法。

(2)型线三维光顺：人机交互三维光顺和计算机自动光顺相结合。

(3)静水力计算：静水力表的计算、考虑横倾和纵倾的单点静水力计算。

(4)船体曲面的生成和显示：依据光顺的船体型线生成分块的船体曲面，并能显示经过渲染的曲面。

(5)船型数据的输入：从文件或数据库读入型线设计系统默认格式的数据，或者手工输入型值表中的型线数据。

(6)船型数据接口输出：包括EXCEL型值表、AutoCAD工程图、TRIBON/NAPA/CADDS5专用接口、基于NURBS曲线/曲面的IGES通用接口。

船舶型线设计系统的总体结构见图3。

2.2命令的管理与运作机制

由于船舶型线设计系统涉及人机交互过程，操作流程相对复杂，为此，引入命令管理器的概念，其主要功能是处理键盘/鼠标事件、协调用户操作流程。图4是通过船舶型线设计系统人工光顺一根样条的操作流程。由图4可见，人工光顺一根样条包含5个操作步骤，每个操作步骤就是一个命令，每个命令里可能有几种实现方式，还可能包含鼠标或键盘事件，命令管理器可以通过一致的方式来调用所有命令，并协调各命令之间的关系，以确保人工交互设计过程的顺利实施。具体的有：

步骤1，鼠标图选或按名表选取样条曲线；

步骤2，自动显示样条曲率，可根据曲率判断样条光顺性；

步骤3，选取样条插值点进行修改；

步骤4，修改样条的插值点，可同步显示曲率变化情况；

步骤5，满足光顺要求，保存修改。

2.3图形显示方法

船舶型线设计系统需要动态显示的图形元素包括型值点、圆弧、样条线、曲率线、网格线、文本标记等，如图5所示。

船舶型线设计系统是直接调用WindowsAPI函数绘图的。在屏幕上绘制图形前，需完成以下三个步骤：

(1)窗口变换：包括模型、视图和投影操作，它们由矩阵乘法表示，目的在于将三维世界坐标系中的图形元素变换到空间某一个平面上。具体操作包括旋转、移动、缩放、反射、正投影和透视图等。

(2)裁剪：图形元素通常是显示在一个矩形窗口中，因此位于窗口之外的物体或物体的一部分，则裁剪掉。

(3)视口变换：建立矩形窗口中的坐标和屏幕像素的关系，以完成最终的图形显示。

当需要渲染显示船体曲面时，采用OPenGL显示曲面的渲染模型。OpenGL是图形硬件的软件接口，本质上是一个三维的图形和模型库，具有高度的可移植性，渲染速度快，已成为高性能图形和交互性场景处理的行业标准。OpenGL图形库可显示各种图形元素，如点、线、面等。

在通过WindowsAPI函数进行计算机绘图时，如果显示的图形元素较多，特别是在人机交互动态显示时，直接写屏会导致刷新时间过长和屏幕闪烁等问题，为此应用了双缓冲技术。双缓冲就是在内存中创建一幅与屏幕绘图区域一致的图形对象，先将需要显示的图形绘制到内存中的图形对象上，待绘制完成后再一次性将这个图形对象拷贝到屏幕上，这样能大大加快图形显示的速度，消除图形显示中的闪烁问题。

图6显示的是船舶型线设计系统根据型值表建立的三维线框模型，图7显示的是船舶型线设计系统计算得到的静水力曲线图，图8显示的是一根肋骨线及其曲率分布情况，图9显示的是运用OpenGL渲染NURBS曲面(分快构建的船体表面的一部分)的一个例子。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，其特征在于，包括：

船型数据输入模块、船型三维光顺模块和船型存储模块；

船型数据输入模块的数据输出端与船型三维光顺模块的数据输入端相连，船型三维光顺模块的数据输出端与船型存储模块的数据输入端相连；

船型数据输入模块用于从文件夹中读入符合默认格式的船型数据；

船型三维光顺模块用于根据船型数据输入模块输入的船型数据判断船型是否符合规定并对船型进行三维光顺；

船型存储模块用于将符合规定的船型数据进行存储作为本次或者下次使用。

2.根据权利要求1所述的一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，其特征在于，在船型数据输入模块中，包括以下步骤：

S11，统计文件夹中文件总个数，分别为第1待输入文件、第2待输入文件、第3待输入文件、……、第

待输入文件，

为文件夹中文件总个数；令ζ＝1；

S12，判断Q_ζ的文件格式是否为默认格式：

若Q_ζ的文件格式为默认格式，Q_ζ表示第ζ待输入文件，

则将第ζ待输入文件Q_ζ导入；

若Q_ζ的文件格式不为默认格式，则将第ζ待输入文件Q_ζ的格式修改为默认格式；

S13，判断ζ与ζ间的大小关系：

若

则文件夹中的文件格式判断完毕；

若

则ζ＝ζ+1，返回步骤S12。

3.根据权利要求2所述的一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，其特征在于，在船型数据输入模块中，还包括步骤S14，

将文件夹中所有文件修改为默认格式后，将不能读取的文件筛除，对保留的文件进行文件名修改，其修改方法为：

File modification name_ζ′＝md5<SHA1<Q_ζ′′>>，

其中，Q_ζ′′表示保留的第ζ′文件，ζ′＝1、2、3、……、τ，τ表示保留文件总个数；

File modification name_ζ′表示保留的第ζ′文件Q_ζ′′所对应的文件修改名；

md5<>表示md5算法；

SHA1<>表示SHA1算法。

4.根据权利要求1所述的一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，其特征在于，在船型三维光顺模块中，通过曲率变化来判断船型的光顺性，

其中，C′(u)表示曲线C(u)上的坐标点u处的一阶导矢；

C″(u)表示曲线C(u)上的坐标点u处的二阶导矢；

|·|表示向量的模。

5.根据权利要求4所述的一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，其特征在于，在船型三维光顺模块中，还包括相对曲率κ_T，

令C′(u)＝(x′,y′)，C"(u)＝(x″,y″)，其中x'，y'和x"，y"分别为C'(u)和C"(u)的横坐标和纵坐标；则有：

κ_T＞0表示曲线沿正向前进时逆时针转动，κ_T＜0表示曲线沿正向前进时顺时针转动，κ_T＝0表示曲线沿正向直线前进。

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