[發明專利]集成Modelica的三維視景仿真系統

有效

• 申請號: 201110320681.6
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102385762A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 鮑勁松
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種集成Modelica的三維視景仿真系統，其特征在于包括Modelica多學科仿真接口模塊、消息隊列模塊、消息調度模塊，視景對象運動控制模塊、三維仿真場景模塊、可視化模塊，其中：

所述的Modelica多學科仿真接口模塊連接Modelica多學科仿真模塊，處理并監控Modelica的仿真狀態信號和數據輸出，接口模塊包括兩個方面內容，Modelica仿真狀態監控和Modelica數據結果集處理；

所述的消息隊列模塊接收Modelica多學科仿真接口模塊的仿真狀態和視景對象運動控制模塊的仿真運動狀態，建立和Modelica仿真接口模塊通訊以及視景對象運動控制通訊的消息隊列，Modelica產生的消息是隨機的，沒有時間錯戳，該隊列是先進先出的環形隊列，在隊列上設有兩個指針，一個指向隊列的開始，一個指向隊列的結束；

所述的消息調度模塊是對Modelica仿真接口模塊以及視景對象運動控制產生的消息進行調度和控制，用來保證系統的實時性；

所述的視景對象運動控制模塊接收消息隊列模塊、消息調度模塊輸入的ID值，通過ID值解析Modelica多學科仿真接口模塊的結果數據集，生成三維仿真場景的運動控制指令以及可視化模塊需要的運動參數；

所述的三維仿真場景模塊根據導入的幾何文件建立場景樹，幾何模型可以是任意三維面片模型，模型的運動需要定義約束關系和運動路徑；

所述的可視化模塊和視景對象運動控制模塊、三維仿真場景模塊相連，該模塊接收視景對象運動控制模塊輸出的對象運動特效，同時該模塊接收三維仿真場景模塊輸出的幾何場景圖，通過這些場景圖和特效命令，利用三維場景仿真軟件進行渲染。

2.根據權利要求1所述的集成Modelica的三維視景仿真系統，其特征在于：所述Modelica多學科仿真接口模塊，其中Modelica的仿真狀態監控通過監控Modelica運行進程，開發仿真循環接口ModelicaStatusMont來獲得四種狀態：0、1、99、-1，其中0表示仿真接口正常，1表示正在運行，99表示已經結束，-1表示接口沒有連接；Modelica數據結果集處理通過Modelica輸出的結果文件進行解析，解析方法采用標準流的方法來實現。

3.根據權利要求1或2所述的集成Modelica的三維視景仿真系統，其特征在于：所述消息隊列模塊，當監控到仿真狀態是99的時候，將結果文件中對象模型ID號，對象狀態加入添加到隊列的結尾，并將結尾指針指向該ID；當視景對象運動控制模塊給出對象運動狀態為99，將隊列中對象刪除，并將指針指向上個ID。

4.根據權利要求1或2所述的集成Modelica的三維視景仿真系統，其特征在于：所述的消息調度模塊，首先監控消息隊列的長度、視景對象運動的狀態、對象運動的生命周期，將三維視景仿真的一幀中分為三個子幀，每個子幀長度為1/72s；消息調度模塊就是在一個子幀的周期中，根據ID值進行匹配檢查消息隊列中是否有三維視景仿真中對象運動需要的數據，如果有，解析結果數據，將結果列表輸出給視景對象運動控制模塊；如果沒有等到，加入新的對象ID查詢，一直循環，直到視景對象運動控制模塊給出99狀態，將消息隊列中該對象刪除。

5.根據權利要求1或2所述的集成Modelica的三維視景仿真系統，其特征在于：所述的視景對象運動控制模塊根據三維場景模塊和可視化模塊反饋的對象運動狀態，給出三個返回值，0，1，99；0表示對象沒有激活，1表示對象激活正在運動，99對象運動結束，可以從消息隊列將對象刪除。

6.根據權利要求1所述的集成Modelica的三維視景仿真系統，其特征在于：所述的三維仿真場景模塊，其中模型的不同節點掛在一個場景樹上不同節點上；運動部件掛在場景樹的moveable節點上，不運動的部件掛在場景樹的unmoveable節點上，節點ID命名按照多學科仿真對象ID命名一致，最終形成一個幾個場景圖，輸出給可視化模塊一個頂點列表，法向列表，紋理坐標和光照節點。