[發明專利]虛擬現實環境下高速鐵路橋梁三維參數化建模方法

有效

• 申請號: 201110366766.8
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102385658A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 王華;韓祖杰;趙文;劉小龍
• 申請（專利權）人: 鐵道第三勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T19/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及鐵路設計建模技術，特別是涉及高速鐵路橋梁三維參數化建模技術。

背景技術

在高速鐵路勘察設計過程中，橋梁作為重要的鐵路設計要素，其設計質量直接影響鐵路線路安全。根據設計圖建立橋梁的真實三維模型，并將其放置于真實地理環境中，能夠預演工后效果，檢查設計誤差，提高鐵路勘察設計的質量。目前我國在橋梁三維建模方面已有若干研究成果，這些研究均針對特定橋梁，將其直接應用于高速鐵路橋梁三維建模存在如下兩方面問題：沒有鐵路軌道設計接口；參數設計不適用于高速鐵路橋梁建模。采用已有成果建立高速鐵路橋梁三維模型操作復雜，且需要輔以大量人工編輯，生產效率低。

發明內容

針對現有鐵路橋梁三維建模技術存在的問題，本發明推出一種虛擬現實環境下高速鐵路橋梁三維參數化建模方法，其目的在于，利用橋梁組件特征及組件間相互作用規則，快捷、準確地建立橋梁三維模型，并提供便捷的模型編輯與修改方法，為提升高速鐵路橋梁設計水平提供有力的技術支持。

本發明所涉及的虛擬現實環境下高速鐵路橋梁三維參數化建模方法，技術步驟包括：S1-梁三維參數化建模，S2-鐵路軌道三維參數化建模，S3-橋面系三維參數化建模，S4-墩臺三維參數化建模，S5-梁、鐵路軌道、橋面系、墩臺組合得到橋梁三維模型，S6-橋梁模型導入虛擬環境。

S1-梁三維參數化建模：首先根據設計圖統計梁的基礎信息和梁的變化信息，然后合并梁的基礎信息和梁的變化信息，通過參數化建模獲得梁的三維模型。

S2-鐵路軌道三維參數化建模：首先實現鐵軌參數化建模與軌枕參數化建模，其次根據鐵軌與軌枕的相對位置關系，實現鐵軌與軌枕的自動停靠，并將鐵軌與軌枕組合成為單個鐵路軌道模型；然后根據鐵路軌道數目和鐵路軌道間距參數將單個鐵路軌道模型組合成為完整的鐵路軌道模型；最后設置鐵路軌道與梁的相對位置關系，并實現鐵路軌道與梁的自動停靠。

S3-橋面系三維參數化建模：首先分組件構造橋面系各組成部件，其次設置各組成部件與梁之間的相對位置關系，然后根據各組成部件與梁之間的相對位置關系，實現部件在梁上的自動停靠，最后將各組成部件組合成為完整的橋面系模型。

S4-墩臺三維參數化建模：首先沿線路走向根據設計圖紙依次建立各橋墩的三維模型，然后根據各橋墩里程值確定橋墩與梁的相對位置關系，實現橋墩與梁的自動停靠，最后將各橋墩組合成為完整的墩臺模型。

S5-梁、鐵路軌道、橋面系、墩臺組合得到橋梁三維模型：根據各組件與梁的停靠關系，將各組件組合得到完整的橋梁三維模型。

S6-橋梁模型導入虛擬環境：首先將鐵路沿線真實的三維地形數據導入三維顯示平臺，構造虛擬現實環境，然后將橋梁三維模型的數據格式轉換為三維顯示平臺可識別的數據格式，最后將橋梁模型、對應的紋理圖片、模型的屬性信息導入三維顯示平臺進行顯示、瀏覽和查詢。

本發明在對高速鐵路橋梁要素進行深入分析之后，采用面向組件的建模方法，根據組件在真實世界的屬性和行為特征建模，用戶只需輸入或調整參數，即可實現高速鐵路橋梁三維模型的快速建立與編輯，減少了橋梁三維建模的人工作業量，提高了橋梁三維建模的自動化程度，為高速鐵路選線和設計提供了有效輔助。

附圖說明

圖1為虛擬現實環境下高速鐵路橋梁三維參數化建模方法技術流程圖。

圖中標記說明：

S1、梁三維參數化建模??

S2、鐵路軌道三維參數化建模??

S3、橋面系三維參數化建模??

S4、墩臺三維參數化建模??

S5、梁、鐵路軌道、橋面系、墩臺組合得到橋梁三維模型??

S6、橋梁模型導入虛擬環境。

具體實施方式

結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。

圖1顯示虛擬現實環境下高速鐵路橋梁三維參數化建模方法的基本流程。如圖所示，本發明涉及的虛擬現實環境下高速鐵路橋梁三維參數化建模方法包括如下步驟：梁三維參數化建模S1，鐵路軌道三維參數化建模S2，橋面系三維參數化建模S3，墩臺三維參數化建模S4，梁、鐵路軌道、橋面系、墩臺組合得到橋梁三維模型S5，橋梁模型導入虛擬環境S6。