[發明專利]高速綜合檢測列車三維全息可視化系統與方法

有效

• 申請號: 201210247313.8
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102855659A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 秦勇;賈利民;周慧娟;范會川;余江;陳波
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/00;G06F17/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

1.高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，它的結構如下：基礎地理數據模塊分別連接三維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊，三維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊實現兩兩互聯，以上三者均分別連接三維引擎接口層和服務接口層，三維引擎接口層連接服務接口層，三維引擎接口層和服務接口層均分別連接三維地圖相關模塊、場景展示管理模塊和報警管理模塊，三維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊實現兩兩互聯，客戶端分別連接維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊。

2.根據權利要求1所述的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述地圖服務層模塊包括柵格地圖服務模塊、矢量地圖服務模塊和影像地圖服務模塊。

3.根據權利要求1所述的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述地圖分析服務層模塊包括空間分析服務模塊和地理編碼模塊。

4.根據權利要求1所述的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述三維引擎服務模塊包括DEM數據服務模塊、DOM數據服務模塊、DM數據服務模塊、視角切換服務模塊、嵌入窗口服務模塊、飛行路線服務模塊和模型高速驅動服務模塊。

5.根據權利要求1所示的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述三維地圖相關模塊包括三維數據發布模塊、三維渲染模塊、三維空間分析模塊、兩點通視分析模塊、可視域分析模塊和三維飛行路線模塊。

6.根據權利要求1所示的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述場景展示管理模塊包括實時場景展示子模塊和歷史場景展示子模塊。

7.根據權利要求1所示的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述報警管理模塊包括實時報警管理模塊和歷史報警管理模塊。

8.根據權利要求1所示的高速綜合檢測列車三維全息可視化系統，其特征在于，所述客戶端包括地面展示終端和車載展示終端。

9.高速綜合檢測列車三維全息可視化方法，其特征在于，它包括以下步驟:

1）基礎地理數據模塊提供三維基礎地理數據、航片數據，其中三維基礎地理數據為矢量數據，航片數據為柵格數據；

2）地圖服務層模塊提供地圖標準服務：首先讀取提供基礎地理數據模塊的二維基礎地理數據和航片數據，具體說明如下：

柵格地圖服務模塊：為分辨率為0.5米的航拍影像提供預先渲染生成的柵格地圖瓦片，瓦片按照縮放級別、行和列組織存儲，并建金字塔地圖索引；

矢量地圖服務模塊：實現矢量地圖數據服務；

影像地圖服務模塊：航拍影像地圖使用戶以俯視角度直觀地觀察鐵路線及周邊真實的地理狀態和人文景觀；

地圖分析服務層模塊主要用來支撐地圖的各種查詢分析功能；具體說明如下：

空間分析服務模塊：包括距離量測功能，面積測量功能，兩點通視分析和可視域分析；

地理編碼模塊：用于提供地理編碼和逆地理編碼標準服務，地理編碼即地址匹配，傳入格式規范的地址，返回所在坐標，從而根據地址描述，匹配到具體坐標位置；

三維引擎服務模塊提供三維場景的渲染和地圖數據管理優化功能；具體說明如下：

DEM數據服務模塊：根據經緯度坐標在DEM格網數據中查找DEM高程信息，展現地形的起伏，體現真實地形；

DOM數據服務：根據經緯度坐標選取相應的DOM格網數據，疊加在DEM數據之上，體現真實地貌特征；

DM數據服務：根據視窗范圍選取相應的模型，對各種地面建筑進行建模，最終生成三維建筑數字模型，體現真實場景；視窗范圍指窗口能看到的三維場景大小；

視角切換服務模塊：三維場景主窗口提供了跟隨列車前視、跟隨列車后視、車前視角、側面視角和手動控制視野范圍的功能，并通過鍵盤、鼠標和操縱桿的方式進行操作；

嵌入窗口服務模塊：在用戶操作窗口中嵌入IE瀏覽器控件和Flash控件、；

飛行路線服務模塊：提供三維飛行路線定制服務，該服務給用戶提供一個自定義瀏覽的工具，用戶可以根據指定的線路和地點，按照指定的飛行方式，制定瀏覽路徑；

模型高速驅動服務模塊：在三維場景中人的視角進行高速運動時，使模型和紋理迅速加載，實現三維場景平滑的過渡；

三維地圖渲染模塊：提供三維場景的渲染；

3）服務接口層提供數據與用戶相關操作的通信接口；

三維引擎接口層：提供功能包括：地圖發布接口、搜索接口、組件接口；

4）三維地圖相關模塊：包括展示鐵路線附近相關地圖信息，并能進行地圖的基本操作；具體說明如下：

三維數據發布模塊：發布三維的各種數據，包括影像數據、DEM數據、DOM數據、DM數據和矢量數據；

三維渲染模塊：渲染三維地圖，并提供基礎的地圖操作；基礎的地圖操作包括放大、縮小、上下左右移動和上下左右翻轉；

三維空間分析模塊：針對三維場景中的對象進行水平距離量算、垂直距離量算和投影面積量算；

兩點通視分析模塊：針對三維場景中的對象進行兩點通視分析；

可視域分析模塊：針對三維場景中的對象進行可視域分析；

三維飛行路線模塊：在三維場景上，根據設定好的飛行路線，控制物體運行的速度、位置和視角，物體指火車、汽車、飛機或輪船；

場景展示管理模塊：管理三維場景展示的列車狀態數據，由三維引擎展示相應場景；具體說明如下：

實時場景展示子模塊：根據時間、列車運行速度和列車運行里程）獲得列車位置和列車周邊環境信息，在渲染引擎中驅動列車和變換天氣；驅動列車的含義如下：通過獲取到的實時列車里程數據來驅動地圖上的列車點移動到該里程處，以確保地圖上列車位置與實際的列車位置一致；變換天氣的含義如下：根據實時傳入的天氣狀況，實時改變三維場景中的天氣狀態；

歷史場景展示子模塊：根據查詢條件到地面展示數據庫和車載展示數據庫中查找相應的歷史列車運行關鍵數據，并傳遞到二維渲染模塊中；歷史列車運行關鍵數據包括：時間、列車運行速度和列車運行里程；

地面系統到地面展示數據庫，車載系統到車載展示數據庫；

監控數據管理模塊：解析實時列車監控數據信息，并發布到三維場景窗口中展示；實時列車監控數據信息指軌道幾何、輪軌作用力、牽引供電、通信信號的檢測數據信息和大值報警信息；

報警管理模塊：提供大值報警數據、報警截圖、1分鐘視頻；具體說明如下：

實時報警管理模塊：解析實時列車報警數據信息，并發布到三維場景窗口中展示；列車報警數據信息包括時間、里程、速度、專業、指標和檢測值；

歷史報警管理模塊，根據歷史報警數據查詢條件，到展示數據庫中查詢到相應的歷史報警數據，并傳遞給三維場景窗口展示。