[發(fā)明專利]一種基于VRML模型的涵洞可視化設(shè)計(jì)施工的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310022036.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN103049624A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國;聶復(fù)生;許景春;徐世田;張伯根;朱海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路、鐵路涵洞設(shè)計(jì)與施工，尤其是涉及一種基于VRML模型的涵洞可視化設(shè)計(jì)施工的控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有涵洞設(shè)計(jì)方法主要以二維設(shè)計(jì)為主，由于二維設(shè)計(jì)在路基剖面上進(jìn)行，在彎道、大縱坡、斜涵等情況下容易產(chǎn)生誤差，并且無法考慮三維地形的影響，導(dǎo)致設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生不一致。此外，二維設(shè)計(jì)還存在直觀性差、缺乏空間概念等問題，因此，完全采用二維設(shè)計(jì)涵洞的技術(shù)已經(jīng)淘汰。

現(xiàn)有的三維設(shè)計(jì)方法在AUTOCAD系統(tǒng)中完成，其三維可視化功能比較弱，沒有VRML模型的貼圖技術(shù)、動(dòng)畫技術(shù)、交互技術(shù)，而是以效果圖渲染方式實(shí)現(xiàn)，效率較低；這種三維設(shè)計(jì)方法非實(shí)時(shí)化，不能把涵洞設(shè)計(jì)和施工緊密結(jié)合，導(dǎo)致設(shè)計(jì)和施工是相對(duì)獨(dú)立的，無法實(shí)時(shí)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，也無法完成涵洞施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種把涵洞設(shè)計(jì)和施工模擬緊密結(jié)合，將涵洞二維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)和VRML三維實(shí)體建模技術(shù)充分運(yùn)用到涵洞設(shè)計(jì)和施工控制當(dāng)中，采用VRML建立的三維實(shí)體模型來進(jìn)行涵洞設(shè)計(jì)并模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的方法。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。

這種方法的特點(diǎn)是：包括以下步驟：

1)建立涵洞經(jīng)過地段公路VRML三維路面、邊坡、地面實(shí)體模型；

2)確定涵洞類型及洞口形式，完成二維設(shè)計(jì)；

3)根據(jù)二維設(shè)計(jì)結(jié)果建立涵洞VRML三維實(shí)體模型；

4)涵洞三維實(shí)體模型鑲嵌；

5)涵洞施工現(xiàn)場(chǎng)三維模擬；

6)采用VRML模型控制涵洞施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)定位；

7)利用正向投影法、體積丈量法輸出設(shè)計(jì)成果；

完成步驟6)后，如果涵洞參數(shù)發(fā)生變化，則回到步驟2)重復(fù)進(jìn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖并結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

一種用于某段高速公路的基于VRML模型的涵洞可視化設(shè)計(jì)與施工控制方法，包括以下步驟：

步驟1)建立涵洞經(jīng)過地段公路VRML三維路面、邊坡、地面實(shí)體模型；

步驟1-1)獲取涵洞經(jīng)過地段公路路線測(cè)量數(shù)據(jù)：路線平面逐樁坐標(biāo)數(shù)據(jù)、路線兩側(cè)地面線數(shù)據(jù)；

所述涵洞是公路或鐵路與溝渠相交的地方使水從路下流過的通道，作用與橋相同，但一般孔徑較小，形狀有管形、箱形及拱形等。此外，涵洞還是一種洞穴式水利設(shè)施，有閘門以調(diào)節(jié)水量。

步驟1-2)獲取涵洞經(jīng)過地段設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，包括：路線路基設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、路線邊坡數(shù)據(jù)、坡腳線數(shù)據(jù)；由于設(shè)計(jì)考慮批量化設(shè)計(jì)，在同一條公路路線上，可以考慮一次性獲取多個(gè)涵洞經(jīng)過地段的公路路線測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

所述路基是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的作為路面基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)造物，是鐵路和公路的基礎(chǔ)；

步驟1-3)根據(jù)路線平面逐樁坐標(biāo)數(shù)據(jù)和路線路基設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)建立公路路面VRML三維模型，首先計(jì)算出每個(gè)樁號(hào)對(duì)應(yīng)的路面邊緣點(diǎn)空間三維坐標(biāo)，VRML的translation節(jié)點(diǎn)定義路面物體的全局坐標(biāo)偏移值，然后采用VRML的不規(guī)則面造型節(jié)點(diǎn)IndexedFaceSet節(jié)點(diǎn)構(gòu)建路面三角網(wǎng)模型。

所述VRML(Virtual?Real?ity?Modeling?Language)即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言。是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語言，也具有平臺(tái)無關(guān)性。是目前Internet上基于WWW的三維互動(dòng)網(wǎng)站制作的主流語言。VRML是虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言(Virtual?Real?ity?Model?ing?Language)的簡稱，本質(zhì)上是一種面向web，面向?qū)ο蟮娜S造型語言，而且它是一種解釋性語言。VRML的對(duì)象稱為結(jié)點(diǎn)，子結(jié)點(diǎn)的集合可以構(gòu)成復(fù)雜的景物。結(jié)點(diǎn)可以通過實(shí)例得到復(fù)用，對(duì)它們賦以名字，進(jìn)行定義后，即可建立動(dòng)態(tài)的VR(虛擬世界)。

步驟1-4)給路面模型賦予材質(zhì)貼圖，利用TextureCoordinate節(jié)點(diǎn)中的紋理坐標(biāo)來指定紋理映射，建立真實(shí)感的路面三維模型。

步驟1-5)在路面物體上空采用PointLight節(jié)點(diǎn)建立點(diǎn)光源，利用diffuseColor、ambientIntensity、specularColor、shininess、t?ransparency、emissiveColor來定義路面物體的光照反射系數(shù)，讓整個(gè)場(chǎng)景具備光照效果。