[發明專利]一種甘蔗種植3D交互虛擬教學實訓系統及其建模方法

有效

• 申請號: 201410103123.8
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103914591B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 吳升;郭新宇;雷艷;王虓;王殿亮
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T13/20;G06Q50/02;G06Q50/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李迪

1.一種甘蔗種植3D交互虛擬教學實訓系統的建模方法，其特征在于，該方法包括：

根據甘蔗種植技術，對甘蔗種植過程所需要的模型庫進行三維建模；

根據甘蔗種植技術，建立甘蔗種植知識關聯庫；

根據甘蔗種植規程，結合二三維動畫及場景渲染技術，建立甘蔗種植3D互動可視系統；

根據甘蔗的種植生長技術規程設定，按時序仿真甘蔗的種植生長過程；

根據不當的操作方式提供報警功能，并提供關于正確操作的視頻和文字內容。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述甘蔗種植過程所需要的模型庫包括：甘蔗模型庫、農機模型庫、肥料模型庫、病害模型庫、藥劑模型庫和甘蔗種植地塊模型庫。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述甘蔗種植知識關聯庫，包括施肥配置約束模型庫、整地開壟約束數據庫、下種方式約束數據庫、病害防治約束數據庫、生長發育與氣候條件約束數據庫和種莖處理約束數據庫。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立甘蔗種植3D互動可視系統，具體包括：

S1：基于動畫技術，建立土壤選擇模塊，具體包括：

S11：對甘蔗適宜生長的不同土壤模型進行建模，包括黃壤土、沖積土、水稻土和紫色土；

S12：對土壤模型的表面、切面部分進行紋理賦值；

S13：利用動畫旋轉土壤模塊；

S2：基于采樣點動態擾動的Nurbs曲面，對犁地進行建模，具體包括：

S21：通過三維數字化儀對剛犁完的局部地塊進行三維數據獲取，轉化為用于Nurbs曲面生成的控制點；

S22：根據Nurbs曲面控制點動態擾動因子，對Nurbs曲面進行重構，形成翻地地形網格；

S23：根據曲面計算UV，對翻地地塊模型賦值翻地貼圖紋理；

S3：基于橢球曲面的可調節參數模擬甘蔗開壟，具體包括：

S31：鎖定橢球面Y軸方向，調節X軸、Z軸球面半徑，形成壟切面坡度；

S32：設置橢球球心位置，調節壟深；

S33：根據調節好的橢球模型，沿Y軸對地形繼續開壟網格處理，同時改變壟溝紋理；

S4：基于粒子系統，建立田間施肥模塊，具體包括：

S41：根據甘蔗生長的時間段設置施肥自動提醒；

S42：基于甘蔗施肥配置約束模型庫，提供施肥肥料及施肥量的交互配置；

S43：基于粒子系統，對田間施肥進行仿真模擬；

S5：基于粒子系統，建立病蟲害防治模塊，具體包括：

S51：為各生長時期病害的發生設置隨機函數，隨機函數給出發病幾率和發病類型，并設置病害發生的自動提醒；

S52：基于甘蔗病害防治約束數據庫，為甘蔗植株葉片動態置換病蟲害葉片紋理；

S53：基于甘蔗病害防治約束數據庫，提供病害防治藥品選擇及配置；

S54：基于粒子系統，對田間施藥進行仿真模擬；

S6：基于動畫技術，對甘蔗砍收進行模擬；

S7：基于二三維交互技術，建立種莖處理模塊，具體包括：

S71：仿真剝葉鞘的效果；

S72：仿真甘蔗砍種的過程；

S73：仿真甘蔗種莖消毒過程；

S74：仿真甘蔗種莖催芽過程。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述按時序模擬甘蔗的種植生長過程，具體包括：

依據甘蔗種植生長技術規程，建立甘蔗生長時間表；

設定甘蔗時間種植生長時序與模擬生長時序之間的比例關系；

建立動態日歷以及甘蔗種植生長觸發器。