[發(fā)明專利]一種基于L系統(tǒng)的建筑物裂縫生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410270087.4
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104021583B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李妮;王超一;張鑫;丁瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種基于Ｌ系統(tǒng)的建筑物裂縫生成方法，其特征在于，具體實現(xiàn)步驟如下：

步驟一：分析建筑物裂縫形態(tài)特征并確定Ｌ系統(tǒng)字符集；

步驟二：根據(jù)建筑物裂縫形態(tài)特征確定基本的小圖元，根據(jù)建筑物裂縫實物圖片提取大圖元，利用Ｌ系統(tǒng)字符集描述小圖元和大圖元的推演法則；所述的小圖元的推演法則的字符集合長度小于等于30，大圖元的推演法則的字符集合長度在30以上；

步驟三：生成裂縫，具體是：確定裂縫隨機生成過程中的約束條件；根據(jù)約束條件，將小圖元進(jìn)行1-4次迭代，從大圖元中隨機選取圖元與迭代后的小圖元進(jìn)行組合形成裂縫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于L系統(tǒng)的建筑物裂縫生成方法，其特征在于，步驟一中所述L系統(tǒng)字符集為V＝{F(d)，J(d)，+(δ)，-(δ)，$(δ)，％(δ)，[，]}；其中，F(xiàn)(d)為前進(jìn)字符，表示根據(jù)當(dāng)前坐標(biāo)(x，y)、方向參數(shù)α以及步長d得出下一點的坐標(biāo)(x+dcosα，y+dsinα，α)；J(d)為跳躍字符，表示向當(dāng)前方向的側(cè)向前進(jìn)一定長度但并不畫線，不改變方向參數(shù)α，坐標(biāo)變化為(x+rand(d)cosα，y+rand(d)sinα，α)，rand(d)是在[-0.5d，+0.5d]區(qū)間范圍內(nèi)的步長隨機量；+(δ)為轉(zhuǎn)向字符，使方向參數(shù)逆時針旋轉(zhuǎn)δ度，坐標(biāo)變化為(x，y，α+δ)；-(δ)為轉(zhuǎn)向字符，使方向參數(shù)順時針旋轉(zhuǎn)δ度，坐標(biāo)變化為(x，y，α-δ)；$(δ)為轉(zhuǎn)向字符，使方向參數(shù)逆時針旋轉(zhuǎn)0.5*δ+rand(angle)度，坐標(biāo)變化為(x，y，α+(0.5*δ+rand(angle)))，rand(angle)是在[-0.1*δ，+0.1*δ]區(qū)間范圍內(nèi)的角度隨機量；％(δ)為轉(zhuǎn)向字符，使方向參數(shù)順時針旋轉(zhuǎn)0.5*δ+rand(angle)度，坐標(biāo)變化為(x，y，α-(0.5*δ+rand(angle)))；[為分支起始字符，表示一個新的分支的開始；]為分支結(jié)束字符，表示當(dāng)前分支的結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于L系統(tǒng)的建筑物裂縫生成方法，其特征在于，步驟二中所述的基本的小圖元，包括如下9個，小圖元的推演法則、形狀、末端角以及段數(shù)分別如下，其中推演法則中的字符進(jìn)行了簡寫，將F(d)簡寫為F，將J(d)簡寫為J，將+(δ)簡寫為+，將-(δ)簡寫為-，將$(δ)簡寫為$，將％(δ)簡寫為％；

(1)推演法則為：+FF--％F++$F-F，直線裂縫，最后方向歸0，共6段；

(2)推演法則為：-F-F+++F+F-F-，右尖角轉(zhuǎn)折，最后方向歸0，共5段；

(3)推演法則為：+F+F----F+F+，左尖角轉(zhuǎn)折，最后方向歸0，共4段；

(4)推演法則為：-F％％F$$F+$$F$$F-F，右圓滑轉(zhuǎn)折，最后方向+15左右，共6段；

(5)推演法則為：+$F+F-％％F％％％F％％F$$F，左圓滑轉(zhuǎn)折，最后方向-15左右，共6段；

(6)推演法則為：++F---F-FF++++FF--，直線尖角左右彎折，最后方向歸0，共6段；

(7)推演法則為：F+F％％FJF$$F-F，跟蹤直線，最后方向歸0，共6段；

(8)推演法則為：+F--F[-F+F-F]++F，分叉延左支繼續(xù)，最后方向+30，共6段；

(9)推演法則為：％％F$$$F[++F％％F$F]％％F，分叉延右支繼續(xù)，最后方向-30，共6段。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于L系統(tǒng)的建筑物裂縫生成方法，其特征在于，步驟二中所述的大圖元，有4個，其形狀和末端角說明如下：

(一)直線裂縫，最后方向歸0；

(二)帶跳躍直線裂縫，最終角度歸0；

(三)分叉裂縫，包括從左支繼續(xù)和從右支繼續(xù)，最終角度為+/-30左右；

(四)轉(zhuǎn)彎裂縫，包括左急轉(zhuǎn)，右急轉(zhuǎn)和左右連續(xù)轉(zhuǎn)彎，最終角度歸0。

5.根據(jù)權(quán)利要求2～4任一所述的一種基于L系統(tǒng)的建筑物裂縫生成方法，其特征在于，步驟三中所述的約束條件包括如下：

1、約束推演法則為F+F％％FJF$$F-F的小圖元及帶跳躍直線裂縫的大圖元，至多出現(xiàn)1次，并且不參與迭代過程；

2、當(dāng)方向參數(shù)α>150時，更新α的值為α-90；當(dāng)α<-150時，更新α的值為α+90；

3、對于分叉延左支繼續(xù)與分叉延右支繼續(xù)的小圖元，在另一分叉隨機添加n個大圖元，n＝depth-1，其中depth為迭代次數(shù)，0≤depth≤4；

4、插入大圖元的總數(shù)N＝depth，插入位置為kS/N，其中S為字符串總長度，k＝1,…,S。