[發(fā)明專利]一種圓管三通構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611095294.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106777604B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹勇;薛梅;陳良超;陳翰新;王國(guó)牛;向澤君;何興富;胡章杰;王俊勇;李鋒;李響;唐相楨;王陽(yáng)生;李劼;邱月;胡穎;張藝;藍(lán)圖;劉金榜;陳光;劉局科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市勘測(cè)院
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/17;G06F113/14
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙) 50211
• 代理人: 顧曉玲;王丹

本發(fā)明提出了一種圓管三通構(gòu)建方法，包括以下步驟:步驟一、設(shè)定三通的三個(gè)方向、三通中心點(diǎn)SC以及三通各自的截面中心點(diǎn)S1、S2和S3，計(jì)算圓管三通的中心軸SCO；步驟二、根據(jù)中心軸SCO和三通的三個(gè)方向，分別計(jì)算每個(gè)方向的用來(lái)擬合斷面圓的正多邊形頂點(diǎn)，即斷面特征點(diǎn)，以及特征點(diǎn)的法線；步驟三、計(jì)算三個(gè)管段的交點(diǎn)，即三通的銜接點(diǎn)，并計(jì)算銜接點(diǎn)的法線；步驟四、組裝，根據(jù)計(jì)算出的斷面特征點(diǎn)和銜接點(diǎn)，組裝成三通模型。通過(guò)本發(fā)明的應(yīng)用，能夠建立形象、直觀、合理的三通模型，實(shí)現(xiàn)圓管三通的快速、有效建模，提高了圓管三通的建模效率，可有力促進(jìn)三維技術(shù)在管線三維建模及管線信息管理中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地理信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及三維管線建模技術(shù)中的圓管三通構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

目前，相比于二維管線，三維管線更能直觀表達(dá)管線的空間位置管線，特別是豎向分布，因此三維管線建模技術(shù)得到了廣泛的研究，并開(kāi)展了三維管線應(yīng)用。

在管線的三維建模中，難點(diǎn)在于管線連通特征的建模。在管線的實(shí)際布設(shè)中，管線的銜接處通常使用標(biāo)準(zhǔn)的直通、三通等連通構(gòu)件，，其兩邊之間通常成90度角或180度角，為固定的標(biāo)準(zhǔn)值。但在實(shí)際管線測(cè)量中，由于精度的原因或者測(cè)量綜合取舍時(shí)，管線邊之間的角度通常不是標(biāo)準(zhǔn)值，有時(shí)離標(biāo)準(zhǔn)值的差值很大，因此給三維管線銜接建模帶來(lái)了困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種圓管三通構(gòu)建方法，利用本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)不同方向的圓管三通模型的自動(dòng)構(gòu)建。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種圓管三通構(gòu)建方法，包括以下步驟：

步驟一、設(shè)定圓管三通的三個(gè)方向、圓管三通中心點(diǎn)SC以及圓管三通各自的截面中心點(diǎn)S1、S2和S3，計(jì)算圓管三通的中心軸SCO；

步驟二、根據(jù)中心軸SCO和圓管三通的三個(gè)方向，分別計(jì)算每個(gè)方向的用來(lái)擬合斷面圓的正多邊形頂點(diǎn)，即管段SCS1、管段SCS2和管段SCS3的斷面特征點(diǎn)，以及特征點(diǎn)的法線；

步驟三、計(jì)算管段SCS1、管段SCS2和管段SCS3的交點(diǎn)，即三通的銜接點(diǎn)，并計(jì)算銜接點(diǎn)的法線；

步驟四、組裝，根據(jù)計(jì)算出的斷面特征點(diǎn)以及特征點(diǎn)的法線和銜接點(diǎn)以及銜接點(diǎn)的法線，組裝成三通模型。

該圓管三通構(gòu)建方法核心在于尋找三通管線的中心軸和中心點(diǎn)，利用中心軸求出管口斷面特征點(diǎn)坐標(biāo)后，基于射線求交得到各管段銜接處的交點(diǎn)坐標(biāo)，最后構(gòu)建管線三通。計(jì)算方法簡(jiǎn)單，通在較短的時(shí)間內(nèi)快速并準(zhǔn)確的對(duì)圓管三通進(jìn)行三維建模。

進(jìn)一步的，本方案還包括第五個(gè)步驟、根據(jù)步驟四中組裝得到的三通模型進(jìn)行圓管三通的生產(chǎn)。

進(jìn)一步的，所述步驟一包括以下幾個(gè)步驟：

根據(jù)點(diǎn)SC、點(diǎn)S1、點(diǎn)S2和點(diǎn)S3是否共面，分為兩種情況：

S1-1，當(dāng)點(diǎn)SC和點(diǎn)S1、點(diǎn)S2和點(diǎn)S3不共面時(shí)，取點(diǎn)S1(x1,y1,z1)、點(diǎn)S2(x2,y2,z2)和點(diǎn)S3(x3,y3,z3)與點(diǎn)SC距離相等，且該距離為SD，得到以下計(jì)算公式：

則求得方程一個(gè)解為SC，為已知坐標(biāo)，另一個(gè)解為中心軸上另一與點(diǎn)S1(x1,y1,z1)、點(diǎn)S2(x2,y2,z2)和點(diǎn)S3(x3,y3,z3)距離相同且為SD的點(diǎn)O，連接點(diǎn)SC與點(diǎn)O，則得到中心軸SCO；

S1-2，當(dāng)點(diǎn)SC和點(diǎn)S1、點(diǎn)S2和點(diǎn)S3共面時(shí)，取點(diǎn)SC和點(diǎn)S1、點(diǎn)S2和點(diǎn)S3四點(diǎn)所在平面的面法線方向上，距離為管段半徑的兩個(gè)點(diǎn)O1、O2為中心點(diǎn)，連接O1、O2構(gòu)成中心軸O1O2，此時(shí)，取點(diǎn)O，令其與點(diǎn)O1重合；因點(diǎn)SC與點(diǎn)O的連線SCO與點(diǎn)O1與點(diǎn)O2的連線O1O2均為圓管三通的中心軸，則點(diǎn)O1、點(diǎn)O2在中心軸SCO上。