[發明專利]一種基于虛擬現實的高邊坡三維有限元模型的建模方法

在審

• 申請號: 201810085822.2
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108305324A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 吳進良;吳瑞騏;李修君;沈港
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明屬于建模技術領域，公開了一種基于虛擬現實的高邊坡三維有限元模型的建模方法，所述基于虛擬現實的高邊坡三維有限元模型的建模系統包括：三維掃描模塊、提取篩選模塊、數據處理模塊、構建模塊、繪制模塊、生成模塊、數據庫模塊、虛擬現實呈現模塊。本發明通過三維掃描模塊可以直接獲取實景的三維數據點，大大提高三維建模的效率，減少了處理數據量，更加快速的建成需求模型；同時通過虛擬現實呈現模塊可以將建立模型虛擬化，并穿戴虛擬眼睛設備呈現高邊坡三維虛擬場景，即可身臨其境體驗建模的效果。

技術領域

本發明屬于建模技術領域，尤其涉及一種基于虛擬現實的高邊坡三維有限元模型的建模方法。

背景技術

有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。利用簡單而又相互作用的元素(即單元)，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的)近似解，然后推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件)，從而得到問題的解。然而，現有的建模先采集二維平面圖數據，然后進行三維化，工作效率，處理數據量大；同時不能身臨其境體會模型效果，體驗性不佳。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的建模先采集二維平面圖數據，然后進行三維化，工作效率，處理數據量大；同時不能身臨其境體會模型效果，體驗性不佳。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于虛擬現實的高邊坡三維有限元模型的建模方法。

本發明是這樣實現的，一種基于虛擬現實的高邊坡三維有限元模型的建模系統包括：

三維掃描模塊，與提取篩選模塊連接，用于通過三維激光掃描儀獲取高邊坡三維數據點；

提取篩選模塊，與三維掃描模塊、數據處理模塊連接，用于對三維掃描模塊采集的三維數據點進行提取篩選出高精數據；

數據處理模塊，與三維掃描模塊、提取篩選模塊、構建模塊、繪制模塊、生成模塊、數據庫模塊、虛擬現實呈現模塊連接，用于對三維掃描模塊采集的數據進行處理分析，并調度各個模塊進行正常工作；

所述數據處理模塊的無線網絡傳感器網絡覆蓋的分布式方法包括：

將任務指定完成時間設為預設網絡壽命，并將設為常值的預設網絡壽命L按輪來劃分為輪，每一輪時間為l，在每一輪中通過篩選最大額外有效覆蓋時間大于零的節點進行工作，其他冗余節點關閉探測功能進入睡眠；

在每一輪挑出合適的工作節點后，通過比較工作節點與鄰居工作節點之間的最大額外有效覆蓋時間和剩余能量來選擇最優的工作時間方案，從而使得每一輪中總的有效覆蓋時間最大，工作節點s_i額外有效覆蓋時間為:其中R(i)表示節點s_i覆蓋的點位置集合，w(j)表示點位置p_j的重要性系數，即p_j的權值，表示點位置p_j被節點s_i覆蓋的額外時間，此外在每一輪中都設置了工作節點的剩余能量安全閾值，若工作節點的剩余能量低于該安全閾值時，則該節點將被強制關閉它的探測功能，只維持部分的通訊功能；

所述分布式方法包括以下步驟：

對于每一輪中的節點，首先分別計算s_i最大額外有效覆蓋時間和工作優先度，即：