[發(fā)明專利]面向可視化仿真的霧的動態(tài)仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811119022.4
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109255842B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉虎;陳正源;韓楊楠冰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06T17/05
• 代理公司: 北京航智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11668
• 代理人: 陳磊;程連貞

1.一種面向可視化仿真的霧的動態(tài)仿真方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：獲取基礎(chǔ)建模數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)建模數(shù)據(jù)包括地形模型以及所述地形模型所模擬的地區(qū)的地形數(shù)據(jù)，所述地形數(shù)據(jù)包括所述地形模型所模擬的地區(qū)的海平面高度下的溫度t₀、空氣密度ρ₀、絕對濕度和氣壓P₀；

S2：將所述地形模型的地面以上500米范圍內(nèi)的區(qū)域三維劃分為n個區(qū)域單元塊，n為500-2500；

在步驟S2中，以上疏下密的單元格劃分方式，將所述地形模型的地面以上500米范圍以內(nèi)的區(qū)域三維劃分為密集模擬區(qū)域和非密集模擬區(qū)域，密集模擬區(qū)域為離地面10-100m以內(nèi)的高度區(qū)域，非密集模擬區(qū)域為密集模擬區(qū)域以上500米范圍以內(nèi)的高度區(qū)域；

S3：根據(jù)步驟S1中獲取的基礎(chǔ)建模數(shù)據(jù)，計算各單元塊的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，包括：各單元塊的空間的溫度t、空氣密度ρ、絕對濕度和氣壓P；

S4：在各單元塊內(nèi)放置產(chǎn)生粒子貼圖的粒子發(fā)生器和控制粒子貼圖釋放效果的數(shù)據(jù)接收反饋器；

步驟S4中，在每個單元塊的空間的正中間布置一個粒子發(fā)生器，在粒子發(fā)生器中準(zhǔn)備一個霧粒子的貼圖，在每個單元塊的空間中布置一個數(shù)據(jù)接收反饋器，粒子發(fā)生器和數(shù)據(jù)接收反饋器由Unity引擎中的粒子系統(tǒng)實現(xiàn)，粒子發(fā)生器為粒子系統(tǒng)產(chǎn)生粒子貼圖的模塊，數(shù)據(jù)接收反饋器為控制Unity引擎中粒子貼圖釋放效果的相關(guān)參數(shù)的C#腳本代碼，數(shù)據(jù)接受反饋器由腳本代碼控制粒子系統(tǒng)的參數(shù)面板達(dá)到控制粒子釋放效果的目的，控制粒子釋放效果包括：控制粒子的釋放與否、粒子釋放的速率，檢測相鄰、相近的單元塊的空間的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)變化，存儲著本單元塊的空間的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)并可修改本單元塊的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)；

S5：設(shè)置各單元塊的風(fēng)向和風(fēng)速的初始值，之后變更某一單元塊的風(fēng)向和風(fēng)速的值，利用相鄰、相近的單元塊的數(shù)據(jù)接收反饋器依次改變相鄰、相近的單元塊的風(fēng)向和風(fēng)速的值，達(dá)到控制霧生消的目的；

步驟S5中，設(shè)置各單元塊的風(fēng)向和風(fēng)速的初始值；通過數(shù)據(jù)接收反饋器修改單元塊A的空間的風(fēng)向和風(fēng)速，使單元塊A的空間的風(fēng)向和風(fēng)速滿足生消霧的要求；修改完畢后，數(shù)據(jù)接收反饋器關(guān)閉1s-3s；單元塊A的相鄰、相近的單元塊的空間的數(shù)據(jù)接收反饋器檢測到單元塊A的空間的風(fēng)向和風(fēng)速發(fā)生改變，腳本將自身的風(fēng)向和風(fēng)速進(jìn)行修改；以此類推，隨著參數(shù)的修改，各單元塊的空間的數(shù)據(jù)接收反饋器儲存的狀態(tài)參數(shù)已經(jīng)滿足生消霧的條件，隨即控制粒子發(fā)生器釋放霧粒子的貼圖；

霧消散的過程同理：在生成霧的過程中，若調(diào)整單元塊A的風(fēng)速、風(fēng)向參數(shù)，使其不滿足霧生成的條件，則重復(fù)上述過程，各單元塊粒子發(fā)生器依次停止釋放霧粒子，達(dá)到霧消散過程模擬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中具體為：通過以下公式，計算出在不同高度下的單元塊的空間的溫度t、空氣密度ρ、和氣壓P,并根據(jù)地形調(diào)整各單元塊的空間的濕度，

溫度計算公式：

t＝t₀-(6×H)，

氣壓計算公式：

空氣密度計算公式：

T＝t+273.15

其中，H為單元塊距離海平面的高度，

根據(jù)地形調(diào)整單元塊的空間的濕度，具體為：

人為設(shè)定步驟S1中海平面高度的絕對濕度，結(jié)合絕對濕度與高度變化的對應(yīng)表，插值獲取各個高度下的單元塊的空間的絕對濕度。