[發(fā)明專利]一種基于局地天空模型的建筑室內(nèi)眩光沉浸式仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811307655.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN109283855B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫澄;韓昀松;齊軒寧;楊陽;董琪;黃欣鵬;賈永恒;黃茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 孫莉莉

1.一種基于局地天空模型的建筑室內(nèi)眩光沉浸式仿真方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、應(yīng)用全天空亮度掃描儀和全天空成像儀，采集擬仿真建筑局地天空的輻照度、天空亮度和云量分布光環(huán)境氣候數(shù)據(jù)；

步驟2、綜合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)建模和建筑信息建模技術(shù)，基于實(shí)測(cè)采集的局地光環(huán)境氣候數(shù)據(jù)，建立局地天空模型；

步驟3、應(yīng)用建筑信息建模技術(shù)，集成擬仿真建筑的空間形態(tài)和界面材質(zhì)信息，通過參數(shù)化編程，建立上述信息之間的參數(shù)化關(guān)聯(lián)，建立擬仿真建筑空間信息模型；

步驟4、應(yīng)用建筑性能模擬技術(shù)讀取局地天空模型和擬仿真建筑空間信息模型數(shù)據(jù)，計(jì)算擬仿真建筑空間光環(huán)境數(shù)據(jù)；

步驟5、應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)建模平臺(tái)中整合局地天空數(shù)據(jù)、仿真建筑空間信息和擬仿真建筑空間光環(huán)境數(shù)據(jù)，建立擬仿真建筑空間光環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)模型；

步驟6、應(yīng)用參數(shù)化編程技術(shù)，建立頭戴式顯示器、控制手柄、定位器與擬仿真建筑空間光環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)模型之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)基于局地天空模型的建筑室內(nèi)眩光沉浸式仿真。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真方法，其特征在于：所述步驟1具體為：根據(jù)建筑室內(nèi)眩光舒適性能仿真目的、擬仿真建筑地理位置和空間周邊環(huán)境特征；應(yīng)用全天空亮度掃描儀，每隔4分鐘采集一組擬仿真建筑所處區(qū)域的局地輻照度和天空亮度數(shù)據(jù)；利用全天空成像儀，通過儀器上方的相機(jī)垂直向下拍攝帶有加熱裝置的半球鏡面，每隔5秒采集一組全天空可見光的波段圖像和擬仿真建筑周邊的日間全天空云量圖像數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真方法，其特征在于：所述步驟2具體為：基于采集到的局地天空亮度和輻照度數(shù)據(jù)，應(yīng)用建筑信息建模技術(shù)建立局地天空模型的天穹網(wǎng)格，并將采集到的局地天空亮度和輻照度數(shù)據(jù)對(duì)位輸入至天穹網(wǎng)格中；應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)，將采集的全天空可見光波段圖和全天空云量圖數(shù)據(jù)對(duì)位融合于天穹網(wǎng)格，完成局地天空模型建構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿真方法，其特征在于：所述步驟3具體為：應(yīng)用建筑信息建模技術(shù)，建立擬仿真建筑空間形態(tài)模型，進(jìn)而對(duì)空間中各界面進(jìn)行材料與構(gòu)造建模，建立擬仿真建筑空間信息模型，并應(yīng)用參數(shù)化編程技術(shù)建立模型中門窗、墻體、屋面和樓板構(gòu)件的參數(shù)化關(guān)聯(lián)，建立各界面材質(zhì)參數(shù)與構(gòu)建幾何參數(shù)的關(guān)聯(lián)，完成擬仿真建筑空間信息模型建構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿真方法，其特征在于：所述步驟4具體為：應(yīng)用建筑性能模擬技術(shù)讀取局地天空模型中的天空亮度和輻照度數(shù)據(jù)，讀取擬仿真建筑空間信息模型中的擬仿真建筑空間形態(tài)與材質(zhì)數(shù)據(jù)，基于反向光線追蹤算法，計(jì)算擬仿真建筑空間工作面照度、全天然采光百分比、有效天然采光百分比、室內(nèi)眩光指數(shù)DGI和統(tǒng)一眩光指數(shù)UGR光環(huán)境數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿真方法，其特征在于：所述步驟5具體為：通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)端口，將局地天空數(shù)據(jù)、仿真建筑空間信息和擬仿真建筑空間光環(huán)境數(shù)據(jù)導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實(shí)建模平臺(tái)；應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)工具對(duì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息進(jìn)行三維空間匹配和光環(huán)境數(shù)據(jù)渲染，建立擬仿真建筑空間光環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真方法，其特征在于：所述步驟6具體為：通過參數(shù)化編程技術(shù)，建立頭戴式顯示器、控制手柄、定位器與擬仿真建筑空間光環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)模型之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；測(cè)試者通過使用頭戴式顯示器、操作具有手勢(shì)追蹤功能的控制手柄，以及借助激光和光敏傳感器的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，能夠真實(shí)的感受到擬仿真建筑室內(nèi)的環(huán)境狀況，從而實(shí)現(xiàn)基于局地天空模型的建筑室內(nèi)眩光沉浸式仿真。