[發(fā)明專利]一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011472123.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112530006A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹粕佳;韓宇韜;呂琪菲;張至怡;陳爽;劉意
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川航天神坤科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T15/00
• 代理公司: 成都市集智匯華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華;溫黎娟

1.一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：采集管道數(shù)據(jù)；

S2：基于所述管道數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模生成第一三維管道模型，并對(duì)所述第一三維管道模型進(jìn)行消隱處理，生成連接平滑的第二三維管道模型；

S3：對(duì)所述第二三維管道模型進(jìn)行色彩渲染處理，生成第三三維管道模型；

S4：將所述第三三維管道模型映射到二維屏幕，生成二維平面投影；

S5：將所述二維平面投影關(guān)聯(lián)到三維場(chǎng)景圖形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化方法，其特征在于，所述S2具體為：

S21：創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組和相應(yīng)的三維數(shù)組，將動(dòng)態(tài)數(shù)組的值與管道數(shù)據(jù)相連，建立第一三維管道模型；

S22：利用剪切變換，剪切所述第一三維管道模型銜接時(shí)多余的部分，生成連接平滑的第二三維管道模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化方法，其特征在于，所述剪切變換實(shí)現(xiàn)方法如下；

S221：創(chuàng)建剪切函數(shù)，所述剪切函數(shù)的輸入值為相連兩個(gè)第一三維管道模型，返回值為兩個(gè)管道相連的第二三維管道模型；

S222：創(chuàng)建剪切面函數(shù)，所述剪切面函數(shù)的輸入值為各個(gè)剪切點(diǎn)的坐標(biāo)和兩個(gè)剪切面的夾角，輸出值為剪切面的半徑值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化方法，其特征在于，所述S222具體為：

S2221：所述剪切點(diǎn)的坐標(biāo)和剪切面的夾角的計(jì)算方式如下：

管道兩條切線的交點(diǎn)記為i+1，記交點(diǎn)向一個(gè)切點(diǎn)A延伸線方向?yàn)閕，記交點(diǎn)向另一個(gè)切點(diǎn)B的延伸線方向?yàn)閕+2，i+1到i的單位向量為n1，i+1到i+2的單位向量為n2；由此可得i+1-i和向量i+1-i+2的夾角α；

α＝arccos(dx₁×dx₂+dy₁×dy₂+dz₁×dz₂)，其中：

dx₁＝x_i-x_i-1，dx₂＝x_i+2-x_i+1，dy₁＝y(tǒng)_i-y_i+1，dy₂＝y(tǒng)_i+2-y_i+1，將點(diǎn)A到B的距離都設(shè)為D，則點(diǎn)i+1到圓心0之間的距離d及相切圓的半徑r為：

進(jìn)而計(jì)算出O點(diǎn)、A點(diǎn)和B點(diǎn)的坐標(biāo)；

S2222：所述剪切面的夾角計(jì)算方式如下：

由上述剪切點(diǎn)O點(diǎn)、A點(diǎn)和B點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而得到兩個(gè)剪切面方程：

r_C＝r_a+λ(r_B-r_Z)＝((1-λ)x₁+λx₁)i+((1-λ)y₁+λy₁)j+((1-λ)z₁+λz₁)k，

其中其中|λ|為常數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化方法，其特征在于，所述相連接的兩個(gè)三維管道模型；

若相連接的兩個(gè)三維管道模型半徑相同，則利用循環(huán)遍歷的方法，將動(dòng)態(tài)數(shù)組中含有三維管道模型接口圓的點(diǎn)連接，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)和平移將兩個(gè)管道連接；

若兩條管道半徑大小不同，則通過(guò)旋轉(zhuǎn)和平移，在靠近半徑小的管道處插入一個(gè)圓臺(tái)，圓臺(tái)小半徑一端與小管道的半徑相同，圓臺(tái)另一端與大管道半徑相同且與大管道連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于面向?qū)ο缶幊痰牡叵鹿艿廊S可視化方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)和平移所需參數(shù)計(jì)算方式如下：

記三維管道模型分別為向量和兩個(gè)三維管道模型之間的夾角為θ，在三維環(huán)境中，表示為：根據(jù)向量余弦定理，兩向量夾角余弦的坐標(biāo)為：

記向量C為a與b的向量積，即則