存储介质、三维地铁隧道建模方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了存储介质、三维地铁隧道建模方法、装置和设备，其中所述方法包括：对隧道设计数据进行数据简化和分类；将隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建地铁隧道的断面二维模型；将地铁线路坐标映射为三维笛卡尔坐标系中引导线的坐标值；以断面二维模型的隧道断面坐标值为轮廓线，以引导线为放样轨迹，根据断面二维模型生成隧道外壳三维模型；分别构建各内部设施的内部设施三维模型，并分别建立包括各内部设施三维模型的位置和姿态的三维模型布放方程；根据三维模型布放方程在隧道外壳三维模型布放各内部设施三维模型。本发明专利技术无需单独调整各个内部设施的位置和姿态，可以有效的提高建模的效率和效果。率和效果。率和效果。

【技术实现步骤摘要】
存储介质、三维地铁隧道建模方法、装置和设备


[0001]本专利技术涉及图形处理领域，特别涉及存储介质、三维地铁隧道建模方法、装置和设备。

技术介绍

[0002]地下隧道及内部设备包括隧道外壁、内壁、管架、管道、城轨轨道、枕木、照明灯等。
[0003]在城市轨道交通运营管理中，三维场景应用越来越广泛，其中地下隧道及其内部设备设施占据很大应用场景。
[0004]传统的地铁隧道三维展示，一般会采用三维建模软件手工构建的方式，将地铁隧道、隧道内设备和设施等各种内部部件分开构建，然后导入三维场景，然后再对其位置、姿态进行精细调整。
[0005]专利技术人经过研究发现，现有技术中的维地铁隧道构建方式中，至少存在以下缺陷：
[0006]工作量巨大、耗时耗力；另外隧道走向一般有精确地理坐标，长度达几十公里，通过手工三维建模、摆放等过程，一般很难保证数据精度。
[0007]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提高三维地铁隧道模型的构建效率和精度。
[0009]本专利技术提供了一种三维地铁隧道建模方法，包括步骤：
[0010]S11、对隧道设计数据进行数据简化和分类，包括：从隧道设计数据中获取至少包括有地铁隧道内外壁线数据、内部管道断面线数据、城轨基台数据和轨道断面线数据的隧道断面设计数据，以及，至少包括有管架数据、枕木数据、照明灯数据和顶部电缆数据的内部设施数据；
[0011]S12、将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建所述地铁隧道的断面二维模型；
[0012]S13、以所述平面笛卡尔坐标系为基础生成三维笛卡尔坐标系，将地铁线路坐标映射为所述三维笛卡尔坐标系中引导线的坐标值；
[0013]S14、以所述断面二维模型的所述隧道断面坐标值为轮廓线，以所述引导线为放样轨迹，根据所述断面二维模型生成隧道外壳三维模型；
[0014]S15、根据所述内部设施数据分别构建各内部设施的内部设施三维模型，并分别建立包括各所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置和姿态的三维模型布放方程；
[0015]S16、根据所述三维模型布放方程在所述隧道外壳三维模型布放各所述内部设施三维模型。
[0016]在本专利技术中，所述将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断
面坐标值以构建所述地铁隧道的断面二维模型，包括：
[0017]以隧道中心为原点将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建所述地铁隧道的断面二维模型。
[0018]在本专利技术中，所述断面二维模型包括：
[0019]左上部分、左下部分、右上部分、右下部分、隧道内管线、城轨基台数据和城轨轨道。
[0020]在本专利技术中，所述根据所述断面二维模型生成隧道外壳三维模型，包括：
[0021]根据所述断面二维模型构建三维地铁隧道模型的三角网并贴图，以生成隧道外壳三维模型；
[0022]在本专利技术中，所述分别建立包括各所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置和姿态的三维模型布放方程，包括：
[0023]设所述内部设施三维模型在所述断面二维模型中的位置为P(x,y)，以所述放样轨迹在所述三维笛卡尔坐标系中的三维空间中为折线段，所述断面二维模型始终与所述折线段为垂直关系，且所述断面二维模型的原点在所述折线段上；
[0024]基于所述放样轨迹的三维坐标值和所述内部设施三维模型的间隔摆放规则，首先计算出当前内部设施三维模型在第n段折线段上；
[0025]基于第n段折线段的前后端点坐标，计算第n段折线段走向的三维空间向量V1；根据所述内部设施三维模型在所述断面二维模型中的位置P(x,y)，计算所述内部设施三维模型投影到折线段的向量V2，投影点位置P
交
(x
’
,y
’
,z
’
)；
[0026]计算所述内部设施三维模型的位置，包括：根据V1、V2、P
交
(x
’
,y
’
,z
’
)，可计算出所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置P
m
(x
m
,y
m
,z
m
)；
[0027]计算所述内部设施三维模型的姿态，包括：根据V1、V2，可计算出模型在所述三维笛卡尔坐标系中的姿态Pose
m
(h
m
,p
m
,r
m
)。
[0028]在本专利技术中，所述贴图包括：
[0029]制作漫反射贴图、凹凸贴图和法线贴图中的一种及其任意组合。
[0030]在本专利技术的另一面，还提供了一种三维地铁隧道建模装置，包括：
[0031]数据优化单元，用于对隧道设计数据进行数据简化和分类，包括：从隧道设计数据中获取至少包括有地铁隧道内外壁线数据、内部管道断面线数据、城轨基台数据和轨道断面线数据的隧道断面设计数据，以及，至少包括有管架数据、枕木数据、照明灯数据和顶部电缆数据的内部设施数据；
[0032]断面模型生成单元，用于以隧道中心为原点将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建所述地铁隧道的断面二维模型；
[0033]引导线确定单元，用于以所述平面笛卡尔坐标系为基础生成三维笛卡尔坐标系，将地铁线路坐标映射为所述三维笛卡尔坐标系中引导线的坐标值；
[0034]隧道骨架模型生成单元，用于以所述断面二维模型的所述隧道断面坐标值为轮廓线，以所述引导线为放样轨迹，根据所述断面二维模型生成隧道外壳三维模型；
[0035]布放方程生成单元，用于根据所述内部设施数据分别构建各内部设施的内部设施三维模型，并分别建立包括各所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置和姿态的三维模型布放方程；
[0036]布放单元，用于根据所述三维模型布放方程在所述隧道外壳三维模型布放各所述内部设施三维模型。
[0037]在本专利技术中，所述根据所述断面二维模型生成隧道外壳三维模型，包括：
[0038]根据所述断面二维模型构建三维地铁隧道模型的三角网并贴图，以生成隧道外壳三维模型；
[0039]在本专利技术中，所述布放方程生成单元，包括：
[0040]坐标系设定模块，用于设所述内部设施三维模型在所述断面二维模型中的位置为P(x,y)，以所述放样轨迹在所述三维笛卡尔坐标系中的三维空间中为折线段，所述断面二维模型始终与所述折线段为垂直关系，且所述断面二维模型的原点在所述折线段上；
[0041]折线段确定模块，用于基于所述放样轨迹的三维坐标值和所述内部设施三维模型的间隔摆放规则，首先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维地铁隧道建模方法，其特征在于，包括步骤：S11、对隧道设计数据进行数据简化和分类，包括：从隧道设计数据中获取至少包括有地铁隧道内外壁线数据、内部管道断面线数据、城轨基台数据和轨道断面线数据的隧道断面设计数据，以及，至少包括有管架数据、枕木数据、照明灯数据和顶部电缆数据的内部设施数据；S12、将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建地铁隧道的断面二维模型；S13、以所述平面笛卡尔坐标系为基础生成三维笛卡尔坐标系，将地铁线路坐标映射为所述三维笛卡尔坐标系中引导线的坐标值；S14、以所述断面二维模型的所述隧道断面坐标值为轮廓线，以所述引导线为放样轨迹，根据所述断面二维模型生成隧道外壳三维模型；S15、根据所述内部设施数据分别构建各内部设施的内部设施三维模型，并分别建立包括各所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置和姿态的三维模型布放方程；S16、根据所述三维模型布放方程在所述隧道外壳三维模型布放各所述内部设施三维模型。2.根据权利要求1所述的三维地铁隧道建模方法，其特征在于，所述将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建所述地铁隧道的断面二维模型，包括：以隧道中心为原点将所述隧道断面设计数据映射为平面笛卡尔坐标系中的隧道断面坐标值以构建所述地铁隧道的断面二维模型。3.根据权利要求1所述的三维地铁隧道建模方法，其特征在于，所述断面二维模型包括：左上部分、左下部分、右上部分、右下部分、隧道内管线、城轨基台数据和城轨轨道。4.根据权利要求1至3中任一所述的三维地铁隧道建模方法，其特征在于，所述根据所述断面二维模型生成隧道外壳三维模型，包括：根据所述断面二维模型构建三维地铁隧道模型的三角网并贴图，以生成隧道外壳三维模型。5.根据权利要求3所述的三维地铁隧道建模方法，其特征在于，所述分别建立包括各所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置和姿态的三维模型布放方程，包括：设所述内部设施三维模型在所述断面二维模型中的位置为P(x,y)，以所述放样轨迹在所述三维笛卡尔坐标系中的三维空间中为折线段，所述断面二维模型始终与所述折线段为垂直关系，且所述断面二维模型的原点在所述折线段上；基于所述放样轨迹的三维坐标值和所述内部设施三维模型的间隔摆放规则，首先计算出当前内部设施三维模型在第n段折线段上；基于第n段折线段的前后端点坐标，计算第n段折线段走向的三维空间向量V1；根据所述内部设施三维模型在所述断面二维模型中的位置P(x,y)，计算所述内部设施三维模型投影到折线段的向量V2，投影点位置P
交
(x
’
,y
’
,z
’
)；
计算所述内部设施三维模型的位置，包括：根据V1、V2、P
交
(x
’
,y
’
,z
’
)，可计算出所述内部设施三维模型在所述三维笛卡尔坐标系中的位置P
m
(x
m
,y
m
,z
m
)；计算所述内部设施三维模型的姿态，包括：根据V1、V2，可计算出模型在所述三维笛卡尔坐标系中的姿态Pose
m
(h
m
,p
m
,r
m
)。6.一种三维地铁隧道...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉明，张峰，于兴国，
申请(专利权)人：北京睿呈时代信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：