基于计算机辅助设计的喷泉控制方法技术

本发明专利技术涉及计算机辅助设计技术领域，提出了基于计算机辅助设计的喷泉控制方法，包括：获取景区内游客位置信息、喷泉位置信息及喷泉相关参数；对喷泉位置信息及游客位置信息分别进行仿真模拟，获取喷泉图结构和游客图结构，并对游客图结构进行图聚类，获取若干游客类别；根据每个喷泉大于当前活动等级的所有活动等级开启人数及有效范围内的第一游客数量，获取每个喷泉的第一开启阈值；根据每个喷泉与每个游客类别的距离、相对方向差异以及每个游客类别的第二游客数量获取每个喷泉的模拟开启概率；比较模拟开启概率与第一开启阈值，对景区内每个喷泉进行控制。本发明专利技术旨在解决现有的景区喷泉开启未考虑本身作为景观对游客吸引性的问题。性的问题。性的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机辅助设计的喷泉控制方法


[0001]本专利技术涉及计算机辅助设计领域，具体涉及基于计算机辅助设计的喷泉控制方法。

技术介绍

[0002]计算机辅助设计是一种包括交互技术、图形变换技术、仿真模拟技术等的交叉技术学科，传统的计算机辅助设计常应用于工业设计，例如利用CAD设计机械图纸等。但是随着图形技术的发展和不同领域的需求，计算机辅助设计具有了更加广阔的应用领域，例如利用计算机辅助技术来设计景区景观等，但是现有的计算机辅助设计只是在计算机构建的虚拟场景中进行规划布局、建模、渲染，例如用于景观设计的Lumion软件、用于游戏服装设计的Marvelous Designer软件等，都不能和现实场景数据的进行自动化交互和自动化辅助设计。
[0003]为了让计算机辅助设计技术更加符合现有技术的发展和各种需求，需要提出一种能够自动化的根据场景需求分析场景数据然后实现自动化辅助设计的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供基于计算机辅助设计的喷泉控制方法，以解决现有的喷泉开启未考虑本身作为景观对游客吸引性的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了基于计算机辅助设计的喷泉控制方法，该方法包括以下步骤：获取景区内游客位置信息、喷泉位置信息及喷泉相关参数；所述喷泉相关参数包括景区中每个喷泉的活动等级、每个喷泉每个活动等级有效范围以及每个喷泉每个活动等级开启人数；对喷泉位置信息及游客位置信息分别进行仿真模拟，获取喷泉图结构和游客图结构，并对游客图结构根据喷泉图结构中节点数量进行图聚类，获取若干游客类别；根据每个喷泉大于当前活动等级的所有活动等级开启人数及大于当前活动等级的所有活动等级有效范围内的第一游客数量，获取每个喷泉的第一开启阈值；根据每个喷泉与每个游客类别的距离、每个喷泉与每个游客类别的相对方向差异以及每个游客类别的第二游客数量获取每个喷泉的模拟开启概率；根据计算机仿真模拟得到的每个喷泉的模拟开启概率与第一开启阈值的比较结果，对景区内每个喷泉进行交互控制。
[0005]可选的，所述获取若干游客类别，包括的具体方法为：采用格里
‑
纽曼算法对游客图结构进行图聚类，选取图聚类形成类别数量与喷泉图结构节点数量差值最小的作为聚类结果，得到的聚类结果中多个类别即为多个游客类别。
[0006]可选的，所述获取每个喷泉的第一开启阈值，包括的具体方法为：
其中，表示第个喷泉的第一开启阈值，为喷泉当前状态的下一个更高的活动等级，表示第个喷泉的第个活动等级开启人数，表示该喷泉第个活动等级有效范围的第一游客数量，表示该喷泉的活动等级数量，表示该喷泉第个活动等级开启人数，表示该喷泉第个活动等级有效范围的第一游客数量。
[0007]可选的，所述每个喷泉与每个游客类别的相对方向差异，具体的获取方法为：根据每个游客位置信息获取每个游客的轨迹序列，通过PCA算法获取游客的主成分方向及对应的特征值，选取特征值最大的作为游客的主方向，将每个游客类别内所有游客的主方向矢量加和作为每个游客类别的第一前进方向，获取每个游客类别的质心指向每个喷泉的第二前进方向，将第一前进方向与每个喷泉对应的第二前进方向差值作为每个喷泉与每个游客类别的相对方向差异。
[0008]可选的，所述获取每个喷泉的模拟开启概率，包括的具体方法为：其中，表示第个喷泉的模拟开启概率，表示图聚类得到的游客类别数量，表示第个游客类别的第二游客数量，表示第个游客类别与第个喷泉之间的距离，为第个喷泉与第个游客类别的相对方向差异，表示相对方向差异的归一化处理，表示以自然常数为底的指数函数。
[0009]本专利技术技术方案至少具有的有益效果是：通过对每隔一个时间段的每个时刻的游客节点进行聚类，得到与喷泉数量相近的类别，有助于得到不同游客对应的喷泉节点，与直接计算每个游客的对应喷泉节点来说，体现了游客的聚集性（人们往往是聚集性出门或参观，例如一家人出游或一个旅游团旅行），有助于通过计算机对实际情况进行更好的仿真模拟；通过计算游客前进指向每个喷泉的趋势，根据趋势性对每个喷泉的游客数量限制条件进行削弱，有助于吸引游客聚集到一个区域，达到喷泉的更高模式的开启指标，进而可以提高用户的体验，提高喷泉景观的景区好评贡献度。
[0010]通过计算机辅助设计地方法，结合景区内游客位置分布和景区内诸如喷泉等地景点交互数据设计交互模型，用来实现游客和景区的交互控制，实现了自动化的根据场景需求分析场景数据然后实现自动化辅助设计的功能，提高了游客对景区自动化交互的需求，进而提高用户的体验。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本专利技术的一个实施例二所提供基于计算机辅助设计的喷泉控制方法的流程示意图；图2为方向坐标系的简化示意图。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]本专利技术提供的实施例一：步骤S101、采集需要进行计算机辅助设计的场景中的数据。
[0015]本实施例将景区作为计算机辅助设计对象为例进行叙述，景区中存在的可互动对象为游客和景区景点对象，所述景点对象包括景区中的展览馆、雕塑画像、喷泉、灯光、花草树木等。
[0016]需要说明的是，为了对景区进行计算机辅助设计，需要提前构建景区的虚拟场景，即将景区的地形和景点对象建立成虚拟的三维场景，然后导入到计算机辅助设计软件中，常用的计算机辅助软件有传统的CAD、专用于园林景观设计的Lumion，而本专利技术采用设计自由度和功能性很多的虚幻5游戏引擎（Unreal Engine5），该游戏引擎不仅用于游戏设计、电影设计，也适用于其他计算机辅助设计领域。
[0017]本实施例首先需要获取游客位置信息；具体的，游客位置信息可以利用手持终端或摄像头追踪进行获取，所述手持终端是用来对用户进行景区的讲解，同时用户也可以通过终端进行提问，到达自己想要去的区域，同时终端上嵌有GPS定位芯片，可以获得游客的位置信息；所述摄像头追踪，通过景区摄像头采集到的图像，由于每个摄像头的实际坐标位置是已知的，通过人物识别得到图像上的游客区域，然后将摄像头采集到的目标游客图像坐标系通过现有方法转换到世界坐标系，可以采用OpenCV库中的转换函数实现，进而得到了游客的位置信息，将游客位置信息导入到计算机辅助设计软件中。
[0018]需要说明的是，由于景点对象在计算机辅助设计软件中的虚拟场景中是固定位置不变的，因此可以直接获得虚拟场景中景点对象的位置。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于计算机辅助设计的喷泉控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取景区内游客位置信息、喷泉位置信息及喷泉相关参数；所述喷泉相关参数包括景区中每个喷泉的活动等级、每个喷泉每个活动等级有效范围以及每个喷泉每个活动等级开启人数；对喷泉位置信息及游客位置信息分别进行仿真模拟，获取喷泉图结构和游客图结构，并对游客图结构根据喷泉图结构中节点数量进行图聚类，获取若干游客类别；根据每个喷泉大于当前活动等级的所有活动等级开启人数及大于当前活动等级的所有活动等级有效范围内的第一游客数量，获取每个喷泉的第一开启阈值；根据每个喷泉与每个游客类别的距离、每个喷泉与每个游客类别的相对方向差异以及每个游客类别的第二游客数量获取每个喷泉的模拟开启概率；根据计算机仿真模拟得到的每个喷泉的模拟开启概率与第一开启阈值的比较结果，对景区内每个喷泉进行交互控制。2.根据权利要求1所述的基于计算机辅助设计的喷泉控制方法，其特征在于，所述获取若干游客类别，包括的具体方法为：采用格里
‑
纽曼算法对游客图结构进行图聚类，选取图聚类形成类别数量与喷泉图结构节点数量差值最小的作为聚类结果，得到的聚类结果中多个类别即为多个游客类别。3.根据权利要求1所述的基于计算机辅助设计的喷泉控制方法，其特征在于，所述获取每个喷泉的第一开启阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海影，许栩，李霞，赵玉斌，张文宾，王进财，张宇辉，游雅，王锐刚，赵宇铮，孙金钱，徐建朋，运雪军，高夏子，鞠晓雪，李金凤，李静，车德影，李旭，苏鹏，
申请(专利权)人：北京安海之弋园林古建工程有限公司，
类型：发明
国别省市：