專(zhuān)利名稱(chēng)：多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉄路設(shè)計(jì)方法，尤其涉及鉄路設(shè)計(jì)中多線(xiàn)鐵路三維橫斷面的圖形顯示方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鉄路橫斷面圖主要是基于樁號(hào)斷面的ニ維設(shè)計(jì)圖，是ー種靜態(tài)的圖形顯示，通常按單線(xiàn)鉄路、并行雙線(xiàn)鐵路等相對(duì)獨(dú)立的路基本體設(shè)計(jì)。對(duì)于多線(xiàn)鉄路，特別是大型鐵路樞紐，線(xiàn)路交叉疏解復(fù)雜，各線(xiàn)軌面高差、線(xiàn)間距頻繁變化，橫斷面相互影響，傳統(tǒng)的橫斷面圖無(wú)法全面直觀的表達(dá)多線(xiàn)鉄路任意位置的路基橫斷面信息，如路基逐步分離地段，設(shè)計(jì)人員及復(fù)核、審查人員難以及時(shí)判斷工程設(shè)計(jì)是否合理等。同時(shí)，對(duì)于多線(xiàn)鐵路，在前期設(shè)計(jì)階段，不能完全確定各段落斷面的基線(xiàn)，傳統(tǒng)的橫斷面設(shè)計(jì)及圖形顯示對(duì)于基線(xiàn)的切換需要組織調(diào)整大量的數(shù)據(jù)，給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)困難，從而影響工作效率和工程質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)ニ維橫斷面圖所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種全新的多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，通過(guò)構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景，一次建模顯示和標(biāo)注任意多條設(shè)計(jì)線(xiàn)路、任意里程位置的三維橫斷面圖形，顯示多線(xiàn)路基橫斷面設(shè)計(jì)成果，清晰表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，直觀反應(yīng)各種復(fù)雜關(guān)系。能夠沿線(xiàn)位連續(xù)動(dòng)態(tài)瀏覽三維橫斷面，并且可以隨意切換基線(xiàn)快速查看不同狀態(tài)的三維橫斷面圖形，同時(shí)完全支持傳統(tǒng)的單線(xiàn)鉄路、雙線(xiàn)鐵路的橫斷面圖形顯示。本發(fā)明所涉及的多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于該方法包括以下步驟S1、構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景首先組織多線(xiàn)鐵路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括線(xiàn)位數(shù)據(jù)、數(shù)字地面模型和ニ維橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，然后構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景。多線(xiàn)鐵路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不限定線(xiàn)位的個(gè)數(shù)。S2、裁剪三維場(chǎng)景首先設(shè)定三維橫斷面的當(dāng)前線(xiàn)位里程，然后通過(guò)近剪切平面、遠(yuǎn)剪切平面裁剪三維場(chǎng)景，控制多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型的圖形顯示。S3、計(jì)算標(biāo)注信息首先計(jì)算當(dāng)前線(xiàn)位里程處的法線(xiàn)，通過(guò)法線(xiàn)與各線(xiàn)位求交，獲得各線(xiàn)位中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)；然后計(jì)算多線(xiàn)鉄路三維橫斷面模型的標(biāo)注信息，包括計(jì)算相應(yīng)標(biāo)注里程、軌面高程、路肩高程，并從左至右計(jì)算各相鄰線(xiàn)位之間的線(xiàn)間距。s4、計(jì)算ニ維屏幕坐標(biāo)首先獲取投影變換矩陣和視ロ信息，然后構(gòu)造三維空間坐標(biāo)到對(duì)應(yīng)ニ維屏幕坐標(biāo)的換算矩陣，計(jì)算當(dāng)前里程處各線(xiàn)位中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ニ維屏幕坐標(biāo)。S5、標(biāo)注三維橫斷面模型利用ニ維屏幕坐標(biāo)固定支撐件標(biāo)注多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型，標(biāo)注內(nèi)容包括各線(xiàn)位的模型名稱(chēng)、標(biāo)注里程、軌面高程、路肩高程、線(xiàn)間距。各標(biāo)注內(nèi)容的標(biāo)注位置由各線(xiàn)位中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ニ維屏幕坐標(biāo)經(jīng)過(guò)偏移計(jì)算確定，從而標(biāo)注三維橫斷面模型。S6、交互控制圖形顯示交互控制多線(xiàn)鐵路三維橫斷面的圖形顯示，包括指定當(dāng)前線(xiàn)位里程，交互瀏覽任意里程斷面的靜態(tài)圖形顯示；切換基線(xiàn)查看不同狀態(tài)的三維橫斷面圖形；設(shè)定一條線(xiàn)位作為路徑，動(dòng)態(tài)連續(xù)的瀏覽三維橫斷面的圖形；根據(jù)交互操作和瀏覽的實(shí)際需要，三維橫斷面模型的標(biāo)注信息及標(biāo)注位置，實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算更新；通過(guò)設(shè)定控制顯示狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)注內(nèi)容的組合顯示，滿(mǎn)足查看的需要。該發(fā)明的有益效果是不再局限于顯示傳統(tǒng)單線(xiàn)鐵路、并行雙線(xiàn)鐵路的ニ維橫斷面圖形，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多條鐵路線(xiàn)路三維橫斷面的圖形顯示，不僅限于針對(duì)樁號(hào)里程斷面的靜態(tài)圖形顯示，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)里程斷面的動(dòng)態(tài)圖形顯示，自動(dòng)化程度高，通用性好，具有明顯的推廣應(yīng)用價(jià)值。


圖I為多線(xiàn)鉄路三維橫斷面圖形顯示方法的流程圖。圖中標(biāo)記說(shuō)明S1、構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景S2、裁剪三維場(chǎng)景S3、計(jì)算標(biāo)注信息S4、計(jì)算ニ維屏幕坐標(biāo)S5、標(biāo)注三維橫斷面模型S6、交互控制圖形顯示
具體實(shí)施例方式參照

本發(fā)明的具體技術(shù)方案。由圖I的流程圖所示，本發(fā)明涉及的多線(xiàn)鉄路三維橫斷面圖形顯示方法的步驟包括構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景、裁剪三維場(chǎng)景、計(jì)算標(biāo)注信息、計(jì)算ニ維屏幕坐標(biāo)、標(biāo)注三維橫斷面模型、交互控制圖形顯示。S1、構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景首先組織多線(xiàn)鐵路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括線(xiàn)位數(shù)據(jù)、數(shù)字地面模型和ニ維橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，然后構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景。多線(xiàn)鐵路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不限定線(xiàn)位的個(gè)數(shù)。S2、裁剪三維場(chǎng)景首先設(shè)定三維橫斷面的當(dāng)前線(xiàn)位里程，然后通過(guò)近剪切平面、遠(yuǎn)剪切平面裁剪三維場(chǎng)景，控制多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型的圖形顯示。S3、計(jì)算標(biāo)注信息首先計(jì)算當(dāng)前線(xiàn)位里程處的法線(xiàn)，通過(guò)法線(xiàn)與各線(xiàn)位求交，獲得各線(xiàn)位中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后計(jì)算多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型的標(biāo)注信息，包括計(jì)算相應(yīng)標(biāo)注里程、軌面高程、路肩高程，并從左至右計(jì)算各相鄰線(xiàn)位之間的線(xiàn)間距。S4、計(jì)算ニ維屏幕坐標(biāo)首先獲取投影變換矩陣和視ロ信息，然后構(gòu)造三維空間坐標(biāo)到對(duì)應(yīng)ニ維屏幕坐標(biāo)的換算矩陣，計(jì)算當(dāng)前里程處各線(xiàn)位中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ニ維屏幕坐標(biāo)。S5、標(biāo)注三維橫斷面模型利用ニ維屏幕坐標(biāo)，標(biāo)注多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型，標(biāo)注內(nèi)容包括各線(xiàn)位的模型名稱(chēng)、標(biāo)注里程、軌面高程、路肩高程、線(xiàn)間距。各標(biāo)注內(nèi)容的標(biāo)注位置由各線(xiàn)位中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ニ維屏幕坐標(biāo)經(jīng)過(guò)偏移計(jì)算確定，從而標(biāo)注三維橫斷面模型。S6、交互控制圖形顯示交互控制多線(xiàn)鐵路三維橫斷面的圖形顯示，包括指定當(dāng)前線(xiàn)位里程，交互瀏覽任意里程斷面的靜態(tài)圖形顯示；切換基線(xiàn)查看不同狀態(tài)的三維橫斷面圖形；設(shè)定一條線(xiàn)位作 為路徑，動(dòng)態(tài)連續(xù)的瀏覽三維橫斷面的圖形；根據(jù)交互操作和瀏覽的實(shí)際需要，三維橫斷面模型的標(biāo)注信息及標(biāo)注位置，實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算更新；通過(guò)設(shè)定控制顯示狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)注內(nèi)容的組合顯示，滿(mǎn)足查看的需要。
權(quán)利要求
1.一種多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，包括以下步驟構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景(S1)、裁剪三維場(chǎng)景(S2)、計(jì)算標(biāo)注信息(S3)、計(jì)算二維屏幕坐標(biāo)(S4)、標(biāo)注三維橫斷面模型(S5)、交互控制圖形顯示(S6);構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景(S1),組織多線(xiàn)鐵路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景；裁剪三維場(chǎng)景(S2)，通過(guò)近剪切平面、遠(yuǎn)剪切平面裁剪三維場(chǎng)景，控制多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型的圖形顯示；計(jì)算標(biāo)注信息(S3),首先計(jì)算當(dāng)前線(xiàn)位里程處的法線(xiàn)，通過(guò)法線(xiàn)與各線(xiàn)位求交，獲得各線(xiàn)位中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后計(jì)算多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型的標(biāo)注信息；計(jì)算二維屏幕坐標(biāo)(S4)，首先獲取投影變換矩陣和視口信息，然后構(gòu)造三維空間坐標(biāo)到對(duì)應(yīng)二維屏幕坐標(biāo)的換算矩陣，計(jì)算當(dāng)前里程處各線(xiàn)位中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二維屏幕坐標(biāo)；標(biāo)注三維橫斷面模型(S5)，利用二維屏幕坐標(biāo)，標(biāo)注多線(xiàn)鐵路三維橫斷面模型；交互控制圖形顯示(S6),交互控制多線(xiàn)鐵路三維橫斷面的圖形顯示，切換基線(xiàn)查看不同狀態(tài)的三維橫斷面圖形，設(shè)定一條線(xiàn)位作為路徑動(dòng)態(tài)連續(xù)的瀏覽三維橫斷面的圖形，實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算更新三維橫斷面模型的標(biāo)注信息及標(biāo)注位置，通過(guò)設(shè)定控制顯示狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)注內(nèi)容的組合顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景(S1)中，組織多線(xiàn)鐵路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括線(xiàn)位數(shù)據(jù)、數(shù)字地面模型和二維橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述裁剪三維場(chǎng)景(S2)中，通過(guò)近剪切平面、遠(yuǎn)剪切平面裁剪三維場(chǎng)景之前首先設(shè)定三維橫斷面的當(dāng)前線(xiàn)位里程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述計(jì)算標(biāo)注信息(S3)包括計(jì)算相應(yīng)標(biāo)注里程、軌面高程、路肩高程，并從左至右計(jì)算各相鄰線(xiàn)位之間的線(xiàn)間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，其特征在于，所述標(biāo)注三維橫斷面模型(S5),標(biāo)注內(nèi)容包括各線(xiàn)位的模型名稱(chēng)、標(biāo)注里程、軌面高程、路肩高程、線(xiàn)間距，各標(biāo)注內(nèi)容的標(biāo)注位置由各線(xiàn)位中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二維屏幕坐標(biāo)經(jīng)過(guò)偏移計(jì)算確定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多線(xiàn)鐵路三維橫斷面圖形顯示方法，包括構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景(S1)、裁剪三維場(chǎng)景(S2)、計(jì)算標(biāo)注信息(S3)、計(jì)算二維屏幕坐標(biāo)(S4)、標(biāo)注三維橫斷面模型(S5)、交互控制圖形顯示(S6)。通過(guò)構(gòu)建多線(xiàn)鐵路三維場(chǎng)景，一次建模顯示和標(biāo)注任意多條設(shè)計(jì)線(xiàn)路、任意里程位置的三維橫斷面圖形，顯示多線(xiàn)路基橫斷面設(shè)計(jì)成果，清晰表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，直觀反應(yīng)各種復(fù)雜關(guān)系；能夠沿線(xiàn)位連續(xù)動(dòng)態(tài)瀏覽三維橫斷面，并且可以隨意切換基線(xiàn)快速查看不同狀態(tài)的三維橫斷面圖形，同時(shí)完全支持傳統(tǒng)的單線(xiàn)鐵路、雙線(xiàn)鐵路的橫斷面圖形顯示，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)里程斷面的動(dòng)態(tài)圖形顯示，自動(dòng)化程度高，通用性好，具有明顯的推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G06T19/20GK102651146SQ20121010051
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者孔國(guó)梁, 李頂峰 申請(qǐng)人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司