街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有限元數(shù)字模型領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的普及和不斷提高，特別是大規(guī)模超級(jí)計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和云計(jì)算平臺(tái)的出現(xiàn)，有限元仿真技術(shù)的用于仿真計(jì)算分析的計(jì)算精度和計(jì)算效率得到極大的提高。使用有限元計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以提高虛擬現(xiàn)實(shí)的精度和可信度，可以用于車(chē)輛碰撞仿真，提高仿真精度。使用三維掃描技術(shù)，生成城市街區(qū)、景觀、標(biāo)的物等，生成有限元網(wǎng)格系統(tǒng)，用于虛擬現(xiàn)實(shí)的有限元仿真分析的方法，為此系統(tǒng)的核心，目前尚無(wú)類(lèi)似方法出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，結(jié)合三維掃描技術(shù)進(jìn)行街區(qū)物體掃描，得到獨(dú)有的點(diǎn)云格式數(shù)據(jù)，使用特定算法將點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是生成細(xì)化的三維城市數(shù)字模型的依據(jù)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0005]S1:使用非接觸式掃描儀器對(duì)街區(qū)的路燈、護(hù)欄、花叢等各種人工設(shè)施和自然設(shè)施進(jìn)行掃描；
[0006]S2:掃描后，圖像采集模塊得到街區(qū)物體的被調(diào)制的圖像；
[0007]S3:圖像生成模塊將被調(diào)制的圖像生成街區(qū)物體三維圖形圖像，顯示在圖形顯示終端中；
[0008]S4:非接觸式掃描儀器通過(guò)數(shù)字識(shí)別算法獲得街區(qū)物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)；
[0009]S5:數(shù)據(jù)生成模塊將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠用于有限元計(jì)算的網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式，建立街區(qū)物體三維有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0010]進(jìn)一步的，步驟S2中被調(diào)制的圖像為生成的有限元網(wǎng)格圖像。
[0011]更進(jìn)一步的，步驟S3中三維圖形圖像顯示街區(qū)的外形特征、材料屬性和空間位置。
[0012]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果:本發(fā)明結(jié)合三維掃描技術(shù)進(jìn)行街區(qū)物體掃描，得到獨(dú)有的點(diǎn)云格式數(shù)據(jù)，使用特定算法將點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)是生成細(xì)化的三維城市數(shù)字模型的依據(jù)，三維有限元網(wǎng)格文件經(jīng)過(guò)定位和裝配，生成城市街區(qū)三維有限元虛擬現(xiàn)實(shí)，此街區(qū)虛擬現(xiàn)實(shí)作為碰撞仿真分析的虛擬環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0013]本發(fā)明共有附圖1幅:
[0014]圖1為本發(fā)明的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0018]S1:使用非接觸式掃描儀器對(duì)街區(qū)的路燈、護(hù)欄、花叢等各種人工設(shè)施和自然設(shè)施進(jìn)行掃描；
[0019]S2:掃描后，圖像采集模塊得到街區(qū)物體的被調(diào)制的圖像；被調(diào)制的圖像為生成的有限元網(wǎng)格圖像。
[0020]S3:圖像生成模塊將被調(diào)制的圖像生成街區(qū)物體三維圖形圖像，顯示在圖形顯示終端中；
[0021]S4:非接觸式掃描儀器通過(guò)數(shù)字識(shí)別算法獲得街區(qū)物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)；
[0022]S5:數(shù)據(jù)生成模塊將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠用于有限元計(jì)算的網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式，建立街區(qū)物體三維有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)，三維有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)定位和裝配，生成城市街區(qū)三維有限元虛擬現(xiàn)實(shí)。
[0023]使用三維掃描儀，掃描城市街區(qū)、景觀、標(biāo)的物諸多人工建筑設(shè)施和自然景觀設(shè)施，生成三維模式人工建筑設(shè)施和自然景觀設(shè)施，結(jié)合一天二十四小時(shí)各個(gè)時(shí)段日照條件和特定的氣候條件，如風(fēng)霜雨雪，生成特定參數(shù)的有限元數(shù)字模型和景觀模型，參數(shù)化模型包括街區(qū)的外形特征、材料屬性、空間位置，此數(shù)字模型用于車(chē)輛自動(dòng)駕駛預(yù)警和車(chē)輛損傷事故重現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)條件，是車(chē)輛仿真駕駛狀態(tài)的虛擬數(shù)字環(huán)境。此發(fā)明是基于三維物體掃描技術(shù)和汽車(chē)事故碰撞仿真方法的結(jié)合，達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的目的。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，其特征在于，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的: S1:使用非接觸式掃描儀器對(duì)街區(qū)的路燈、護(hù)欄、花叢各種人工設(shè)施和自然設(shè)施進(jìn)行掃描; 52:掃描后，圖像采集模塊得到街區(qū)物體的被調(diào)制的圖像； 53:圖像生成模塊將被調(diào)制的圖像生成街區(qū)物體三維圖形圖像，顯示在圖形顯示終端中； 54:非接觸式掃描儀器通過(guò)數(shù)字識(shí)別算法獲得街區(qū)物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)； 55:數(shù)據(jù)生成模塊將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠用于有限元計(jì)算的網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式，建立街區(qū)物體三維有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，其特征在于，步驟S2中被調(diào)制的圖像為生成的有限元網(wǎng)格圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，其特征在于，步驟S3中三維圖形圖像顯示街區(qū)的外形特征、材料屬性和空間位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，其特征在于，可結(jié)合一天二十四小時(shí)各個(gè)時(shí)段日照條件和特定的氣候條件，生成有限元數(shù)字模型和景觀模型。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，其特征在于，有限元數(shù)字模型和景觀模型用于車(chē)輛自動(dòng)駕駛預(yù)警和車(chē)輛損傷事故重現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)條件。
【專(zhuān)利摘要】街區(qū)物體三維掃描生成物體有限元數(shù)字模型的方法，使用非接觸式掃描儀器采集圖形圖像，終端顯示采集到的圖形圖像點(diǎn)云；數(shù)字識(shí)別算法獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)；將算法的計(jì)算結(jié)果輸出為有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)模型；建立街區(qū)物體三維有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)，三維有限元網(wǎng)格文件經(jīng)過(guò)定位和裝配，生成城市街區(qū)三維有限元虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境；本發(fā)明結(jié)合三維掃描技術(shù)進(jìn)行街區(qū)物體掃描，得到獨(dú)有的點(diǎn)云格式數(shù)據(jù)，使用特定算法將點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是生成細(xì)化的三維城市數(shù)字模型的依據(jù)。
【IPC分類(lèi)】G06T17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105335999
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510829598
【發(fā)明人】田雨農(nóng), 王金滿, 張虹, 周秀田
【申請(qǐng)人】大連樓蘭科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日