[发明专利]虚拟现实环境下高速铁路桥梁三维参数化建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路设计建模技术，特别是涉及高速铁路桥梁三维参数化建模技术。

背景技术

在高速铁路勘察设计过程中，桥梁作为重要的铁路设计要素，其设计质量直接影响铁路线路安全。根据设计图建立桥梁的真实三维模型，并将其放置于真实地理环境中，能够预演工后效果，检查设计误差，提高铁路勘察设计的质量。目前我国在桥梁三维建模方面已有若干研究成果，这些研究均针对特定桥梁，将其直接应用于高速铁路桥梁三维建模存在如下两方面问题：没有铁路轨道设计接口；参数设计不适用于高速铁路桥梁建模。采用已有成果建立高速铁路桥梁三维模型操作复杂，且需要辅以大量人工编辑，生产效率低。

发明内容

针对现有铁路桥梁三维建模技术存在的问题，本发明推出一种虚拟现实环境下高速铁路桥梁三维参数化建模方法，其目的在于，利用桥梁组件特征及组件间相互作用规则，快捷、准确地建立桥梁三维模型，并提供便捷的模型编辑与修改方法，为提升高速铁路桥梁设计水平提供有力的技术支持。

本发明所涉及的虚拟现实环境下高速铁路桥梁三维参数化建模方法，技术步骤包括：S1-梁三维参数化建模，S2-铁路轨道三维参数化建模，S3-桥面系三维参数化建模，S4-墩台三维参数化建模，S5-梁、铁路轨道、桥面系、墩台组合得到桥梁三维模型，S6-桥梁模型导入虚拟环境。

S1-梁三维参数化建模：首先根据设计图统计梁的基础信息和梁的变化信息，然后合并梁的基础信息和梁的变化信息，通过参数化建模获得梁的三维模型。

S2-铁路轨道三维参数化建模：首先实现铁轨参数化建模与轨枕参数化建模，其次根据铁轨与轨枕的相对位置关系，实现铁轨与轨枕的自动停靠，并将铁轨与轨枕组合成为单个铁路轨道模型；然后根据铁路轨道数目和铁路轨道间距参数将单个铁路轨道模型组合成为完整的铁路轨道模型；最后设置铁路轨道与梁的相对位置关系，并实现铁路轨道与梁的自动停靠。

S3-桥面系三维参数化建模：首先分组件构造桥面系各组成部件，其次设置各组成部件与梁之间的相对位置关系，然后根据各组成部件与梁之间的相对位置关系，实现部件在梁上的自动停靠，最后将各组成部件组合成为完整的桥面系模型。

S4-墩台三维参数化建模：首先沿线路走向根据设计图纸依次建立各桥墩的三维模型，然后根据各桥墩里程值确定桥墩与梁的相对位置关系，实现桥墩与梁的自动停靠，最后将各桥墩组合成为完整的墩台模型。

S5-梁、铁路轨道、桥面系、墩台组合得到桥梁三维模型：根据各组件与梁的停靠关系，将各组件组合得到完整的桥梁三维模型。

S6-桥梁模型导入虚拟环境：首先将铁路沿线真实的三维地形数据导入三维显示平台，构造虚拟现实环境，然后将桥梁三维模型的数据格式转换为三维显示平台可识别的数据格式，最后将桥梁模型、对应的纹理图片、模型的属性信息导入三维显示平台进行显示、浏览和查询。

本发明在对高速铁路桥梁要素进行深入分析之后，采用面向组件的建模方法，根据组件在真实世界的属性和行为特征建模，用户只需输入或调整参数，即可实现高速铁路桥梁三维模型的快速建立与编辑，减少了桥梁三维建模的人工作业量，提高了桥梁三维建模的自动化程度，为高速铁路选线和设计提供了有效辅助。

附图说明

图1为虚拟现实环境下高速铁路桥梁三维参数化建模方法技术流程图。

图中标记说明：

S1、梁三维参数化建模  

S2、铁路轨道三维参数化建模  

S3、桥面系三维参数化建模  

S4、墩台三维参数化建模  

S5、梁、铁路轨道、桥面系、墩台组合得到桥梁三维模型  

S6、桥梁模型导入虚拟环境。

具体实施方式

结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

图1显示虚拟现实环境下高速铁路桥梁三维参数化建模方法的基本流程。如图所示，本发明涉及的虚拟现实环境下高速铁路桥梁三维参数化建模方法包括如下步骤：梁三维参数化建模S1，铁路轨道三维参数化建模S2，桥面系三维参数化建模S3，墩台三维参数化建模S4，梁、铁路轨道、桥面系、墩台组合得到桥梁三维模型S5，桥梁模型导入虚拟环境S6。