[发明专利]一种基于基元组合与多层次语义约束的高速铁路场景快速建模方法

权利要求书

1.一种基于基元组合与多层次语义约束的高速铁路场景快速建模方法，用于根据设计资料快速生成虚拟高速铁路场景，其特征在于：建立了高速铁路基元模型库和多层次语义约束规则，并且能够快速生成虚拟高速铁路场景；

所述高速铁路基元模型库建立包括：厘清高速铁路各构造物的领域范围和相互关系，依据高速铁路各对象规范标准，对构造物进行精细化建模和逼真性渲染，并构建对应的多层次细节模型，使用统一的方式对基元模型进行描述和管理；

所述多层次约束语义规则建立包括：根据地形环境与线路、线路与模型、模型与模型之间的空间特征和关系属性，建立多个层次的语义约束规则，以支持场景组合描述；

所述虚拟高速铁路场景快速生成包括：根据高速铁路线路设计资料，基于基元模型库和多层次语义约束规则，组合相关构造物并处理对应的地形，生成虚拟高速铁路场景。

2.根据权利1要求所述的基于基元组合与多层次语义约束的高速铁路场景快速建模方法，其特征在于：由于所述高速铁路构造物基元模型库建立中涉及多个高速铁路专业领域，包括线路设计、铁道工程、列车控制、牵电等，故需根据各专业要求和各专业之间的关系提取构造物主要特征，适当简化后进行建模和渲染，并根据模型的专业类别和结构特性对模型进行分类，构建基元模型库进行统一管理和描述；其中，按照对象组成特征，可分为基本基元和组合基元；基本基元是不可再分的单元，如扣件上的螺母；组合基元由基本基元构成，如扣件由弹条、锚固螺栓、螺母和轨下垫板等基元组成。

3.根据权利1要求所述的基于基元组合与多层次语义约束的高速铁路场景快速建模方法，其特征在于：所述多层次约束语义规则建立过程中，需要对地形环境与线路、线路与模型、模型与模型之间的关系分别进行描述；并根据所描述的关系分别计算模型的空间位置和姿态，得到模型的组合顺序、空间位置和姿态调整语义，用于对模型组合建模行为的控制。

4.根据权利1要求所述的基于基元组合与多层次语义约束的高速铁路场景快速建模方法，其特征在于：所述虚拟高速铁路场景快速生成，首先基于线路设计资料，解析基元组合和多层次语义约束规则，确定线路所对应的基元模型和组合方式，加入地形和影像数据；其次使用三维图形引擎将高速铁路场景映射解析结果实例化，针对不同场景对象进行约束填充；最后采用细节层次模型优化场景，以提高场景绘制效率，实现虚拟高速铁路场景的快速构建与展示。