[发明专利]一种基于VRML模型的涵洞可视化设计施工的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路、铁路涵洞设计与施工，尤其是涉及一种基于VRML模型的涵洞可视化设计施工的控制方法。

背景技术

现有涵洞设计方法主要以二维设计为主，由于二维设计在路基剖面上进行，在弯道、大纵坡、斜涵等情况下容易产生误差，并且无法考虑三维地形的影响，导致设计完成后，设计图纸和施工现场产生不一致。此外，二维设计还存在直观性差、缺乏空间概念等问题，因此，完全采用二维设计涵洞的技术已经淘汰。

现有的三维设计方法在AUTOCAD系统中完成，其三维可视化功能比较弱，没有VRML模型的贴图技术、动画技术、交互技术，而是以效果图渲染方式实现，效率较低；这种三维设计方法非实时化，不能把涵洞设计和施工紧密结合，导致设计和施工是相对独立的，无法实时模拟施工现场，也无法完成涵洞施工现场实时定位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种把涵洞设计和施工模拟紧密结合，将涵洞二维数字化设计技术和VRML三维实体建模技术充分运用到涵洞设计和施工控制当中，采用VRML建立的三维实体模型来进行涵洞设计并模拟施工现场的方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种方法的特点是：包括以下步骤：

1)建立涵洞经过地段公路VRML三维路面、边坡、地面实体模型；

2)确定涵洞类型及洞口形式，完成二维设计；

3)根据二维设计结果建立涵洞VRML三维实体模型；

4)涵洞三维实体模型镶嵌；

5)涵洞施工现场三维模拟；

6)采用VRML模型控制涵洞施工现场实时定位；

7)利用正向投影法、体积丈量法输出设计成果；

完成步骤6)后，如果涵洞参数发生变化，则回到步骤2)重复进行。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面对照附图并结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种用于某段高速公路的基于VRML模型的涵洞可视化设计与施工控制方法，包括以下步骤：

步骤1)建立涵洞经过地段公路VRML三维路面、边坡、地面实体模型；

步骤1-1)获取涵洞经过地段公路路线测量数据：路线平面逐桩坐标数据、路线两侧地面线数据；

所述涵洞是公路或铁路与沟渠相交的地方使水从路下流过的通道，作用与桥相同，但一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等。此外，涵洞还是一种洞穴式水利设施，有闸门以调节水量。

步骤1-2)获取涵洞经过地段设计数据，包括：路线路基设计数据、路线边坡数据、坡脚线数据；由于设计考虑批量化设计，在同一条公路路线上，可以考虑一次性获取多个涵洞经过地段的公路路线测量数据和设计数据。

所述路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，是铁路和公路的基础；

步骤1-3)根据路线平面逐桩坐标数据和路线路基设计数据建立公路路面VRML三维模型，首先计算出每个桩号对应的路面边缘点空间三维坐标，VRML的translation节点定义路面物体的全局坐标偏移值，然后采用VRML的不规则面造型节点IndexedFaceSet节点构建路面三角网模型。

所述VRML(Virtual Real ity Modeling Language)即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，也具有平台无关性。是目前Internet上基于WWW的三维互动网站制作的主流语言。VRML是虚拟现实造型语言(Virtual Real ity Model ing Language)的简称，本质上是一种面向web，面向对象的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。VRML的对象称为结点，子结点的集合可以构成复杂的景物。结点可以通过实例得到复用，对它们赋以名字，进行定义后，即可建立动态的VR(虚拟世界)。

步骤1-4)给路面模型赋予材质贴图，利用TextureCoordinate节点中的纹理坐标来指定纹理映射，建立真实感的路面三维模型。

步骤1-5)在路面物体上空采用PointLight节点建立点光源，利用diffuseColor、ambientIntensity、specularColor、shininess、t ransparency、emissiveColor来定义路面物体的光照反射系数，让整个场景具备光照效果。