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专利号: 2021102925721
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地下供水管网的三维虚拟仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采用Unity3D软件动态绘制供水管网,本步骤又包括以下步骤:步骤1.1,管线表面几何构成

在三维虚拟环境中,管线以圆柱体表示,圆柱体的截面半径为管线半径,圆柱面的轴心为管线中心线;以三角面片构造管线表面,2n个三角形连接构成了一个棱柱体,逼近形成圆柱面,表示圆柱体,n表示将圆柱体等分成n份;

步骤1.2,Mesh组件

Mesh中存储连接顺序的集合,在Mesh生成中,Unity3D软件依照此集合中的标号依次连接vertices中的顶点,在Unity3D软件中,将每三个顶点号为一组,然后以此往复向后,在给三角面片赋值时,标号不超过vertices中记录的标号,否则会导致错误出现;

步骤1.3,生成圆柱体管线

步骤1.4,坐标转换;

将管段作为标准进行简化,建立自动化的三维管网的应用模型,管段信息包括起始点三维坐标、终止点三维坐标、管段半径以及管段长度;

将经纬度转换为平面坐标,坐标转换时,X表示位置信息中的经度坐标、Y表示位置信息中的纬度坐标,x表示Unity平面坐标中的横坐标,z表示Unity平面坐标中的纵坐标,取间隔距离较大的两个点,假定两个点的经纬度坐标为(X1,Y1),(X2,Y2)和Unity坐标为(x1,z1),(x2,z2),分别代入到即可解得两组系数k1、b1和k2、b2,将数据库中的经纬度点代入此公式中即可得到相应的Unity平面坐标,最终即得到经纬度坐标对应的三维坐标;

步骤1.5,动态生成管网;

进行坐标转换后,利用Unity3D软件绘制圆柱的原理,连接数据库,获取管网经纬度坐标,利用计算公式编写坐标转换的函数,调用坐标转换函数将经纬度坐标转换为Unity坐标进行输入,然后调用绘制圆柱的函数即可实现动态生成管网;

步骤2,地下供水管网的透明化显示模块

网格渲染器从网格过滤器获得几何形状,并根据Mesh进行渲染,渲染后实现地下供水管网的通视效果;

步骤3,供水管线的流向显示设置

按照地下管线的详细属性信息,对管网进行流向追踪,依据管线规划制图要求,实现表达流向的三维动态纹理设置。

2.根据权利要求1所述的一种地下供水管网的三维虚拟仿真方法,其特征在于,所述的步骤1.3,具体又包括以下步骤:规定圆环会被划分为多少份来生成,记为blockCounts,blockCounts越小,环形的边界也会相应的慢慢变为多边形的样子;然后利用基本的圆的公式:

2*PI/blockCounts(3)

式中,PI为圆周率,blockCounts为圆环会被划分的份数,计算每一块的角度,然后开始生成顶点信息;

步骤1.3.1,角度计算,规定圆环被划分为k份,计算每份角度。

步骤1.3.2,按一定顺序生成顶点信息;采用先生成内层顶点,然后依次向外延伸,生成外层顶点的顺序,在生成顶点时要记好自己生成顶点的顺序;

步骤1.3.3,连接各顶点,填充三角面片;

步骤1.3.4,生成圆柱体管线。

3.根据权利要求1所述的一种地下供水管网的三维虚拟仿真方法,其特征在于,所述的步骤3,又包括以下步骤:步骤3.1,为管道设置流向标签:正向为1,负向为‑1;

步骤3.2,利用GUI.Layout.Button()函数创建流向显示按钮;

步骤3.3,GameObject.FindGameObjectsWithTag()函数获取流向标签;

步骤3.4,根据获取到的流向标签为管道赋予不同的三维动态纹理。