[发明专利]一种基于虚拟现实的高边坡三维有限元模型的建模方法

说明书

本发明属于建模技术领域，公开了一种基于虚拟现实的高边坡三维有限元模型的建模方法，所述基于虚拟现实的高边坡三维有限元模型的建模系统包括：三维扫描模块、提取筛选模块、数据处理模块、构建模块、绘制模块、生成模块、数据库模块、虚拟现实呈现模块。本发明通过三维扫描模块可以直接获取实景的三维数据点，大大提高三维建模的效率，减少了处理数据量，更加快速的建成需求模型；同时通过虚拟现实呈现模块可以将建立模型虚拟化，并穿戴虚拟眼睛设备呈现高边坡三维虚拟场景，即可身临其境体验建模的效果。

技术领域

本发明属于建模技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的高边坡三维有限元模型的建模方法。

背景技术

有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。利用简单而又相互作用的元素(即单元)，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件)，从而得到问题的解。然而，现有的建模先采集二维平面图数据，然后进行三维化，工作效率，处理数据量大；同时不能身临其境体会模型效果，体验性不佳。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的建模先采集二维平面图数据，然后进行三维化，工作效率，处理数据量大；同时不能身临其境体会模型效果，体验性不佳。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于虚拟现实的高边坡三维有限元模型的建模方法。

本发明是这样实现的，一种基于虚拟现实的高边坡三维有限元模型的建模系统包括：

三维扫描模块，与提取筛选模块连接，用于通过三维激光扫描仪获取高边坡三维数据点；

提取筛选模块，与三维扫描模块、数据处理模块连接，用于对三维扫描模块采集的三维数据点进行提取筛选出高精数据；

数据处理模块，与三维扫描模块、提取筛选模块、构建模块、绘制模块、生成模块、数据库模块、虚拟现实呈现模块连接，用于对三维扫描模块采集的数据进行处理分析，并调度各个模块进行正常工作；

所述数据处理模块的无线网络传感器网络覆盖的分布式方法包括：

将任务指定完成时间设为预设网络寿命，并将设为常值的预设网络寿命L按轮来划分为轮，每一轮时间为l，在每一轮中通过筛选最大额外有效覆盖时间大于零的节点进行工作，其他冗余节点关闭探测功能进入睡眠；

在每一轮挑出合适的工作节点后，通过比较工作节点与邻居工作节点之间的最大额外有效覆盖时间和剩余能量来选择最优的工作时间方案，从而使得每一轮中总的有效覆盖时间最大，工作节点s_i额外有效覆盖时间为:其中R(i)表示节点s_i覆盖的点位置集合，w(j)表示点位置p_j的重要性系数，即p_j的权值，表示点位置p_j被节点s_i覆盖的额外时间，此外在每一轮中都设置了工作节点的剩余能量安全阈值，若工作节点的剩余能量低于该安全阈值时，则该节点将被强制关闭它的探测功能，只维持部分的通讯功能；

所述分布式方法包括以下步骤：

对于每一轮中的节点，首先分别计算s_i最大额外有效覆盖时间和工作优先度，即：