一種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法。該方法包括如下步驟：（1）設(shè)計(jì)將位移傳感器2與光電跟蹤儀3相連，作為實(shí)時(shí)跟蹤混凝絮體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；（2）在混凝反應(yīng)器1中向原水中投加混凝劑，利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集絮體圖像信息；（3）將采集的圖像信息，分別傳輸?shù)絻膳_(tái)計(jì)算機(jī)上，仿真計(jì)算機(jī)4完成實(shí)時(shí)仿真圖像的生成；將仿真計(jì)算機(jī)內(nèi)生成的仿真視頻傳至數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)5，完成圖像與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)記錄。通過(guò)上述的一體化絮體三維模型仿真模擬的方法可對(duì)混凝絮體實(shí)現(xiàn)三維同步可視化仿真模擬，為定量描述絮凝體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)及其仿真模擬提供技術(shù)支持，從而實(shí)現(xiàn)在混凝過(guò)程中對(duì)混凝效果的實(shí)時(shí)控制。
【專利說(shuō)明】一種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法，該方法是一種以絮體二維 模型為基礎(chǔ)，以O(shè)penGL技術(shù)為手段，利用光電跟蹤儀，對(duì)混凝絮體實(shí)現(xiàn)三維同步可視化仿 真模擬，從而實(shí)現(xiàn)在混凝過(guò)程中對(duì)混凝效果的實(shí)時(shí)控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 研究絮體在絮凝過(guò)程中的特性，用來(lái)探討絮凝過(guò)程中絮體的粘結(jié)方式，以及決定 最終平衡狀態(tài)下絮體尺寸和形態(tài)的因素，可為混凝階段流程設(shè)計(jì)提供依據(jù)，對(duì)于控制絮凝 過(guò)程中各種影響因素具有重要意義。三維絮體模型能夠拓展絮凝體模型的研究，為定量描 述絮凝體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)及其仿真模擬提供技術(shù)支持。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)絮體模型在準(zhǔn)確反映混凝效果方面的不足，本發(fā)明提供了一種能實(shí) 現(xiàn)可視化混凝絮體仿真模擬的新方法。
[0004] -種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法，包括如下步驟：（1)設(shè)計(jì)將位移傳感 器2與光電跟蹤儀3相連，作為實(shí)時(shí)跟蹤混凝絮體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；（2)在混凝反應(yīng)器1中向原 水中投加混凝劑，經(jīng)過(guò)混凝攪拌及靜沉階段，在此過(guò)程中利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集絮體圖 像信息；（3)將采集的圖像信息，分別傳輸?shù)絻膳_(tái)計(jì)算機(jī)上，仿真計(jì)算機(jī)4安裝視頻仿真軟 件，完成實(shí)時(shí)仿真圖像的生成；數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)5安裝存儲(chǔ)與記錄軟件，將仿真計(jì)算機(jī) 4內(nèi)生成的仿真視頻傳輸至數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)5組成數(shù)據(jù)采集與處理單元，完成圖像與 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)記錄。
[0005] 所述的位移傳感器為超聲波式位移傳感器，屬于非接觸式測(cè)量，并可進(jìn)行連續(xù)探 測(cè)，由于不用進(jìn)行接觸，可避免腐蝕性液體對(duì)設(shè)備的損壞，同時(shí)便于遠(yuǎn)距離控制，在本系統(tǒng) 中用作邊緣位置傳感器。
[0006] 所述的光電跟蹤儀為基于FPGA跟蹤伺服器的光電跟蹤儀，具有高精度、高集成度 的優(yōu)點(diǎn)，提高了實(shí)時(shí)絮體圖像采集的敏感性，較之一般的圖像采集設(shè)備有很強(qiáng)的優(yōu)越性。
[0007] 所述的仿真計(jì)算機(jī)為NT工作站，具備優(yōu)越的仿真性能，進(jìn)行仿真運(yùn)行的同時(shí)，能 夠同步自檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修改，具有價(jià)格低廉、配置靈活、使用方便、維護(hù)成本低等優(yōu) 勢(shì)。
[0008] 所述的數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)采用移動(dòng)工作站，具備全面的OpenGL接口支持，提供 高性能的軟件編輯及信息傳輸功能，可滿足要求苛刻的工作環(huán)境的需求。
[0009] 通過(guò)上述的實(shí)時(shí)跟蹤混凝絮體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)可為絮體圖像的采集、分析提供有 力保障，并能夠提高所建立模型的仿真度。對(duì)絮體分形維數(shù)的測(cè)定，分析絮體結(jié)構(gòu)的變化趨 勢(shì)，模擬絮體動(dòng)態(tài)特征變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)絮體生長(zhǎng)的可視化提供技術(shù)支持。
[0010] 本發(fā)明涉及一種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法研發(fā)，該模擬方法優(yōu)化了傳 統(tǒng)絮體模型模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了絮體圖像采集、模擬的同步完成。同時(shí)，用位移傳感器和光電 跟蹤儀代替了傳統(tǒng)的圖像采集所用的設(shè)備，不僅保證了絮體圖像采集的質(zhì)量，而且可實(shí)現(xiàn) 多種類型、多種效果的模擬目標(biāo)管理，靜態(tài)目標(biāo)與背景融合，動(dòng)態(tài)目標(biāo)三維效果與真實(shí)背景 的融合等功能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 附圖為本發(fā)明一種一體化絮體三維模型仿真模擬系統(tǒng)流程示意圖，結(jié)合本圖做進(jìn) 一步的說(shuō)明。
[0012] 圖中：1混凝反應(yīng)器，2位移傳感器，3光電跟蹤儀，4仿真計(jì)算機(jī)，5數(shù)據(jù)采集處理 計(jì)算機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例，該實(shí)施例包括位移傳感器2,位移傳感器2與光 電跟蹤儀3相連，作為實(shí)時(shí)跟蹤混凝絮體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行混凝反應(yīng)器1中絮體的運(yùn)動(dòng)情況 探測(cè)，將采集到的絮體運(yùn)動(dòng)信號(hào)分別發(fā)送至仿真計(jì)算機(jī)4和數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)5,完成絮 體三維模型的仿真模擬。
[0014] 采用上述一體化絮體三維模型仿真模擬系統(tǒng)的仿真方法包括如下步驟：（1)將位 移傳感器與光電跟蹤儀相連，作為實(shí)時(shí)跟蹤混凝絮體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；（2)在混凝反應(yīng)器中向 原水中投加混凝劑，經(jīng)過(guò)混凝攪拌及靜沉階段，在此過(guò)程中利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集絮體圖像信 息；（3)將采集的圖像信息，分別傳輸?shù)椒抡嬗?jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)上，仿真計(jì)算機(jī) 完成實(shí)時(shí)仿真圖像的生成；將仿真計(jì)算機(jī)內(nèi)生成的仿真視頻傳輸至數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)， 完成圖像與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)記錄。
【權(quán)利要求】
1. 一種一體化絮體三維模型仿真模擬的方法，其特征在于，包括以下步驟：（1)設(shè)計(jì)將 位移傳感器2與光電跟蹤儀3相連，作為實(shí)時(shí)跟蹤混凝絮體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；（2)在混凝反應(yīng)器 1中向原水中投加混凝劑，經(jīng)過(guò)混凝攪拌階段及靜沉階段，在此過(guò)程中利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 采集絮體圖像信息；（3)將采集的圖像信息，分別傳輸?shù)絻膳_(tái)計(jì)算機(jī)上，仿真計(jì)算機(jī)4安裝 視頻仿真軟件，完成實(shí)時(shí)仿真圖像的生成；數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)5安裝存儲(chǔ)與記錄軟件，將 仿真計(jì)算機(jī)4內(nèi)生成的仿真視頻傳輸至數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)5組成數(shù)據(jù)采集與處理單元， 完成圖像與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)記錄。
【文檔編號(hào)】G01N21/85GK104122262SQ201310148519
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】于衍真, 譚娟, 范麗莎, 王娟婷, 周玉興, 李妙婉 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)