基于CATIA的铁路线路二维设计成果三维可视化展示方法

发布时间：2017-04-16 18:29

  本文关键词：基于CATIA的铁路线路二维设计成果三维可视化展示方法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,在铁路线路设计领域,各设计单位依然普遍采用AutoCAD这一二维设计软件,各个设计阶段的设计成果也均以平、纵断面图和路基横断面图等二维图纸的形式提供,设计习惯一时难以转变。二维设计成果无法取得直观的视觉效果,不利于设计人员查看线路周围的环境,检查协调性,也不利于线路方案的展示以及线路设计成果的汇报和审查。本文以机械设计制造领域优秀的软件CATIA为平台,开发了与二维设计成果对接的三维可视化系统。该系统可以读取基于AutoCAD的二维设计成果(平、纵断面图和路基横断面图),快速自动实现设计成果的三维可视化展示。主要工作如下：1)创造性地将机械设计制造领域的软件CATIA应用到铁路线路三维可视化展示上来,提出“基于AutoCAD二次开发实现铁路线路二维设计成果自动解析、基于CATIA二次开发实现铁路线路三维场景自动建模”的思想,借鉴CATIA自底向上的产品设计理念构思了系统总体设计。2)分析了AutoCAD电子等高线地形图中的地貌和地物,通过二次开发,实现了地貌点云的自动提取,并在CATIA平台下构建了三维地貌；对AutoCAD和CATIA进行二次开发,实现了地物信息自动提取及CATIA平台下的地物自动建模。3)对三维空间的线路中线进行分析,提出“基于线路控制点将线路中线划分为若干直线段”的思路。基于上述思路,通过二次开发,实现了平、纵断面图的自动读取与解析,迅速提取线路中线的空间三维信息。4)对CATIA进行二次开发,利用CATIA中的实体类型,根据提取的线路中线的空间三维信息,实现了桥梁、隧道、轨道等构造物与设备主体部分的自动建模。5)对AutoCAD和CATIA进行二次开发,实现了路基横断面图的自动解析和路基本体的自动建模,并对路堑地段的路基建模等问题制定了有效解决方案。6)结合渲染和三维漫游等手段,营造了较为逼真的线路三维可视化场景。
【关键词】：二维设计 AutoCAD 三维可视化展示 CATIA
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U212.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-14
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 相关研究现状11-12
• 1.3 研究内容与方法12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 系统实现方法和系统开发关键技术14-22
• 2.1 系统实现方法14-16
• 2.1.1 系统实现方法选择14
• 2.1.2 CATIA平台简介14-15
• 2.1.3 应用CATIA自底向上的产品设计理念构思系统总体设计15-16
• 2.2 系统开发关键技术16-21
• 2.2.1 AutoCAD二次开发技术16-18
• 2.2.2 CATIA二次开发技术18-20
• 2.2.3 Access二次开发技术20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 基于二维电子等高线地形图在CATIA中构建三维地形22-37
• 3.1 电子等高线地形图22-23
• 3.2 点云与逆向工程理论23
• 3.3 地貌点云提取与地貌建模23-27
• 3.3.1 AutoCAD中电子等高线地形图的等高线分析23-24
• 3.3.2 提取等高线三维坐标24-26
• 3.3.3 提取高程注记点三维坐标26
• 3.3.4 地貌建模26-27
• 3.4 地物信息提取与地物建模27-35
• 3.4.1 房屋信息提取与建模27-29
• 3.4.2 池塘信息提取与建模29-31
• 3.4.3 河流、道路信息提取与建模31-35
• 3.5 地物三维注记35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第4章 基于线路二维设计成果在CATIA中构建三维实体线路37-61
• 4.1 基于线路平面图和纵断面图提取线路中线空间三维信息37-47
• 4.1.1 线路平面图和纵断面图概述37-38
• 4.1.2 线路中线控制点分析38
• 4.1.3 提取线路中线平、纵断面控制点三维坐标38-44
• 4.1.4 提取线路中线曲线加密点三维坐标44-45
• 4.1.5 提取线路中线构造物类型变化点三维坐标45-47
• 4.2 CATIA三维可视化环境的全局坐标系和线路横断面局部坐标系47-49
• 4.2.1 两种坐标系定义47-48
• 4.2.2 坐标转换48-49
• 4.3 在CATIA中创建桥梁、隧道及轨道实体模型49-53
• 4.3.1 以肋实体型式创建桥跨结构、桥台、隧道洞身及洞门50-51
• 4.3.2 桥墩建模51-52
• 4.3.3 锥体护坡建模52-53
• 4.4 基于路基横断面图在CATIA中创建路基本体实体模型53-59
• 4.4.1 路基横断面信息提取53-54
• 4.4.2 路基本体建模54
• 4.4.3 路基地段地形点云的处理54-59
• 4.5 在CATIA中创建线路里程桩59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第5章 系统优化与系统功能验证61-70
• 5.1 系统优化61-62
• 5.1.1 进程外和进程内两种开发方式61
• 5.1.2 系统优化方案61-62
• 5.2 系统功能验证62-67
• 5.2.1 登录系统62-63
• 5.2.2 地形三维模型“零件”建模63
• 5.2.3 线路三维模型“零件”建模63-66
• 5.2.4 三维场景建模66-67
• 5.3 添加材质与观察三维场景67-69
• 5.3.1 创建材质库并添加材质67
• 5.3.2 在不同模式下观察三维场景67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 结论与展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74

【参考文献】

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本文编号：311433