一种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法
【专利摘要】本发明属于环境保护【技术领域】，涉及一种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法。该方法包括如下步骤：（1）设计将位移传感器2与光电跟踪仪3相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统；（2）在混凝反应器1中向原水中投加混凝剂，利用设计的监测系统采集絮体图像信息；（3）将采集的图像信息，分别传输到两台计算机上，仿真计算机4完成实时仿真图像的生成；将仿真计算机内生成的仿真视频传至数据采集处理计算机5，完成图像与数据的实时存储、数据记录。通过上述的一体化絮体三维模型仿真模拟的方法可对混凝絮体实现三维同步可视化仿真模拟，为定量描述絮凝体的形态和结构及其仿真模拟提供技术支持，从而实现在混凝过程中对混凝效果的实时控制。
【专利说明】一种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法，该方法是一种以絮体二维 模型为基础，以OpenGL技术为手段，利用光电跟踪仪，对混凝絮体实现三维同步可视化仿 真模拟，从而实现在混凝过程中对混凝效果的实时控制。
【背景技术】
[0002] 研究絮体在絮凝过程中的特性，用来探讨絮凝过程中絮体的粘结方式，以及决定 最终平衡状态下絮体尺寸和形态的因素，可为混凝阶段流程设计提供依据，对于控制絮凝 过程中各种影响因素具有重要意义。三维絮体模型能够拓展絮凝体模型的研究，为定量描 述絮凝体的形态和结构及其仿真模拟提供技术支持。
【发明内容】
[0003] 为了弥补传统絮体模型在准确反映混凝效果方面的不足，本发明提供了一种能实 现可视化混凝絮体仿真模拟的新方法。
[0004] -种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法，包括如下步骤：（1)设计将位移传感 器2与光电跟踪仪3相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统；（2)在混凝反应器1中向原 水中投加混凝剂，经过混凝搅拌及静沉阶段，在此过程中利用设计的监测系统采集絮体图 像信息；（3)将采集的图像信息，分别传输到两台计算机上，仿真计算机4安装视频仿真软 件，完成实时仿真图像的生成；数据采集处理计算机5安装存储与记录软件，将仿真计算机 4内生成的仿真视频传输至数据采集处理计算机5组成数据采集与处理单元，完成图像与 数据的实时存储、数据记录。
[0005] 所述的位移传感器为超声波式位移传感器，属于非接触式测量，并可进行连续探 测，由于不用进行接触，可避免腐蚀性液体对设备的损坏，同时便于远距离控制，在本系统 中用作边缘位置传感器。
[0006] 所述的光电跟踪仪为基于FPGA跟踪伺服器的光电跟踪仪，具有高精度、高集成度 的优点，提高了实时絮体图像采集的敏感性，较之一般的图像采集设备有很强的优越性。
[0007] 所述的仿真计算机为NT工作站，具备优越的仿真性能，进行仿真运行的同时，能 够同步自检，及时发现问题进行修改，具有价格低廉、配置灵活、使用方便、维护成本低等优 势。
[0008] 所述的数据采集处理计算机采用移动工作站，具备全面的OpenGL接口支持，提供 高性能的软件编辑及信息传输功能，可满足要求苛刻的工作环境的需求。
[0009] 通过上述的实时跟踪混凝絮体监测系统的开发可为絮体图像的采集、分析提供有 力保障，并能够提高所建立模型的仿真度。对絮体分形维数的测定，分析絮体结构的变化趋 势，模拟絮体动态特征变化规律，实现絮体生长的可视化提供技术支持。
[0010] 本发明涉及一种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法研发，该模拟方法优化了传 统絮体模型模拟技术，实现了絮体图像采集、模拟的同步完成。同时，用位移传感器和光电 跟踪仪代替了传统的图像采集所用的设备，不仅保证了絮体图像采集的质量，而且可实现 多种类型、多种效果的模拟目标管理，静态目标与背景融合，动态目标三维效果与真实背景 的融合等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 附图为本发明一种一体化絮体三维模型仿真模拟系统流程示意图，结合本图做进 一步的说明。
[0012] 图中：1混凝反应器，2位移传感器，3光电跟踪仪，4仿真计算机，5数据采集处理 计算机。
【具体实施方式】
[0013] 附图为本发明的一种具体实施例，该实施例包括位移传感器2,位移传感器2与光 电跟踪仪3相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统进行混凝反应器1中絮体的运动情况 探测，将采集到的絮体运动信号分别发送至仿真计算机4和数据采集处理计算机5,完成絮 体三维模型的仿真模拟。
[0014] 采用上述一体化絮体三维模型仿真模拟系统的仿真方法包括如下步骤：（1)将位 移传感器与光电跟踪仪相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统；（2)在混凝反应器中向 原水中投加混凝剂，经过混凝搅拌及静沉阶段，在此过程中利用监测系统采集絮体图像信 息；（3)将采集的图像信息，分别传输到仿真计算机和数据采集处理计算机上，仿真计算机 完成实时仿真图像的生成；将仿真计算机内生成的仿真视频传输至数据采集处理计算机， 完成图像与数据的实时存储、数据记录。
【权利要求】
1. 一种一体化絮体三维模型仿真模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1)设计将 位移传感器2与光电跟踪仪3相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统；（2)在混凝反应器 1中向原水中投加混凝剂，经过混凝搅拌阶段及静沉阶段，在此过程中利用设计的监测系统 采集絮体图像信息；（3)将采集的图像信息，分别传输到两台计算机上，仿真计算机4安装 视频仿真软件，完成实时仿真图像的生成；数据采集处理计算机5安装存储与记录软件，将 仿真计算机4内生成的仿真视频传输至数据采集处理计算机5组成数据采集与处理单元， 完成图像与数据的实时存储、数据记录。
【文档编号】G01N21/85GK104122262SQ201310148519
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】于衍真, 谭娟, 范丽莎, 王娟婷, 周玉兴, 李妙婉 申请人:济南大学