轨道车辆虚拟样车选配方法和系统与流程

本发明涉及虚拟现实技术，尤其涉及一种轨道车辆虚拟样车选配方法和系统。

背景技术：
虚拟现实技术已在众多复杂装备制造业获得成功应用，虚拟现实数字样机技术已成为提升设计开发能力的关键技术，应用到设计、装配与制造等多个环节中。在高速列车设计、生产过程中，已经采用虚拟样机代替真实的物理样机，可以对高速列车的形状、结构、布局、内饰等进行设计可视化，及直观的设计评审和功能验证。另一方面，还可以让客户参与设计，实现在售前让用户更直观了解产品设计结果及技术水平，达到所见即所得的效果。目前，虚拟现实技术在轨道车辆，尤其是在高速列车上的应用刚刚起步，由于高速列车的结构复杂且模型数据量巨大，虚拟样车的表达及对整列（编组）车辆的虚拟现实实时渲染、实时交互存在诸多技术困难，现有的虚拟现实技术不能快速建立虚拟样车，虚拟样车制作周期较长且不能重复利用已有的虚拟样车部位；另外，虚拟样车修改困难且修改周期较长，被修改部位会影响其他部位，并且，虚拟样车整体渲染效率较低，不能满足即时评审即时修改，以及让客户参与设计等个性化需求。

技术实现要素：
本发明提供一种轨道车辆虚拟样车选配方法和系统，用于解决现有技术不能重复利用已有的虚拟样车部件，虚拟样车制作和修改周期长的技术缺陷。本发明提供的一种轨道车辆虚拟样车选配方法，包括：根据实际需求调用虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色；根据实际需求更换虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色，并建立新的虚拟样车。本发明还提供一种轨道车辆虚拟样车选配系统，包括：切换模块，根据实际需求调用虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色；虚拟样车生成模块，根据实际需求更换虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色，并建立新的虚拟样车。本发明提供的轨道车辆虚拟样车选配方法和系统，能够实时对虚拟样车中的部分模型进行实时更换，还可以对模型的颜色和材质进行实时更换，可以重复利用已有的虚拟样车部件，减小虚拟样车制作和修改周期。附图说明图1为本发明实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配系统的结构示意图。具体实施方式图1为本发明实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配方法的流程示意图。如图1所示，本实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配方法，包括：步骤100，根据实际需求调用虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色。具体地，可以根据用户实际需求，实时调用虚拟样车中的部分模型，例如，可以调用不同类型的车头模型，或者可以调用不同种类的材质，或者调用不同颜色种类。步骤200，根据实际需求更换虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色，并建立新的虚拟样车。具体地，可以根据用户设计、验证等需求，更换已有虚拟样车的部分模型，例如可以更换车体、司机室或地板等模型，还可以更换不同部件的材质，例如可以更换座椅模型的纹理，同样，还可以更换不同模型的颜色。进一步地，在步骤100，根据实际需求调用虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色之前，还包括：步骤300，建立轨道车辆的模型库、材质库和颜色库。具体地，建立轨道车辆的模型库，包括：步骤301建立轨道车辆各部件的三位数字化模型，并预先设定所述三位数字化模型的装配关系。可以通过三维建模软件（3DMAX、PRO/engineer等）建立轨道车辆各部件的三维数字化模型，每个三维数字化模型上均预先设定有特定的装配关系，以满足将三维数字化模型装配成数字样车的要求。步骤302，将轨道车辆中功能相同但结构样式不同的部件抽象为模块并统一机械接口。例如，可以定义车头模块、车体模块、外门模块、车顶模块、地板模块、一等座椅模块、二等座椅模块、侧墙模块和行李架模块等。每个模块均包含有多个形状、结构不同的模型。步骤303，设定模块层级结构，确保模型更换时所有方案均可以匹配。给每个模块设定确定的层级结构，对同一模块内的模型进行更换时，可以保证不同模型方案可以匹配。实际开发中，可以通过模块的名称来标记模块，模块的名称可以是程序控制模型的唯一标识，模型的所有操作可以通过对模型名称的判断来实现。模块的命名规则可以为：（交互前缀)+(方案序号)+部位_部位名称_序号。例如，交互前缀可以为控制交互操作，如打开或关闭车门等，方案序号可以作为方案模块的标识，便于程序识别和区分，部位_部位名称_序号可以用于设计人员对模型层次结构的理解和区分。例如，所有外观模型能切换的部分，模型名称都统一加入(Switch_WK)前缀。所有外观模型要更换颜色的部分，材质名称都统一加入(SwitchColor_WK)前缀。内外车门模型需要交互打开的部分，模型名称都统一加入(Interact_CM)前缀。所有座椅模型要更换纹理的部分，材质名称都统一加入(SwitchTexture_Cloth)前缀。所有可摆放设计座椅，模型名称都统一加入(Place_ZY)前缀。模型库是实现知识积累、模块选配、分布渲染提高系统实时性的基础，其由若干个按模块名称命名的文件夹组成，在每个文件夹中除存储的模型外还存储一张由模块名称命名的Excel（*.xls）表，该表中记录着所有模块的名称，存储于服务器的硬盘中，文件夹中的模型可通过网络进行上传、下载供设计者修改模型或扩充模型。当需增加模块时，通过网络将模型上传到文件夹中，并在Excel表中添加新模型的名称，程序通过读取Excel表的模型名称来调用模型，实现对模块在系统中便捷高效的相关操作。材质库是实现材质实时变化、更新、新增材质的基础，其若干按材质分类的Textures文件夹组成，每个文件夹中存储若干*.PNG的图片，文件夹中的材质图片可通过网络进行上传、下载供设计者修改或扩充。在使用时，系统可实时的调用材质库中的贴图进行材质纹理的切换。颜色库是实现颜色实时变化的基础，其由若干个txt文件组成，txt文件内由RGB数字组成，用于存储和记录事先预设的颜色及新增和实时改变后的颜色，当色板中的色块被删除后，对应的.txt文件中RGB数字组被移除，颜色库中的数据与系统中调色板的色块对应。在系统中颜色可实时改变，极大满足方案制作时对色彩的需求。具体地，步骤200，根据实际需求调用虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色进行切换具体包括：模型的实时选择、产品颜色的实时设定和/或产品材质的实时设定。其中，所述模型的实时选择具体为：根据实际需求调用所述模型库中的模型，对虚拟样车中的部分模型进行替换。所述产品颜色的实时设定具体为：根据实际需求调用所述颜色库中的颜色，对虚拟样车中的部分模型进行实时着色。所述产品材质的实时设定具体为：根据实际需求调用所述材质库中的材质，对虚拟样机中的部分模型进行实时渲染。具体地，可以对轨道车辆部件进行结构分组、颜色及材质的实时选择，从而实现车体不同部分的方案比，例如，可以对车体的头车结构进行模型制作，可以任意快速的切换不同车头方案进行参考或比选，来对比选择最为适合的车头造型。可以对车辆的任意部分进行实时的空间布局，比如选择一个新方案的座椅，并放置到预想的位置；或者对残疾人区域进行布置，使得在空间上更具有合理性；可以让车辆的空间设计更为合理和高效。本实施例提供的轨道车辆虚拟选配方法，能够生成新的虚拟样车可以三通道平面背投系统演示，具有沉浸式3D效果，还可以通过虚拟交互设备与虚拟样车进行人机交互，选配系统如开启车门包括内端门、升弓、开动列车、开关多媒体系统等；通过交互手柄的托拽、移动等等，来对客室的座椅进行重新布置等等。另外，当操控者佩戴跟踪器时，更可以实现身体的浏览互动，如操控者向右方看去，画面会进行实时的方向跟随运动等，增强轨道车辆互动体验的真实性，使人们不需要去驾驶实际车辆或去往特定场所，就能体验到身临其境的真实性感受。具体地，通过交互手柄输入操作指令，进行人机交互操作，例如，手柄上“1”键为打开模型方案切换界面，再次按下为关闭界面。手柄上“2”键为打开色彩方案切换界面，再次按下为关闭界面。手柄上“3”键为打开材质方案切换界面，再次按下为关闭界面。用手柄上的摇杆四个方向，可控制视角前后左右行走。按住手柄“扳机键”并拖动手柄，可控制视角全方位旋转。在具有互动功能的物体上，在光线置于该物体上时，按下手柄的“扳机”键，可做物体的互动控制。如果遇到需要拖动控制的互动物体，可以在按下“扳机”键并“保持按下”的同时，按所需方向“拖动手柄”来进行互动物体的相应控制。本发明提供的轨道车辆虚拟样车选配方法，能够实时对虚拟样车中的部分模型进行实时更换，还可以对模型的颜色和材质进行实时更换，可以重复利用已有的虚拟样车部件，减小虚拟样车制作和修改周期。图2为本发明实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配系统的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配系统，包括：切换模块1，根据实际需求调用虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色；虚拟样车生成模块2，根据实际需求更换虚拟样车的部分模型、材质和/或颜色，并建立新的虚拟样车。进一步地，还包括数据库建立模块3，用于建立轨道车辆的模型库、材质库和颜色库。具体地，切换模块1包括：模型选择模块11，用于根据实际需求调用所述模型库中的模型，对虚拟样车中的部件进行替换；颜色设定模块12，根据实际需求调用所述颜色库中的颜色，对虚拟样车中的部件进行实时着色；材质设定模块13，根据实际需求调用所述颜色库中的颜色，对虚拟样车中的部件进行实时着色。本实施例提供的发明实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配系统，用于执行上述实施例的方法，具体原理和过程不再赘述。本实施例提供的轨道车辆虚拟样车选配系统，能够实时对虚拟样车中的部分模型进行实时更换，还可以对模型的颜色和材质进行实时更换，可以重复利用已有的虚拟样车部件，减小虚拟样车制作和修改周期。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。