基于BIM的桥梁锥坡三维建模方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明涉及桥梁三维建模技术，尤其涉及一种基于bim的桥梁锥坡三维建模方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

锥坡conicalslope，指的是为保护路堤边坡不受冲刷，在桥涵与路基相接处修筑的锥形护坡。又称锥体护坡，在采用埋置式、桩式、柱式桥台或桥台布置不能完全挡土时，为保护桥头路堤的稳定，防止冲刷，应在两侧设置锥坡。横桥方向的坡度应与路堤边坡一致，顺桥向坡度应根据高度、土质情况，结合淹水情况和铺砌与否来决定。由于锥坡是一种三维异形建模，现有锥坡信息的基本都是使用二维平面图纸展示，三维建模也是只是展示锥坡表面即使用mesh面模拟，无法三维立体显示，体积计算复杂且精确度差。

技术实现要素：

因此，为了克服现有技术的不足之处，本发明提供一种基于bim的桥梁锥坡三维建模方法、系统、设备和存储介质，能够实现锥坡的三维立体可视化，方便锥坡的体积计算。

本发明的一种技术方案是，提供一种基于bim的桥梁锥坡三维建模方法，包括以下步骤：

获得锥坡底面斜椭圆方程；

根据斜椭圆上的坐标点，确定斜椭圆的b样条曲线方程，并以b样条曲线为锥坡底面的放样路径；

根据锥坡高度、斜椭圆中心点和斜椭圆上的坐标点，确定放样对象，根据放样对象和放样路径扫掠得到锥坡三维模型；

根据桥台位置信息，获得锥坡位置；

将锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上。

进一步，在获得锥坡底面斜椭圆方程之前，获得通用斜椭圆方程。

进一步，根据锥坡放坡坡率和斜夹角，获得椭圆方程。

进一步，根据通用斜椭圆方程和椭圆方程，获得锥坡底面斜椭圆方程。

进一步，四个坐标点将椭圆分成四个扇形，四个扇形分别与桥梁的四个锥坡的底面对应。

进一步，在将锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上之前，还包括：检测锥坡三维模型是否满足要求，将满足要求的锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上。

本发明的另一种技术方案是，提供一种桥梁锥坡的三维建模系统，包括：

斜椭圆方程获取模块，获得锥坡底面斜椭圆方程；

放样路径获取模块，根据斜椭圆上的坐标点，确定斜椭圆的b样条曲线方程，并以b样条曲线为锥坡底面的放样路径；

三维建模模块，根据锥坡高度、斜椭圆中心点和斜椭圆上的坐标点，确定放样对象，根据放样对象和放样路径扫掠得到锥坡三维模型；

位置确定模块，根据桥台位置信息，获得锥坡位置；

匹配模块，将锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上。

进一步，还包括检测模块，检测锥坡三维模型是否满足要求，所述匹配模块将满足要求的锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上。

本发明的第三种技术方案是，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述任一技术方案所述的基于bim的桥梁锥坡三维建模方法的步骤。

本发明的第四种技术方案是，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一技术方案所述的基于bim的桥梁锥坡三维建模方法的步骤。

本发明的有益效果至少包括如下：实现了锥坡的三维建模，实现了锥坡的三维可视化，方便锥坡的体积计算，计算结果精准度高。

为让本发明的上述和其他目的、特征及优点能更明显易懂，配合所附图示，做详细说明如下。

附图说明

图1是本发明中基于bim的桥梁锥坡三维建模方法的流程示意图。

图2是本发明中桥台和锥坡的平面结构示意图。

图3是图1中四个锥坡底面拼接在一起时的斜椭圆示意图。

图4是本发明中通用斜椭圆在坐标系中的局部结构示意图。

图5是本发明中第三锥坡三维模型的立体结构示意图。

图6是本发明中锥坡三维模型匹配在锥坡位置的立体结构示意图。

图7是本发明中桥梁锥坡的三维建模系统的结构示意框图。

图8是本发明中计算机设备的结构示意框图。

其中：

1、第一锥坡；2、第二锥坡；3、第三锥坡；4、第四锥坡；5、桥台；51、耳墙；52、空档部；53、锥坡位置；6、第三锥坡三维模型；

11、斜椭圆方程获取模块；12、放样获取模块；13、三维建模模块；14、位置确定模块；15、检测模块；16、匹配模块；

71、处理器；72、输入接口；73、网络端口；74、显示单元；75、存储器；l1、路线方向；l2、桥下路径。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，兹藉由下述具体之试验例，并配合所附之图式，对本发明做一详细说明，说明如后。

本发明实施例一提供一种基于bim的桥梁锥坡三维建模方法，如图1所示，本发明实施例的方法包括以下步骤。

s100，获得锥坡底面斜椭圆方程。

在一实施例中，请参见图2所示，在图2中，桥梁一共有四个锥坡，四个锥坡分为相对的两个锥坡组，两个锥坡组分别位于桥下路径l2的两侧，桥下路径l2可以是河流、铁路、公路、人行道、耕地、荒地、树林等等。每个锥坡组包括两个锥坡，两个锥坡分别位于桥台5的两侧。在图2中，只给出了四个锥坡底面的投影，四个锥坡分别为第一锥坡1、第二锥坡2、第三锥坡3和第四锥坡4。斜夹角α为桥下路径l2与路线方向l1的夹角，锥坡放坡坡率包括垂直于斜角方向l2的坡率1:m，以及锥坡垂直路线方向l1的坡率1:n。

请参见图3，四个锥坡底面的投影看成由一个完整的斜椭圆分割而成。也就是说，将四个锥坡(第一锥坡1、第二锥坡2、第三锥坡3和第四锥坡4)的投影拼接在一起，就会组成如图3中所示的斜椭圆。即在图3中，桥下路径l2、路线方向l1分别与斜椭圆的交点分别为p1、p2、p3和p4，将斜椭圆分成了四个扇形面,扇形面p4op1、扇形面p3op4、扇形面p2op3、扇形面p1op2，分别与图2中的第一锥坡1、第二锥坡2、第四锥坡4和第三锥坡3一一对应。

在本步骤中，需要获得锥坡底面斜椭圆方程，即获得图3中的斜椭圆方程，具体包括如下步骤。

s101，获得通用斜椭圆方程。

在一实施例中，请参见图4所示，在坐标系x0y中，有一原椭圆弧cd，在原椭圆弧上取一点p(x,y),将y轴旋转到β度，即∠y＇ox＝β,a＝(180°-β)，α为斜夹角，斜夹角α为桥下路径l2与垂直路线方向的夹角，坐标系xoy经旋转后变成坐标系xoy＇，原椭圆弧cd经旋转后成为了变形后椭圆弧c＇d＇,点p(x,y)经旋转后成为了p＇(x＇,y＇)，p＇n与y＇轴平行，在坐标系xoy＇中坐标值不变，即pn＝p＇n＝y,x轴坐标也不变，∠p＇on＝θ，极轴长度p＇o＝r,在三角形p＇on中,根据三角形正弦定理。

公式一：r/sinβ＝x/sin(β-θ)

公式二：r/sinβ＝x/sinθ

解得：

公式三：x＝r×sin(β-θ)/sinβ

公式四：y＝r×sinθ/sinβ

在xoy坐标系下，原椭圆方程为：

公式五：

将公式三、公式四带入公式五整理得通用斜椭圆方程：

公式六：

公式六就是所求的斜椭圆曲线方程，适应用于精确计算任何角度的桥台5锥坡基础曲线。

s102，根据锥坡放坡坡率和斜夹角，获得椭圆方程。

在一实施例中，以桥梁四个锥坡中的一个锥坡为例，已知锥坡高度h，锥坡放坡坡率包括锥坡顺路线方向l1的坡率1:m，以及锥坡垂直路线方向的坡率1:n，斜交角为α，通过计算得到如下椭圆方程。

公式七：a＝h×m/cos(90-a)＝h×m/sina

公式八：b＝h×n/cos(90-a)＝h×n/sina

s103，根据通用斜椭圆方程和椭圆方程，获得锥坡底面斜椭圆方程。

在一实施例中,将公式七和公式八代入斜椭圆方程公式六中,得到斜椭圆方程(图3和图4中的斜椭圆方程)。

公式九：

在一实施例中,当m和n的值相同，并且斜交角为α＝90°时，将m和n的值代入公式九中，通过计算得到如下椭圆方程。

公式十：

这时，公式十是一个原椭圆方程，也就是说，四个锥坡底面的投影组成一个圆。

s200，根据斜椭圆上的坐标点，确定斜椭圆的b样条曲线方程，并以b样条曲线为锥坡底面的放样路径。

在一实施例中，在图3中可以知道，桥下路径l2、路线方向l1分别与斜椭圆的交点分别为p1、p2、p3和p4，将斜椭圆分成了四个扇形面,扇形面p4op1、扇形面p3op4、扇形面p2op3、扇形面p1op2，分别与图2中的第一锥坡1、第二锥坡2、第三锥坡3和第四锥坡4一一对应。在本步骤中，需要使用b样条曲线方程获得p4p1段曲线、p3p4段曲线、p2p3段曲线、p1p2段曲线，具体步骤如下。

s201，获得斜椭圆上的坐标点。

一、在上述斜椭圆方程的公式九中，根据p1、p2、p3和p4四个坐标点在坐标系中的夹角，求出p1、p2、p3和p4四个坐标点的坐标值。并且在图3中的斜椭圆上，在p4p1段的弧线上除了端点p4、p1以外，再任意取两个坐标点c1、c2，并根据斜椭圆方程的公式九求出这两个坐标点c1、c2的坐标值。也就是说，在p4p1段的弧线上一共取了四个坐标点p4、p1、c1、c2，并分别求出了这四个坐标点p4、p1、c1、c2的坐标值。关于c1、c2可以根据需要进行取值，最佳取弧线的1/3、2/3处的点。上述内容只是举例说明，本发明不限于此。

二、同理，根据上述方法，在p3p4段的弧线上取四个坐标点p3、p4、c3、c4，其中p3、p4为p3p4段的弧线的端点，c3、c4为在p3p4段的弧线上任意取的两个坐标点，分别求出了这四个坐标点p3、p4、c3、c4的坐标值。关于c3、c4可以根据需要进行取值，最佳取弧线的1/3、2/3处的点。上述内容只是举例说明，本发明不限于此。

三、同理，根据上述方法，在p2p3段的弧线上取四个坐标点p3、p2、c5、c6，其中p3、p2为p2p3段的弧线的端点，c5、c6为在p2p3段的弧线上任意取的两个坐标点，分别求出了这四个坐标点p3、p2、c5、c6的坐标值。关于c5、c6可以根据需要进行取值，最佳取弧线的1/3、2/3处的点。上述内容只是举例说明，本发明不限于此。

四、同理，根据上述方法，在p1p2段的弧线上取四个坐标点p1、p2、c7、c8，其中p1、p2为p2p1段的弧线的端点，c7、c8为在p2p1段的弧线上任意取的两个坐标点，分别求出了这四个坐标点p1、p2、c7、c8的坐标值。关于c7、c8可以根据需要进行取值，最佳取弧线的1/3、2/3处的点。上述内容只是举例说明，本发明不限于此。

从上述内容可以知道，在图3中的斜椭圆上，除了知道p1、p2、p3和p4四个坐标点的坐标值，还需要知道四个弧线上，每个弧线上另外两个坐标点的坐标值，一共是八个坐标点的坐标值。

s202，确定斜椭圆的b样条曲线方程，并以b样条曲线为锥坡底面的放样路径。

在一实施例中，b样条是样条曲线一种特殊的表示形式。它是b样条基曲线的线性组合。b样条是贝兹曲线的一种一般化，可以进一步推广为非均匀有理b样条(nurbs)，使得我们能给更多一般的几何体建造精确的模型。b样条曲线分为近似拟合和插值拟合，所谓近似拟合就是不过特征点，而插值拟合就是通过特征点，但是插值拟合需要经过反算得到控制点再拟合出过特征点的b样条曲线方程。因为我们已经得出椭圆上的点，所以采用的是插值拟合。

在b样条阶次选择上，查阅资料及测试后，发现使用3阶样条插值拟合函数来进行模拟的效果已经基本跟椭圆重合。

三阶b样条函数方程公式十一：y＝ex³+fx²+lx+s，该方程有4个未知量，故需要4不重叠的点。

在一实施例中，由于需要求出p4p1段曲线、p3p4段曲线、p2p3段曲线、p1p2段曲线的b样条曲线，因此将p4p1段的弧线上的四个坐标点p4、p1、c1、c2分别代入三阶b样条函数方程公式十一，分别得出e值、f值、l值和s值，从而进一步得出p4p1段曲线的三阶b样条函数方程，根据三阶b样条函数方程得出p4p1段b样条曲线，即得出锥坡底面p4p1段的放样路径。

同理，将p3p4段的弧线上的四个坐标点p3、p4、c3、c4分别代入三阶b样条函数方程公式十一，分别得出e值、f值、l值和s值，从而得出p3p4段曲线的三阶b样条函数方程，根据三阶b样条函数方程得出p3p4段b样条曲线，即得出锥坡底面p3p4段的放样路径。

同理，将p2p3段的弧线上的四个坐标点p3、p2、c5、c6分别代入三阶b样条函数方程公式十一，分别得出e值、f值、l值和s值，从而得出p2p3段曲线的三阶b样条函数方程，根据三阶b样条函数方程得出p2p3段b样条曲线，即得出锥坡底面p2p3段的放样路径。

同理，将p1p2段的弧线上的四个坐标点p1、p2、c7、c8分别代入三阶b样条函数方程公式十一，分别得出e值、f值、l值和s值，从而得出p1p2段曲线的三阶b样条函数方程，根据三阶b样条函数方程得出p1p2段b样条曲线，即得出锥坡底面p1p2段的放样路径(请参见图5)。

s300，根据锥坡高度、斜椭圆中心点和斜椭圆上的坐标点，确定放样对象，根据放样对象和放样路径扫掠得到锥坡三维模型。

在一实施例中，请参见图2所示，在图2中，桥梁一共有四个锥坡，本发明使用扫掠的方式分别得到四个锥坡的三维模型，具体步骤如下。

s301，根据锥坡高度、斜椭圆中心点和斜椭圆上的坐标点，确定放样对象。

在一实施例中，在图3中可以知道，桥下路径l2、路线方向l1分别与斜椭圆的交点分别为p1、p2、p3和p4，将斜椭圆分成了四个扇形面,扇形面p4op1、扇形面p3op4、扇形面p2op3、扇形面p1op2，分别与图2中的第一锥坡1、第二锥坡2、第四锥坡4和第三锥坡3一一对应。

在上述步骤s201中，已经获得p1、p2、p3和p4四个坐标点的坐标值，详细步骤请参见上述步骤。请参见图5，在第一锥坡1位置上，放样对象由锥坡高度、斜椭圆中心点、p4坐标点和p1坐标点构成，锥坡的顶点w到p1坐标点的连线wp1为放样对象的开始位置，锥坡的顶点w到p4坐标点的连线wp4为放样对象的结束位置，即wp4、wp1和w构成了第一锥坡1(扇形面p4op1)的放样对象(未画图)。

同理，在第二锥坡2位置上，放样对象由锥坡高度、斜椭圆中心点、p4坐标点和p3坐标点构成，锥坡的顶点w到p4坐标点的连线wp4为放样对象的开始位置，锥坡w的顶点到p3坐标点的连线wp3为放样对象的结束位置，即wp3、wp4和w构成了第二锥坡2(扇形面p3op4)的放样对象(未画图)。

同理，在第三锥坡3位置上，放样对象由锥坡高度、斜椭圆中心点、p2坐标点和p1坐标点构成，锥坡的顶点w到p2坐标点的连线wp2为放样对象的开始位置，锥坡w的顶点到p1坐标点的连线wp1为放样对象的结束位置，即wp2、wp1和w构成了第三锥坡3(扇形面p2op1)的放样对象(请参见图5)。

同理，在第四锥坡4位置上，放样对象由锥坡高度、斜椭圆中心点、p3坐标点和p4坐标点构成，锥坡的顶点w到p3坐标点的连线wp3为放样对象的开始位置，锥坡w的顶点到p4坐标点的连线wp4为放样对象的结束位置，即wp3、wp4和w构成了第四锥坡4(扇形面p3op4)的放样对象(未画图)。

s302，根据放样对象和放样路径扫掠得到锥坡三维模型。

在一实施例中，在图3中可以知道，桥下路径l2、路线方向l1分别与斜椭圆的交点分别为p1、p2、p3和p4，将斜椭圆分成了四个扇形面,扇形面p4op1、扇形面p3op4、扇形面p2op3、扇形面p1op2，分别与图2中的第一锥坡1、第二锥坡2、第四锥坡4和第三锥坡3一一对应。

在步骤s202中，分别获得第一锥坡1、第二锥坡2、第四锥坡4和第三锥坡3的底面的放样路径，即获得了锥坡底面p4p1段的放样路径，锥坡底面p3p4段的放样路径，锥坡底面p2p3段的放样路径，以及锥坡底面p1p2段的放样路径。

在上述步骤s301中，分别获得第一锥坡1、第二锥坡2、第四锥坡4和第三锥坡3的底面的放样对象，即获得了获得了第一锥坡1(扇形面p4op1)的放样对象，第二锥坡2(扇形面p3op4)的放样对象，第三锥坡3(扇形面p2op1)的放样对象，以及第四锥坡4(扇形面p3op4)的放样对象。

根据第一锥坡1的底面的放样路径(锥坡底面p4p1段的放样路径)，第一锥坡1(扇形面p4op1)的放样对象，扫掠得到第一锥坡三维模型(未画图)。

根据第二锥坡2的底面的放样路径(锥坡底面p3p4段的放样路径)，第二锥坡2(扇形面p3op4)的放样对象，扫掠得到第二锥坡三维模型(未画图)。

请参见图5，根据第三锥坡3的底面的放样路径(锥坡底面p2p1段的放样路径)，第三锥坡3(扇形面p2op1)的放样对象，扫掠得到第三锥坡三维模型6。

根据第四锥坡4的底面的放样路径(锥坡底面p3p4段的放样路径)，第四锥坡4(扇形面p3op4)的放样对象，扫掠得到第四锥坡三维模型(未画图)。

s400，根据桥台位置信息，获得锥坡位置。

在一实施例中，请参见图6和图2，在桥梁的三维模型中，选择桥台5的耳墙51，在耳墙51上寻找空档部52和锥坡位置53。也就是说，将耳墙51分为空档部52和锥坡位置53。空档部52不设置锥坡，空档部52位于耳墙51端部的位置上，空档部52的宽度至少为75cm，不同的桥宽度不一样，上述数据只是举例说明，本发明不限于此。寻找到了空档部52，将空档部52进行标识，这样方便下一步操作。

s500，检测锥坡三维模型是否满足要求，将满足要求的锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上。

在一实施例中，检测锥坡三维模型是否满足要求，主要是检测第一锥坡三维模型、第二锥坡三维模型、第三锥坡三维模型6和第四锥坡三维模型的各种数据，例如锥坡的高度，锥坡放坡坡率包括锥坡顺路线方向l1的坡率1:m，以及锥坡垂直路线方向的坡率1:n，斜交角为α，是否和满足三维建模要求。

如果第一锥坡三维模型、第二锥坡三维模型、第三锥坡三维模型6和第四锥坡三维模型的各种数据和三维建模要求的数据是一样的，则认为该锥坡三维模型是满足要求。如果第一锥坡三维模型、第二锥坡三维模型、第三锥坡三维模型6或/和第四锥坡三维模型的各种数据和三维建模要求的数据不一样，则认为该锥坡三维模型不满足要求，不满足要求时，会发出报警提醒，提醒需要对不满足要求的锥坡三维模型重新进行建模。

检测完成后，将满足要求的锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置53上。这里需要说明的是，首先要识别桥台5的四个锥坡位置53分别对应的是哪一个锥坡三维模型，即需要识别与第一锥坡三维模型、第二锥坡三维模型、第三锥坡三维模型6或/和第四锥坡三维模型对应的锥坡位置53。识别完成后，然后就将满足要求的锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置53上，耳墙51的空档部52不设置锥坡三维模型。也就是说，锥坡三维模型距离耳墙51的端部距离至少为75cm。

本发明实施例二提供的一种桥梁锥坡的三维建模系统的结构示意图，请参见图7所示，包括：

斜椭圆方程获取模块11，获得锥坡底面斜椭圆方程；

放样路径获取模块12，根据斜椭圆上的坐标点，确定斜椭圆的b样条曲线方程，并以b样条曲线为锥坡底面的放样路径；

三维建模模块13，根据锥坡高度、斜椭圆中心点和斜椭圆上的坐标点，确定放样对象，根据放样对象和放样路径扫掠得到锥坡三维模型；

位置确定模块14，根据路线信息和桥台位置信息，获得锥坡位置；

检测模块15，检测锥坡三维模型是否满足要求。

匹配模块16，将满足要求的锥坡三维模型匹配到对应的锥坡位置上。

上前述方法实施例中的内容均适用于对应的系统实施例中，因而本系统实施例具体实现的功能与前述方法实施例相同，并且达到的有益效果也与前述方法实施例相同。

本发明实施例三提供的一种计算机设备，请参见图8，本申请实施例提供的一种计算机设备的结构图，包括存储器75和处理器71，所述存储器75存储有计算机程序，所述处理器71执行所述计算机程序时，实现如上述公开的任一种基于bim的桥梁锥坡三维建模方法的步骤。

具体的，存储器75包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机可读指令，该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。处理器71在一些实施例中可以是一中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，为计算机设备提供计算和控制能力。

所述计算机设备还包括：输入接口72，与处理器71相连，用于获取外部导入的计算机程序、参数和指令，经处理器71控制保存至存储器75中。该输入接口72可以与输入装置相连，接收用户手动输入的参数或指令。该输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是终端外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，也可以是键盘、触控板或鼠标等。

显示单元74，与处理器71相连，用于显示处理器71处理的数据以及用于显示可视化的用户界面。该显示单元74可以为led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)触摸器等。

网络端口73，与处理器71相连，用于与外部各终端设备进行通信连接。该通信连接所采用的通信技术可以为有线通信技术或无线通信技术，如移动高清链接技术(mhl)、通用串行总线(usb)、高清多媒体接口(hdmi)、无线保真技术(wifi)、蓝牙通信技术、低功耗蓝牙通信技术、基于ieee802.11s的通信技术等。

图8仅示出了具有组件71-75的计算机设备，本领域技术人员可以理解的是，图8示出的结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明实施例四还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时时实现如上述公开的任一种基于bim的桥梁锥坡三维建模方法的步骤。

前述方法实施例中的内容均适用于对应的存储介质实施例中，因而本存储介质实施例具体实现的功能与前述方法实施例相同，并且达到的有益效果也与前述方法实施例相同。

本领域技术人员可以理解的是，上述步骤在实际运行中可以根据需要调换顺序，或者并行处理。上述步骤反复执行，直至针对桥梁锥坡的三维建模工作全部完成。

应当认识到，本申请的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步地，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本申请的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本申请所述的方法和技术编程时，本申请还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器75的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本申请优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本申请的较佳实施例而已，本申请并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本申请的技术效果，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。在本申请的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。