一种利用计算机多维空间的数学建模系统

技术特征：
1.一种利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述利用计算机多维空间的数学建模系统包括：数据采集模块，与主控模块连接，用于采集目标对象数据信息及图像信息；主控模块，与数据采集模块、三维建模模块、渲染模块、模拟模块、修正模块、云存储模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；三维建模模块，与主控模块连接，用于根据目标对象数据信息及图像信息构建目标对象三维模型；渲染模块，与主控模块连接，用于通过渲染程序对目标对象三维模型进行渲染；模拟模块，与主控模块连接，用于通过模型程序对目标对象进行模拟；修正模块，与主控模块连接，用于通过修正程序对目标对象模型进行修正；云存储模块，与主控模块连接，用于通过云服务器对目标对象数据、模型进行云存储；显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示目标对象数据、模型。2.如权利要求1所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述三维建模模块建模方法如下：(1)获取待重建目标对象多个角度的图像数据；对图像进行去噪增强处理；基于所述图像数据，确定所述待重建目标对象对应的三维模型空间；(2)根据预设的模型重建精度划分所述三维模型空间，得到多个三维子空间；计算所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值；(3)基于各角点坐标对应的有向距离值，在所述三维模型空间中形成所述待重建目标对象与所述三维子空间相交的至少一个三角面；基于形成的三角面，构建所述待重建目标对象的三维模型；所述模拟模块通过模型程序对目标对象进行模拟包括：(1)构建适用于目标对象三维空间特征的三维空间方程包括：其中n为曼宁粗糙系数；或者：τ1＝c
b
ρ
mixture
(u2 v2)，其中c
b
为无量纲参数，ρ
mixture
多个目标物布置空间间距；τ2＝ρghβ
c
tan(φ)；其中β
c
为目标物交叉率；φ为交叉角；若目标物交叉中交叉率小于10％：上式中d
50
为设定的中值交叉率；ρ
s
,ρ
w
为三维空间中固定目标和流动目标布置距离；若交叉率大于10％：τ2＝6.8(pi)
1.68
p-1.73
e-0.97
tan(φ)；其中pi为交叉指数；p为交叉率；e为交叉比；
(2)构建非交叉格式的中心交叉差分数值方法，包括：采用非交错格式有限差分进行离散，变量上标n表示计算所在时间步；下标i,j为x,y方向上空间网格节点号，如果为整数则为非交错式矩形网格，如果为则为交错式网格；δx,δy表示x,y方向上空间步长；δt代表时间步长；具体离散后方程如下：直接将连续性方程和动量方程通过交错格式中心差分法离散：将离散后迭代方程进行van-lee型插值：其中将离散方程在区间将离散方程在区间进行多重积分：其中：其中：代表t
n 1
，t
n
变量交错格式单元平均；
其中，流动目标采用：其中，流动目标采用：将交错格式离散后方程组转化为非交错格式离散方程：；迭代特定时间步长后，输出结果为：特定精度网格下网格各离散点处三维空间交叉程度h,x方向空间交叉程度u,y方向空间交叉程度v。3.如权利要求2所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述计算所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值，包括：获取所述待重建目标对象在预设相机下的三维坐标；确定预设相机的焦距和主点；根据所述三维坐标、预设相机的焦距和主点，计算所述三维子空间的角点在预设相机平面内的二维坐标；根据所述二维坐标以及预设相机平面所有像素的有向距离值，确定所述三维子空间的角点坐标在预设相机平面内的有向距离值。4.如权利要求2所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述根据所述二维坐标以及预设相机平面所有像素的有向距离值，确定所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值，包括：根据所述二维坐标以及预设相机平面所有像素的有向距离值，得到所述三维子空间的角点坐标在每个预设相机平面内的平面有向距离值；基于所述平面有向距离值，确定所述三维子空间的角点坐标对应的有向距离值。
5.如权利要求2所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述获取所述待重建目标对象在预设相机下的三维坐标，包括：确定所述三维子空间的角点对应的参考三维坐标；对所述参考三维坐标进行转置，得到所述三维子空间的角点在预设相机下的三维坐标。6.如权利要求2所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述根据预设的模型重建精度划分所述三维模型空间，得到多个三维子空间，包括：获取预设的模型重建精度；对所述三维模型空间进行划分，得到与所述模型重建精度对应数量的三维子空间。7.如权利要求2所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述基于各角点坐标对应的有向距离值，在所述三维模型空间中形成所述待重建目标对象与所述三维子空间相交的至少一个三角面，包括：基于各角点坐标对应的有向距离值，确定每个三维子空间与所述待重建目标对象相交的情况；根据每个三维子空间与所述待重建目标对象相交的情况，在所述三维模型空间中形成所述待重建目标对象与所述三维子空间相交的至少一个三角面。8.如权利要求1所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述修正模块修正方法如下：1)从目标对象图像中采集数据信息，所述数据信息包括对象参数数据和模型识别数据一致的正确数据信息，以及对象参数数据和模型识别数据不一致的错误数据信息；2)判断所述错误数据信息是否为模型识别错误，若是，则进入下一步；3)根据所述错误数据信息，进行模型反义，并自动打标，训练模型。9.如权利要求8所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述进行模型反义，包括：将数据信息生成字段信息；从所述字段信息查找标记为错误的模型数据信息；根据所述标记为错误的模型数据信息，还原成带坐标的通用文字识别结果。10.如权利要求8所述利用计算机多维空间的数学建模系统，其特征在于，所述自动打标，训练模型，包括：根据所述带坐标的通用文字识别结果，在目标对象图像中对应的坐标处，标记出正确数据信息和错误数据信息；利用所述正确数据信息调整所述错误数据信息所属模型；所述利用所述正确数据信息调整所述错误数据信息所属模型，包括：记录坐标信息；根据所述错误数据信息对应的坐标信息，用正确的数据信息原框还原错误数据信息，并且保持坐标信息不变。

技术总结
本发明属于数学建模技术领域，公开了一种利用计算机多维空间的数学建模系统，所述利用计算机多维空间的数学建模系统包括：数据采集模块、主控模块、三维建模模块、渲染模块、模拟模块、修正模块、云存储模块、显示模块。本发明通过三维建模模块在构建三维模型时，利用有向距离值确定待重建目标对象与三维子空间之间相交的情况，确定待重建目标对象各部分的形状，因此，不会因为原始数据特征的问题，导致构建的三维模型缺失待重建目标对象中的某些信息；有效解决现有方法中构建的三维模型不准确的技术问题；同时，通过修正模块可以提高模型的识别率。的识别率。的识别率。


技术研发人员：孙爱慧 李丽颖 秦雪 屈德宁 孙钰祥
受保护的技术使用者：吉林师范大学
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/9/2