[发明专利]一种多轴大型阵列表演模拟系统及方法

权利要求书

1.一种多轴大型阵列表演模拟系统，其特征在于，包括：

场景数据显示模块，用于建立多轴大型阵列表演的阵列机构和运动环境的三维模型；

阵列效果仿真模块，用于接收并处理阵列姿态参数和位移参数，得出阵列元素位移数据，将所述阵列元素位移数据发送至所述场景数据显示模块驱动所述阵列机构的三维模型动作模拟多轴大型阵列表演；

所述阵列效果仿真模块包括：姿态参数编辑子模块、位移参数编辑子模块、曲线规划子模块和姿态解算子模块；其中，

所述姿态参数编辑子模块，用于提供阵列姿态参数输入和编辑接口，以接收和编辑输入的初始的阵列姿态参数；

所述位移参数编辑子模块，用于提供阵列位移参数输入和编辑接口，以接收和编辑输入的初始阵列元素位移参数；

所述曲线规划子模块，用于对所述姿态参数编辑子模块接收的阵列姿态参数中的关键帧曲线和高度位移关键帧曲线进行重规划；

所述姿态解算子模块，用于实时接收所述场景数据显示模块的阵列机构的三维模型的阵列姿态参数，计算得出每帧每个阵列元素的高度位移值作为阵列元素位移数据；

数据输出回传模块，用于将所述阵列效果仿真模块得出的所述阵列元素位移数据输出至外部的数据记录文件中；以及用于将阵列机构的实际运行数据导回输入至所述场景数据显示模块建立的阵列机构的三维模型中。

2.根据权利要求1所述的一种多轴大型阵列表演模拟系统，其特征在于，所述阵列效果仿真模块接收并处理阵列姿态参数和位移参数为：

接收输入的初始阵列姿态参数和位移参数，对所述初始阵列姿态参数和位移参数中的关键帧曲线进行重规划，以及实时接收所述场景数据显示模块的阵列机构的三维模型的阵列姿态参数并计算所有阵列元素的高度位移值作为阵列元素位移数据。

3.根据权利要求1所述的一种多轴大型阵列表演模拟系统，其特征在于，还包括：数据校验模块，用于校验外部的数据记录文件中阵列元素位移数据的运动学参数是否满足实际阵列机构的物理机构的限制要求。

4.根据权利要求1所述的一种多轴大型阵列表演模拟系统，其特征在于，所述关键帧曲线由时间t_k,k＝1,…,n及其对应的帧值x_k,k＝1,…,n来确定，其中，x为姿态参数或位移参数。

5.根据权利要求1所述的一种多轴大型阵列表演模拟系统，其特征在于，所述曲线规划子模块对所述姿态参数编辑子模块生成的姿态参数关键帧曲线和对所述位移参数编辑子模块生成的位移参数关键帧曲线进行重规划为：

用五次多项式作为构造函数，其中的待定系数A、B、C、D、E和F由待规划的姿态参数关键帧曲线和位移参数关键帧曲线中前后相邻时间段的起始值x_k，起始一阶导数值起始二阶导数值终止值x_k+1，终止一阶导数值终止二阶导数值来计算确定；其中，t表示时间；每个阵列姿态参数中两相邻关键帧之间的曲线段，都用所求得的对应五次多项式重新计算相邻关键帧之间每一帧的值。

6.根据权利要求2所述的一种多轴大型阵列表演模拟系统，其特征在于，所述姿态解算子模块包括：由驱动阵列机构呈现不同姿态的计算程序集合而成的姿态库。