三維框圖(三維框架圖)

今天給各位分享三維框圖的知識，其中也會對三維框架圖進行解釋，如果能碰巧解決你現在面臨的問題，別忘了關注本站，現在開始吧！一個IMU內可能會裝有三軸陀螺儀和三軸加速度計，來測量物體在三維空間中的角速度和加速度。關于幾軸 我們生活在三維世界，人們理所當然的認為只有三個軸。一個典型的姿態測量系統可以測得加速度和角速度，總共是6維向量，這是我們通常所說的6軸IMU，除此之外系統還可能包括三維的地磁場以及一維的氣壓計，就成了我們通常稱的9軸和10軸系統。HI226與HI229分別屬于6軸姿態傳感器與9軸姿態傳感器。

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本文目錄一覽：

• 1、2019-12-05
• 2、三維數據構成方法
• 3、怎樣把CAD二維線框圖變成三維
• 4、WORD 怎么畫三維立體流程圖
• 5、工程地質三維建模與可視化？

2019-12-05

簡介

隨著科技的進步，導航的方案也層出不窮，尤其是SLAM技術極大的促進了導航方案在機器人、無人駕駛等領域的發展，絕大多數導航方案都會使用慣性測量單元（IMU）來融合其他傳感器來實現更加精確的導航。然而在體積、成本、性能、功耗等諸多因素的限制下，如何選擇一款適合客戶應用的姿態傳感器便成了客戶最大的難點。

HI2XX系列姿態模塊是綜合了體積、成本、性能、功耗等諸多因素后推出的工業級姿態傳感器，這篇文章旨在幫助設計人員理解IMU的基礎知識及相關應用，并為用戶提供選擇方案。

術語

IMU慣性測量單元(Inertial Measurement Unit) 是測量物體三軸角速度和加速度的設備。一個IMU內可能會裝有三軸陀螺儀和三軸加速度計，來測量物體在三維空間中的角速度和加速度。嚴格意義上的IMU只為用戶提供三軸角速度以及三軸加速度數據。

VRU 垂直參考單元(Vertical Reference Unit)是在IMU的基礎上，以重力向量作為參考，用卡爾曼或者互補濾波等算法為用戶提供有重力向量參考的俯仰角、橫滾角以及無參考標準的航向角。通常所說的6軸姿態模塊就屬于這類系統。航向角沒有參考，不管模塊朝向哪里，啟動后航向角都為0°(或一個設定的常數)。隨著模塊工作時間增加，航向角會緩慢累計誤差。俯仰角，橫滾角由于有重力向量參考，低機動運動情況下，長時間不會有累積誤差。

AHRS 航姿參考系統(Attitude and Heading Reference System)AHRS系統是在VRU的基礎上增加了磁力計或光流傳感器，用卡爾曼或者互補濾波等算法為用戶提供擁有絕對參考的俯仰角、橫滾角以及航向角的設備，這類系統用來為飛行器提供準確可靠的姿態與航行信息。我們通常所說的9軸姿態傳感器就屬于這類系統，因為航向角有地磁場的參考，所以不會漂移。但地磁場很微弱，經常受到周圍帶磁物體的干擾，所以如何在高機動情況下抵抗各種磁干擾成為AHRS研究的熱門。

GNSS/INS 組合導航系統，顧名思義這種系統是利用全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System 簡稱GNSS，它是GPS，北斗，GLONASS、GALILEO等系統的統稱) 與慣性導航(Inertial Navigation System)各自的優勢進行算法融合，為用戶提供更加精準的姿態及位置信息。

下圖是組合導航系統的一個基本的框圖，它以加速度計、陀螺儀、磁力計、氣壓計、GNSS等作為基本輸入，利用融合算法輸出用戶所需要的姿態信息、位置信息以及速度信息。

HI2XX系列傳感器包含HI226和HI229，其中HI226是VRU，HI229是AHRS。它們都是工業級姿態傳感器。

關于幾軸

我們生活在三維世界，人們理所當然的認為只有三個軸。那么為什么會出來6軸，9軸以及10軸？在這里我們不能簡單地把6軸，9軸向物理世界對應: 它實際的意思是表示N種測量值。一個典型的姿態測量系統可以測得加速度和角速度，總共是6維向量，這是我們通常所說的6軸IMU，除此之外系統還可能包括三維的地磁場以及一維的氣壓計，就成了我們通常稱的9軸和10軸系統。

自由度(Degree of Freedom, DoF) : 6DoF，9DoF也是經常聽到的說法?？臻g中的剛體只有平移和旋轉。其中平移三個自由度，旋轉三個自由度，因此用9Dof與10Dof來描述姿態系統實際上是不恰當的，但是目前國內有一些廠商依然會用9DoF，10DoF來描述系統，我們理解就可以，不必過于深究。

HI226與HI229分別屬于6軸姿態傳感器與9軸姿態傳感器。

下表為HI2XX系列的產品特性總結：

IMU性能指標及誤差源

量程(Range) 它指的是IMU可以測量的加速度角速度的范圍，意味著只要傳感器運動范圍如果不超過IMU的量程，那么便可以提供準確的數據，通常角速度的單位是 °/s，加速度單位是g。正常情況下, 機器人和無人駕駛角速度一般不會超過200 °/s，加速度不會超過4g，但是大量程可以在產品使用的過程中經受偶發性沖擊，魯棒性好。

隨機游走(Random Walk) IMU系統通過對角速度與角加速度積分來獲得姿態角與速度，但是原始測量值中含有噪聲，這些噪聲被積分后便形成了隨機游走，并隨著時間的平方根變化而變化。角度隨機游走（ARW）的單位是°/sqrt(hr),速度隨機游走噪聲（VRW）的單位是m/s/ sqrt(hr)。

隨機游走(Random Walk) 它體現了在輸出帶寬內，頻率對噪聲的影響。角速度的噪聲頻譜密度單位是°/s/√Hz，加速度的噪聲頻譜密度是g/√Hz。

零偏(Bias) 當IMU保持靜止時, 它依然會有一個很小輸出，這個輸出的數值就是零偏。它會受到IMU的上電狀態、溫度、內部結構等因素影響，比如陀螺儀理論上靜止時應該是0°/s，實際上陀螺儀靜止的輸出是一個均值不為零的噪聲。

零偏穩定性(Bias Stability/In-run bias ) 這是評價低成本IMU非常重要的性能指標，它可以被定義為IMU相對于其輸出速率平均值的偏差或漂移量。陀螺儀零偏穩定性的單位是°/h，加速度計的零偏穩定性單位是g/h。

比例因子(Scale Factor) 比例因子描述了輸入與輸出的相關性，比如載體實際旋轉的角速度是100 °/s，但是陀螺儀輸出的確是98°/s，真實值和測量值之間受到了比例的影響，可以被描述為下公式：

y=SF(x)+b+v

其中y為傳輸器輸出，x為真實值，SF為比例因子，b為零篇，v為傳感器噪聲。

非線性度(Nonlinearity) 也叫做比例因子的高次性。比例因子實際上不是常量。它本身還會隨著加速度或角速度的變化而變化(一般變化程度很小)，非線性度越小越好。

非正交性(Misalignment) 在理想的情況下，坐標系的軸與軸之間是絕對正交的，但是現實情況下IMU的坐標軸之間卻不是完全正交的。這個指標會對劇烈無規則高機動運動產生很大的影響。

加計敏感度(G- Sensitivity) 陀螺儀是感應角速度的器件，但也會受到加速度的影響。這是微機電陀螺儀最常見的現象。

并不是上述所有誤差源都會對系統造成很嚴重的影響，通常每種應用對應著不同的典型工作環境。但是了解哪些誤差源對系統的影響大才有可能在系統設計階段盡量減小誤差。一般來講，零偏，比例因子，非正交性可以通過出廠前校準得到改善。而零偏穩定性，噪聲和非線性度對校準后的IMU使用影響比較大。除此之外，溫度對系統影響也很大，但是鑒于高性價比的一般中低端IMU受溫度影響的特性非常復雜，批量級溫度補償對于中低端工業級IMU來說還是一個挑戰。影響IMU性能的主要因素如下圖所示：

針對上述誤差，我們專門為HI2XX系列定制了校準設備，出廠之前每一顆都經過了嚴格的校準，校準之后各方面指標如下。

精度指標如下表：

物理尺寸以及電氣特性如下表所示：

應用場景

導航

很多應用場景都需要監測位置以及方向，比如無人駕駛汽車、移動機器人、無人船等，HI226最典型的應用就是移動機器人，比如掃地機器人，送餐機器人，大型商用機器人。性能優異的IMU有助于機器人用戶降低激光雷達成本，縮短開發時間，下圖是某機器人公司利用HI226以及低成本激光雷達做的導航方案效果圖。

控制

很多應用場景會用到IMU的原始加速度與角速度數據，緩慢的航向漂移對這種應用不重要，可以接受一些噪聲以及誤差比如攝像機穩臺、云臺、關節的動作捕捉、體育訓練等，這些領域對于IMU的要求必須是低成本的。HI226低延時與高速率特性可以很好的與這些場合相結合。

總結

三維數據構成方法

(一)三維物探異常擬合數據體構成框圖(見圖3-77)

構建測區三維綜合物探勘查數據體平臺關鍵因素有以下幾個方面:

1)建立科學可行三維框圖的三維數據結構與空間網格化。

2)多元勘查信息數據三維框圖的采集、處理、解譯與數據格式歸一化處理。

3)三維空間坐標點統一三維框圖的地層物理意義及屬性解譯。

圖3-77 松散含水層綜合物探勘查三維數據體構成框圖

(二)勘查區網格化處理

勘查區網格化處理是構建空間三維數據結構三維框圖的主要方法,在實施勘查區精細測量以后,可按照勘探程度和精度要求實施平面坐標數據的網格化處理,然后依據勘探深度離散設定一定精度的深度坐標的網格,進而形成XYZ空間坐標的立體信息數據網格數組,即A(x,y,z)代表該坐標點的含水層地質屬性及空間定位(圖3-78)。

(三)三維空間坐標點的地層解譯

對于多元采集的松散含水層勘查數據信息,要進行多元數據格式的歸一化約定和處理,需要對地下空間各坐標點的地球物理屬性及地質含義統一處理,由于我們采集了各種方法多元的勘測數據,為此數據體系統約定以松散地層屬性(如黏土層、細砂層、粗砂層和礫石層等地層分類屬性)和地層的空間定位數據(如埋深、厚度等定位坐標),各個坐標點數據結構見地下空間坐標點地層屬性表3-8所示s。

圖3-78 綜合物探三維數據體結構空間網格化示意圖

表3-8 地下空間坐標點A(x,y,z)地層屬性列表

怎樣把CAD二維線框圖變成三維

1、打開cad二維框圖。

2、點擊“視覺樣式”選項在下拉菜單中找到“二維線框”點擊。

3、進入“布局”后，選擇左上角“視圖控件”選擇“前視”。

4、在下方命令欄中找到“布局1”點擊進入。CAD將三維模型形成。

注意事項：

CAD技術已經廣泛地應用在機械、電子、航天、化工、建筑等行業。并行設計、協同設計、智能設計、虛擬設計、敏捷設計、全生命周期設計等設計方法代表了現代產品設計模式的發展方向。

WORD 怎么畫三維立體流程圖

Microsoft Office Word 2003

1

打開Microsoft Office Word 2003軟件，界面如圖所示，相信大家都很熟悉這個版本的界面菜單三維框圖了

2

我們在繪圖之前，首先要去掉它的背景畫布。點擊【工具】菜單下面的【選項】打開如圖所示窗口

3

切換到【常規】選項卡，去掉如圖所示位置的復選按鈕，我們在插入自選圖形的時候，不需要畫布，點擊確定

4

打開【視圖】——【工具欄】——勾選【繪圖】，此時word下方就有了繪圖的快捷按鈕

5

如圖所示，點擊【自選圖形】【基本現狀】找到三維框圖你需要繪制的圖形【立方體】

6

按住鼠標左鍵，拖動，繪制自選圖形，得到如圖所示的立方體

7

雙擊自選圖形，可以設置圖形的顏色、大小、版式等相關屬性

END

WPS Office 2012

1

打開WPS Office 2012個人版，現在很多人都開始使用wps了，因為它界面比較美觀，安全性也大大提升了

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WPS Office 2012個人版將功能集成在了菜單欄，并且用圖形的方式表示，很直觀。我們點擊【插入】選擇【形狀】

3

在彈出的菜單中，選擇我們需要的三維圖形，

4

同理，按住鼠標左鍵，拖動可以繪制三維立體圖形，并且菜單欄會自動出現屬性菜單

END

Microsoft Word 2013

1

Microsoft Word 2013操作方法和WPS Office 2012一樣，在這里天使就重復講述了，請看WPS Office 2012的方法就可以了

工程地質三維建模與可視化？

工程地質三維建模與可視化具體包括哪些內容呢三維框圖，下面中達咨詢招投標老師為你解答以供參考。

1 前言

現有三維框圖的地理信息系統(GIS)都主要表達二維三維框圖的地表地物的圖形和屬性信息，要擴展到真三維包含地下地質結構的地質信息系統還有差距。一個大型地質工程項目從可行性研究階段、初步設計階段到詳細設計階段，乃至到工程施工與運行階段，往往積累三維框圖了大量的地質資料，用三維模型圖形圖像來表達和解釋如此龐大的資料，比光靠數據庫和圖表圖紙等傳統手段來得有效的多。建立工程地質體的三維模型，處理巖層界面與結構面組合關系，逼真反映地下主要地質結構全貌，將為工程地質工作者分析研究工程地質現象和發現掌握巖土體結構規律，提供一種嶄新的研究手段和研究方法。

國外三維地質建模和可視化研究發展較快。加拿大阿波羅科技集團公司推出的三維建模與分析軟件MicroLYNX，通過對離散點采樣、鉆探采樣和探槽采樣等空間數據的處理，產生剖面、塊和面等模型，確定礦藏分布和等級變化并計算礦藏儲量。加拿大Gemcom Software International Inc.公司開發的Gemcom軟件通過鉆孔、點、多邊形等數據，利用實用的圖形編輯和生成工具，顯示鉆孔孔位分布，運用不規則三角網建立表面和實體模型，運用多義線圈閉巖層和礦體邊界進行儲量和品位分析，提供三維框圖了交互操作功能并允許用戶根據自己的經驗和專家知識勾畫地質模型，實現任意剖面切割任意角度觀察和實體與實體或實體與表面的交切與布爾運算等。國外軟件主要是瞄準采礦工程，能夠較好地滿足采礦工程活動中的礦產資源勘探和評價、地下礦井和露天礦坑設計和規劃、礦產資源管理和采礦生產管理等需求。美國Kinetix公司開發的3D Studio MAX，Alias/Wavefront公司開發的Maya和微軟公司開發的Softimage等大眾化的三維建模軟件，在構建工業和建筑模型與動畫制作方面有其獨到之處，但交互查詢的功能較弱，與工程勘測數據庫結合并應用于工程地質三維建模方面還有較大距離。

張菊明等對風化帶分布、多層地層等地質信息的可視化和斷層錯斷巖層的表達和顯示的算法[1,2]進行了較為深入的研究，為工程地質三維可視化軟件的開發準備了數學基礎，并借助AutoCAD平臺實現了復雜三維地質圖形的顯示。國內的靈圖VRMap地理信息系統軟件有較強的地形模擬和地表地物的查詢功能，但不是真三維的地質建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開發TITAN三維建模軟件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面數據，建立起三維空間復雜形狀物體的真三維實體模型，但目前只是初步的三維建模與圖形處理的引擎，在面向具體專業時，需要添加或擴充專業模塊，比如工程地質專業模塊等。

縱觀國內外幾種軟件的研究與開發現狀，它們為工程地質三維建模與可視化打下了很好的技術基礎，提供了很寶貴的開發經驗。但是，對于工程地質專業的地質體建模與可視化分析的針對性不強，不能夠很好地滿足工程地質生產與研究的專業功能需要。因此本文將從分析工程地質的三維建模和可視化的關鍵技術問題入手，簡單描述作者在工程地質三維建模和可視化方面的初步開發研究成果。

2 關鍵技術問題分析 2.1離散數據的插值與擬合

工程地質復雜地質體中的各種地質信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節理、風化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學、巖土體的物理力學參數或數據的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數，它們的擬合函數要根據實際勘測數據建立，實測數據越豐富，越能夠真實描繪出這些信息的空間分布規律。地表地形測量數據、地下水位埋深測量信息等的單值曲面圖形生成可歸結為雙自變量離散數據的插值和擬合，多值曲面如倒轉褶皺和空間等值面等，則應采用多參變量插值等其他一些較復雜的方法?？臻g曲面插值函數有以下構造方法，如與距離成反比的加權方法(Shepard 方法)，徑向基函數插值法(Multiquadric方法)[3]，平面彈性理論插值法[1,2]等，它們同樣適用于單個連續地層界面、地球物理勘探數據、地球化學勘探數據以及巖土體物理力學參數在地質體空間的分布。

2.2 三維數據結構

工程地質體一般是不規則形體，在計算機圖形學中曲線和曲面總是分別通過很多微小直線段和微小三角面逼近來模擬地層巖性界線和巖層曲面，即巖層界面（和地表曲線、地下水位面等地質層面界線）和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。地質體三維空間數據結構是工程地質三維建模和可視化的基礎，這就要求必須具備有效的分層的三維數據結構，能夠確保人機交互和查詢的實現。

2.3 曲面求交

地質體中存在大量各種層面，當出現地層不整合、斷層錯斷巖層、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時，就自然會遇到曲面間求交的問題；地質體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過數學方法擬合出的巖層面或地下水位面不應超出地表曲面，即超出部分不應顯示。同樣的，當顯示多層地層時，下面的每一巖層應以其上一巖層為邊界。因此，為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表、斷層面和其他地層面的求交問題。另一方面，在剖面圖成圖時，地質界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質界面（層面）之間的相交，和地質界面與剖面的相交兩類問題。

2.4 三維拓撲結構分析

從地質學角度看，拓撲是地質對象間關系的表格，拓撲表存儲層位間上覆、下伏和交切(被斷層切割后地層的拓撲表達)等的地層學關系及地質空間位置關系。拓撲也可視為允許這些地質關系合理儲存的數據結構。例如，考慮多層地層，上一個巖層的底面和與其相鄰的下一個巖層的頂面是上下巖層這兩個實體的公共部分或共享邊界，它們之間的拓撲關系就是相鄰和同一的關系，在存儲數據時只存儲上一個巖層的底面或其相鄰的下一個巖層的頂面，即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個地層曲面，大大減少數據存儲量。評價地質模型系統的優缺點往往決定于描述地質對象所用的拓撲結構[4]。

2.5 可視化技術

工程地質復雜地質體可視化，是利用計算機技術將工程勘測獲得的數據，轉換為形象直觀的便于進行交互分析的地下地質結構空間形態的立體圖和剖面圖形，其基礎是工程數據和測量數據的可視化〔5〕。利用可視化技術可以從龐大的地質勘測數據中構造出地質工程中對于邊破穩定性和地下硐室變形破壞等起關鍵作用的巖層和結構面，并顯示其范圍、走向和相互交切關系，幫助工程地質人員對原始數據做出正確解釋，繼而為工程地質分析具體問題提供決策支持。

3 工程地質三維可視化技術的初步開發與應用 3.1 研究框圖

工程地質復雜地質體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。

基于離散采樣數據的插值與擬合的思想，即將離散數據轉化為連續曲線曲面, 工程地質復雜地質體三維建模與可視化的過程是，從勘探數據庫中提取各種地質信息的坐標位置及巖土體的物理力學參數，通過不同的擬合與插值函數得到地質層面(曲面)和地質實體的三維計算機圖形顯示，表達地質信息在研究區域內的分布規律。生成地質巖層面和地質實體后，實現從任意角度觀察建立的模型，實現根據指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。

3.2 初步開發與應用 3.2.1 工程勘測空間數據庫管理

在收集整理現場勘測數據后錄入金沙江某水電工程勘測空間數據庫各分項數據表，這些數據表不僅包括地質信息的位置數據，更重要的是提供屬性數據。

以地層巖性數據表為例，要求錄入鉆孔編號、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性（地層名稱）、地層代碼（地層年代）、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關系、地質描述等數據。隨著工程勘測的進展，能夠方便地修改補充和管理勘測數據。圖2是工程勘測數據庫中鉆孔地層系統數據表的管理界面。

3.2.2 三維瀏覽

通過孔口坐標和測量數據等的離散數據的擬合和插值法繪制壩址區的右岸地表曲面網格（圖3），進而可在三維圖形環境中進行虛擬現實瀏覽觀察（圖4）。

3.2.3 三維地質立體圖

利用工程勘測數據，建立了壩址區右岸三維立體地質圖。該壩址區自上而下地層巖性組合為：第四系崩坡堆積物，侏羅系泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖，三疊系上統厚至巨厚層狀細至中粒砂巖，三疊系上統薄至中厚層狀粉細紗巖、粉砂巖，三疊系上統中厚至厚層狀中粗砂巖。通過有限的工程勘測數據得出的立體圖，能夠較好地滿足工程地質的精度。圖5表達了該壩址區右岸三維地質圖。

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關于三維框圖和三維框架圖的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。