3D CAD 模型的激光扫描重新整合制造技术

设施、城市或多资产分组的3D CAD模型根据所述设施/城市/多资产分组来重建。通过基于规则的分析，在激光扫描数据中识别CAD模型对象。规则基于设施/城市/多资产分组中对象的形状、大小和/或连接的顺序将激光扫描数据映射到CAD模型对象。设备和处理设施的设计逻辑也可以由所述规则利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
公知的计算机辅助技术包括计算机辅助设计或CAD，其涉及用于创作产品设计的软件解决方案。类似地，CAE是计算机辅助工程设计的缩写，例如，其涉及用于对未来产品的物理行为进行仿真的软件解决方案。CAM代表计算机辅助制造，并且通常包括用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在市场上提供了用于形成产品的对象(或部分)或对象的装配的设计的很多系统和程序，例如，由Dassault Systemes以CATIA为商标提供的系统和程序。这些CAD系统允许用户构建和操控对象或对象的装配的复杂三维或3D模型。因而，CAD系统提供使用边或线(在某些情况下使用面)的建模的对象的表示。线或边可以以各种方式(例如，非均匀有理B样条(NURBS))来表示。这些CAD系统将部分或者部分的装配作为建模的对象来管理，所述建模的对象主要是几何结构的规格说明。具体而言，CAD文件包含根据其来生成几何结构的规格说明，所述规格说明继而允许生成表示。可以将几何结构和表示存储在单个CAD文件或者多个CAD文件内。CAD系统包括用于将建模的对象呈现给设计者的图形工具；这些工具专用于复杂对象的显示；表示CAD系统中的对象的文件的一般大小处于每部分I兆字节的范围内，而装配可以包括数千个部分。CAD系统管理对象的模型，所述对象的模型存储在电子文件中。当前的处理设施资产(S卩，工厂、生产设施、精炼厂等)是复杂的，并且由于工厂修改而不断变化。由于工厂非常大，所以较小的修改在成本更低的2D CAD中完成，而所述成本更低的2D CAD与用于最初设计该工厂的3D CAD应用不兼容或者处于与原始3D CAD应用类型不同的3D CAD应用中。在对设施做过很多改变之后，将使得原始3D CAD模型变得过时。因此，对于较大的修改和扩张而言，公司将不得不对设施进行激光扫描以获得工厂的现状视图。但是，激光扫描不是CAD应用，并且需要附加的服务和成本才能将感兴趣的区域重新整合，来将激光扫描格式(即，点云)转换为3D CAD格式。当前的技术涉及与可以被带进激光扫描中的各种各样的现有3D模型(或图像)相结合的许多手工版本。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自动化技术，用于根据(设施的)激光扫描数据进行映射并且根据设施中对象的形状、尺寸和连接顺序来生成相对应的CAD模型对象。实施例加快了根据激光扫描数据而具有(重建)设施的3D CAD模型的时间。这还可以通过减少完成相同任务所需的劳动量来节省时间。在一个实施例中，3D计算机辅助设计(CAD)建模的计算机实现的方法，包括:接收主体设施的激光扫描数据，所述主体设施具有各种设备，并且存在所述主体设施的先前生成的3D CAD模型；将计算机自动分析应用于接收的激光扫描数据，以重建所述主体设施的3D CAD模型，所述分析利用了所述设施的设计逻辑和设备的设计逻辑；以及在输出上提供所述主体设施的重建3D CAD模型。提供输出的该方法包括向用户显示重建的3D CAD模型。在实施例中，所述分析是基于规则的。该分析将激光扫描数据映射到形成先前生成的3D CAD模型的CAD模型对象。不同的CAD模型对象表示设施中不同的对象和设备。该分析映射可以基于设施中的对象和设备的形状、大小和连接顺序。该分析可以在激光扫描数据中识别图形对象数据库中定义的形状。所述数据库将该形状映射到CAD建模图元。在实施例中，所述分析进一步向图形对象数据库添加新形状。在各种实施例中，所述主体设施为工厂、制造厂或精炼厂中的任何一种。在其他实施例中，该方法应用于城市、供应链、其他实体和多资产分组的激光扫描或类似数据。实施例可以是实施上述CAD模型和CAD模型重建(重新整合)的计算机程序产品、计算机装置和/或计算机系统。【附图说明】根据本专利技术的示例实施例的以下更具体的描述，前面的内容将更加显而易见，正如附图中所示出的，在附图中，相似的附图标记在所有不同视图中表示相同的部分。附图未必成比例，而是将重点放在示出本专利技术的实施例上。图1是本专利技术的实施例的示意图。图2a-图2d是实施例中的处理逻辑的示意示出。图3是体现本专利技术的计算机系统的框图。图4是采用图3的计算机系统的计算机网络的示意图。【具体实施方式】接下来是本专利技术的示例实施例的描述。实施例采用了激光扫描重新整合逻辑和类似于激光扫描光学字符识别(OCR)技术的方法。实施例利用了在概念上类似于通过将碎片粘合在一起而重新装配破碎的罐子的逻辑。使用这种方法，实施例根据激光扫描数据自动地创建CAD模型对象和期望的3D CAD模型。图1中示出的是本专利技术的非限制性示例实施例100。3D CAD重新整合工具50接收作为输入激光扫描数据25。在给定的示例中，输入激光扫描数据25包括主体设施(工厂、精炼厂、制造厂等)的激光扫描图像。主体设施是由多个对象形成的。由此，设施的先前生成的3D CAD模型具有设施对象的相对应的3D CAD模型。工具50分析所接收的激光扫描数据25，以便识别和确定要通过相应的重新整合的3D CAD模型53表示的设施对象。为了实现这个目的，工具50优选采用以下算法或分析器155。在实施例中，该算法是基于规则的。该方法/算法的实施例反复尝试自动地识别激光扫描数据25中的形状，并且将(CAD建模应用的)图元附着到激光扫描部分/区域，直到创建出可识别的形状。“可识别的形状”是使用公知的处理设施设计逻辑定义的，所述公知的处理设施设计逻辑尤其用于生产过程资产、精制厂和化学工厂。可以将这些形状映射到CAD模型图元的现有图形对象数据库159，或者它们能够变成数据库159中的新对象以备将来使用。由此，这种算法(分析器155)允许人们利用设备和处理设施的设计逻辑来根据激光扫描格式来自动地重新整合3D CAD 模型 53。自动化规则进一步有助于捕获知识，用于重新整合项目和还可以利用这项技术生成的规则的新的3D CAD设计项目。总之，用于识别对象的输入或算法在一些情况下还可以捕获设计规则和设计规则中有时没有更新的设计的对象的实际实现。例如，组织中现有的设计规则可以是，所有受压的主要设备都应当由双关双泄配置的阀门围绕，这意味着至少2个阀门由管段分离并且由还由阀门闭合的排放设施包含。然而，在实践中，一些设备的创新可能引起单个设备的使用，所述单个设备在配置上的机械方面是不同的，但满足设计逻辑要求，并且只针对类似更低压力的设备的特定情况而进行考虑。当前的现有方法将用于设计逻辑的更新捕获作为注释，或者甚至更坏的情况是，根本没有任何的正式机制来捕获这种逻辑。使用本专利技术的技术，工具50注意到就位的对象是不同的，并且允许分析器系统155生成例外规则。这还使得领域专家(即，设计工程师)能够输入设计逻辑并且随后系统地捕获知识。在其他实施例中，分析器155是工作模块、操作性构件、分析引擎、计算机可执行部件、数字处理器过程等(统一标记为155)。算法的第一运行(在155处)从图元组查找明显的对象(由相应的3DCAD模型53对象所表示的)，例如管段、鼓状物、泵、管路部分、容器、阀门、过滤塔、建筑、葺脚、门、大门/栅栏、柱状结构、楼梯、栏杆等。另一运行(在155处)查找可以从搜索中移除的小对象部分，例如，索环、螺旋盖、螺栓、平面上的脊等。在移除不必要的当前第1页1&n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D计算机辅助设计(CAD)建模的计算机实现的方法，包括：接收主体设施的激光扫描数据，所述主体设施具有各种设备，存在所述主体设施的先前生成的3D CAD模型；将计算机自动分析应用于所接收的激光扫描数据，用于重建所述主体设施的3D CAD模型，所述分析利用了设施的设计逻辑和设备的设计逻辑；以及在输出上提供所述主体设施的所重建的3D CAD模型。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N·G·马祖拉，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR