一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法，包括将单个楼层的建筑平面图导入二维软件；获取图层信息并根据预先设定的特征要素，对图层进行分类；根据特征要素提取对应图层中具体特征要素的模型信息；以结构化文件输出包含特征要素的模型信息的特征要素数据文件；导入所有楼层的特征要素数据文件；通过解析特征要素数据文件识别各个特征要素的模型信息；根据特征要素的模型信息生成各特征要素的模型并得到相应的建筑模型。本发明专利技术方法可应用于公安、消防、军事等领域，解决重点、复杂等类型建筑物的三维模型快速、批量生成的难题，为复杂空间区域的人员精准定位提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法
本专利技术涉及一种生成三维建筑模型的方法，特别是涉及一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法，属于计算机图形处理

技术介绍
当随着科学技术的快速发展，公安、消防、军事等领域对复杂空间区域的人员精准定位的需求日益明显增加，但定位精准还要依托于准确的三维建筑模型。目前三维建筑模型的设计方法有很多，常见方法有以下几种：三维设计软件建模专业设计人员通过三维设计软件完成建筑模型的三维建模，通过输出一定格式三维模型再导入到需要使用的三维场景系统中，该方法的优点是可以通过渲染使建筑模型比较逼真，还可以人工对模型进行再次修改；缺点是该方法需要专业的设计人员了解建模知识，并且需要设计人员消耗大量时间精力来设计，对建模人员的专业技能要求较高。基于二维模型导入设计人员通过解析一定格式的二维建筑模型数据，通过三维设计软件的拉伸、旋转等操作实现三维建筑模型的构建。该方法的优点是可以生成与二维图纸几乎一样的三维模型；但该方法的缺点是无法区分数据对象所对应的实体，存在数据冗余并且无法针对指定的对象做场景重现，比如楼梯、消防栓、安全出口等，所以无法满足专业场景构建的需求。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法，解决现有技术设计或者生成三维建筑模型难度大、效率低、模型数据冗余等问题。本专利技术技术方案如下：一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法，包括以下步骤：S101、将单个楼层的建筑平面图导入二维软件；S102、获取当前建筑平面图的图层信息；S103、根据预先设定的特征要素，对图层进行分类；S104、根据特征要素提取对应图层中具体特征要素的模型信息；S105、以结构化文件输出包含特征要素的模型信息的特征要素数据文件；S106、判断是否已完成所有楼层的特征要素数据文件输出，如果已完成则进入S201，如果未完成则返回S101；S201、导入所有楼层的特征要素数据文件；S202、通过解析特征要素数据文件识别各个特征要素的模型信息；S203、根据特征要素的模型信息生成各特征要素的模型并得到相应的建筑模型。优选的，所述预先设定的特征要素包括墙体、门窗、楼梯、安全出口和重点设施。优选的，所述特征要素的模型信息包括特征要素的点、线、多线段和块的信息。进一步的，所述点、线、多线段和块的信息包括点、线、多线段和块的坐标。进一步的，所述步骤S106、判断是否已完成所有楼层的特征要素数据文件输出时根据楼层数量进行判断。优选的，所述特征要素数据文件包括建筑物名称、楼层数和楼高信息。本专利技术所提供的技术方案的优点在于：利用建筑物各楼层的二维建筑图输出图纸中相应墙体、门窗、楼梯、安全出口和重点设施等建筑特征要素的模型信息并构建结构化文件，再利用三维设计软件从结构化文件自动提取建筑特征要素的模型信息快速生成对应三维建筑模型，该方法可应用于公安、消防、军事等领域，解决重点、复杂等类型建筑物的三维模型快速、批量生成的难题，为复杂空间区域的人员精准定位提供支撑。附图说明图1为二维软件输出特征要素数据文件的总体流程图。图2为楼层建筑平面图。图3为三维设计软件生成建筑模型的总流程图。图4为实施例生成的三维建筑模型示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为对本专利技术的限定。请结合图1至图4所示，本实施例所涉及的基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法以AutoCAD2014与Unity3D结合实现二维图纸生成三维模型。AtuoCAD是建筑行业中常用的设计软件，其提供VisualLisp、VBA和ObjectARX等多种二次开发方式，本实施例的基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法的对于二维图纸的处理是利用VS2010与AutoCAD2014结合开发，具体采用C#.NET平台进行开发的。图1示出了输出特征要素数据文件的总体流程，具体包括以下步骤：S101、导入楼层图纸：将如图2所示的单个楼层建筑平面图加载到AutoCAD软件中，本实施例开发的应用首先加载AutoCAD的acdbmgb.dll与acmgb.dll作为引用文件，包含了.NETAPI中所有的外包类，通过AtuoCAD自定义菜单与[CommandMethod("XXX")]字符关联调出主界面。S102、提取图层信息：获取当前楼层建筑平面图的图层信息。通过主界面读取当前楼层建筑平面图的图层LayerTable信息，以列表形式展示并可以通过控制显隐来直观感受图层所对应的特征要素。特征要素主要包括墙体Wall、门窗Window、楼梯Stair、安全出口Exit和重点设施Equipment等预先设定的建筑要素。S103、图层要素分类：将具有相同特征要素的图层集合为一个类别，每个类别对应一个特征要素。即将所有绘制有墙体Wall的图层集合为一类，将所有绘制有门窗Window的图层集合为一类，等等。S104、提取要素信息：根据特征要素提取对应图层中具体特征要素的点Point3d、线Line、多线段Polyline和块BlockReference等模型信息，例如绘制有墙体Wall的图层则提取了墙体Wall的点、线、多线段和块等模型信息，绘制有门窗Window的图层提取了门窗Window的点、线、多线段和块等模型信息，等等。这些点、线、多线段和块的模型信息包含了点、线、多线段和块的坐标。S105、输出特征要素数据文件：通过建筑物名称、楼层数和楼高等信息结合特征要素的模型信息以XML文件形式输出特征要素数据文件。S106、根据建筑物楼层数量判断是否已完成所有楼层的特征要素数据文件输出，如果已完成则结束流程，如果未完成则回到S101导入其他楼层图纸。本实施例的基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法的三维建筑模型的生成是以三维渲染效果较好的Unity3D为例，Unity3D方便的脚本编译接口，结合VS2010可快速部署开发环境。图3示出了三维设计软件生成建筑模型的总流程图，具体步骤如下：S201、导入所有楼层的特征要素数据文件；S202、解析特征要素：通过解析结构化特征要素数据文件识别各个特征要素的模型信息，由此获得各个特征要素对应的点、线、多线段和块的坐标。S203、生成建筑模型：利用解析特征要素数据文件获得的各个特征要素对应的点、线、多线段和块的坐标，并依据对应的特征要素生成相应建筑模型。在Unity3D世界中Object形状由Mesh元素决定，而Mesh通过坐标点绘制而成。因此由墙这个特征要素对应的点、线、多线段和块的坐标赋值给墙对应的Mesh即可绘制墙的Mesh元素，进而生成墙Object的形状，其他所有的特征要素均作相同处理，结合建筑物名称、楼层和楼高等信息从而构建出整个三维建筑模型。最后通过材质设置Material以使三维建筑模型更加逼真，最终效果如附图4所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、将单个楼层的建筑平面图导入二维软件；S102、获取当前建筑平面图的图层信息；S103、根据预先设定的特征要素，对图层进行分类；S104、根据特征要素提取对应图层中具体特征要素的模型信息；S105、以结构化文件输出包含特征要素的模型信息的特征要素数据文件；S106、判断是否已完成所有楼层的特征要素数据文件输出，如果已完成则进入S201，如果未完成则返回S101；S201、导入所有楼层的特征要素数据文件；S202、通过解析特征要素数据文件识别各个特征要素的模型信息；S203、根据特征要素的模型信息生成各特征要素的模型并得到相应的建筑模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于二维CAD图纸快速生成三维建筑模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、将单个楼层的建筑平面图导入二维软件；S102、获取当前建筑平面图的图层信息；S103、根据预先设定的特征要素，对图层进行分类；S104、根据特征要素提取对应图层中具体特征要素的模型信息；S105、以结构化文件输出包含特征要素的模型信息的特征要素数据文件；S106、判断是否已完成所有楼层的特征要素数据文件输出，如果已完成则进入S201，如果未完成则返回S101；S201、导入所有楼层的特征要素数据文件；S202、通过解析特征要素数据文件识别各个特征要素的模型信息；S203、根据特征要素的模型信息生成各特征要素的模型并得到相应的建筑模型。2.根据权利要求1所述的基于二维CAD图纸快速生成三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王方顺，花冰，李健，杨波，周展，俞振东，谢留威，张崟，刘超，张红，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32