基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模系统及方法，其系统包括标准化预处理功能模块、有效点线信息快速提取模块、建筑分类构件模型建模模块和建筑一体化建模模块；根据建筑二维CAD图纸，进行标准化预处理，形成标准化基础数据；针对基础图层中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并；进行有效点线信息快速提取；快速构建建筑分类构件模型；按照专业应用的需求，得到相应的建筑一体化三维模型；针对基于建筑二维CAD图纸进行三维建筑模型建模的应用，克服现有人机交互三维建模技术中建模速度慢、容易出错等缺陷，充分利用建筑二维图纸与三维结构之间的空间逻辑关系，基于建筑二维CAD图纸实现三维快速建模的技术方法、系统及用途。

Three-dimensional Rapid Modeling System and Method Based on Building Two-dimensional CAD Drawing

【技术实现步骤摘要】
基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模系统及方法
本专利技术涉及CAD建模
，特别涉及一种基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模系统及方法。
技术介绍
国家及地方政府出台了一系列建筑信息模型(BIM)的相关引导政策，加上住宅产业化的发展，为三维建筑建模技术的发展与应用等提供了巨大的需求空间。而传统采用人机交互模式，基于建筑二维CAD图纸进行三维建筑模型建模时，存在建模效率低、容易因人为建模操作失误而导致所建的三维建筑模型成果不符合建筑二维CAD图纸信息等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于针对基于建筑二维CAD图纸进行三维建筑模型建模的应用，克服现有人机交互三维建模技术中建模速度慢、容易出错等缺陷，充分利用建筑二维图纸与三维结构之间的空间逻辑关系，基于建筑二维CAD图纸实现三维快速建模的技术方法、系统及用途。为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据建筑二维CAD图纸，进行标准化预处理，形成标准化基础数据；其中，标准化基础数据包括；1、对建筑二维CAD图纸中的各类图层，按照建筑属性进行分类并根据分类名称进行标准化，得到基础图层信息模型；2、构建建筑二维CAD图纸中的竖直剖面图、水平剖面图、侧面图和屋顶俯视图之间的三维空间位置关系，通过标注各图纸上的相互对应的辅助基准点，得到各个视图图纸的三维空间关系模型；S2、根据上述步骤得到的基础图层信息模型；针对其中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并，得到二维CAD图纸有效点线信息模型；S3、根据步骤S2得到的二维CAD图纸有效点线信息模型，进行有效点线信息快速提取；快速构建建筑分类构件模型；S4、对步骤S3得到的建筑分类构件模型进行整合，得到建筑一体化三维模型。优选的，在步骤S1中，在进行基础图层信息模型建立时，首先根据建筑属性进行分类，其中，所述建筑属性包括墙、柱、梁、楼板、门、窗、电梯、楼梯、排水、电气、消防；然后根据分类名称，建立相应建筑属性的标准化图层，并在所述相应建筑属性的标准化图层中，只保留该建筑属性的名称和该建筑属性的轮廓线，由此建立该建筑属性的图层信息模型。在上述任意一项实施例中优选的是，在步骤S1中，在进行各个视图图纸的三维空间关系模型建立时；标注各图纸上的相互对应的辅助基准点包括一下步骤：A1、在每个竖直剖面图的每个楼层标高上标注两个第一辅助基准点；A2、在侧面图的每个楼层标高上，标注两个第二辅助基准点；A3、在每个水平剖面图上分别标注与两个第一辅助基准点相对应的两个第三辅助基准点；以及两个第二辅助基准点相对应的两个第四辅助基准点。在上述任意一项实施例中优选的是，在步骤S2中，在针对其中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并时，按照以下预设规则进行处理：(1)、将重叠或相距预设控制距离范围以内的多个矢量点d1、d2、d3、…、dk合并成一个矢量点d，其中d＝(d1+d2+d3+…+dk)/k；(2)、将存在重叠的多条矢量线L1、L2、L3、…、Lm合并成一条矢量线L，其中L＝L1∪L2∪L3∪…∪Lm；(3)、对于相距预设控制距离范围以内且垂直投影存在重叠的平行矢量线，合并成一条矢量线；(4)、对于相距预设控制距离范围以内的两条非平行的矢量线，将两条矢量线的两个端点的矢量坐标合并为一个新的矢量坐标；(5)、当某个矢量点到某条矢量线的相距预设控制距离范围以内时，将该矢量点沿着该矢量线法线的方向移至到该矢量线上，得到移动后的矢量点。其中，预设控制距离范围依据不同的专业CAD模型的最低精度要求进行设置，比如说概预算BIM建模领域中的预设控制距离范围设置为1厘米。在上述任意一项实施例中优选的是，在步骤S3中，在进行快速构建建筑分类构件模型时，包括构建基础构件模型、构建独立构件模型和构建专业系统构件模型。在上述任意一项实施例中优选的是，在构建基础构件模型时，包括构建各楼层墙体三维模型和构建各楼层柱体三维模型；在构建各楼层柱体三维模型时，基于柱的标准化图层，以及步骤S1所得到的各类图纸的三维空间关系模型，构建各楼层柱体三维模型；在构建各楼层墙体三维模型时，整体按照先提取外墙、再提取内墙、最后进行各楼层分区模型提取的核心流程进行，包括如下步骤：B1，基于墙的标准化图层，提取得到各楼层外墙轮廓边界线，并计算外墙轮廓边界线的中心线从而得出各楼层外墙轴线；基于墙的标准化图层以及所得到的各楼层外墙轮廓边界线与轴线，提取得到各楼层内墙轮廓边界线，并计算内墙轮廓边界线的中心线从而得到各楼层内墙轴线；B2，根据上一步得到的各楼层外墙轴线和内墙轴线，与步骤S1中得到各个视图图纸的三维空间关系模型，构建各楼层外墙三维模型和内墙三维模型；B3，根据步骤B1得到的各楼层外墙轴线和内墙轴线进行各楼层中走廊及各个房间的分区，得到各楼层分区模型。在上述任意一项实施例中优选的是，在构建独立构件模型时，包括构建各楼层门窗三维模型、构建各楼层梁体三维模型和构建各楼层楼板三维模型；在构件各楼层门窗三维模型时，包括以下步骤：首先，基于门的标准化图层、窗的标准化图层，以及步骤S1中所得到的各类图纸的三维空间关系模型，构建各楼层门窗三维模型；然后，基于各楼层外墙三维模型、内墙三维模型，构建各楼层门窗三维模型与各楼层外墙三维模型、内墙三维模型的关联关系模型；在构件各楼层梁体三维模型时，包括以下步骤：首先，基于梁的标准化图层、各楼层柱体三维模型，以及步骤S1中所得到的各类图纸的三维空间关系模型，构建各楼层梁体三维模型；然后，基于各楼层分区模型，构建各楼层梁体三维模型与各楼层分区模型的关联关系模型；在构建各楼层楼板三维模型时，包括以下步骤：首先，基于楼板的标准化图层、各楼层柱体三维模型、各楼层梁体三维模型，以及步骤S1中所得到的各类图纸的三维空间关系模型，构建各楼层楼板三维模型；然后，基于各楼层分区模型，构建各楼层楼板三维模型与各楼层分区模型的关联关系模型。在上述任意一项实施例中优选的是，在构建专业系统构件模型时，按照对应建筑属性的标准化图层，以及步骤S1中所得到的各类图纸的三维空间关系模型，构建对应建筑属性三维模型；其中，构建专业系统构件模型包括构建电梯三维模型、楼梯三维模型、上下水系统模型、消防系统模型、强弱电系统模型、通信系统模型。本专利技术的另一个目的在于提供一种基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模系统，采用上述基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法进行构建，包括标准化预处理功能模块、有效点线信息快速提取模块、建筑分类构件模型建模模块和建筑一体化建模模块；所述标准化预处理功能模块，用于根据建筑二维CAD图纸，进行标准化预处理，形成标准化基础数据；所述有效点线信息快速提取模块，根据所述标准化预处理功能模块中得到的基础图层信息模型；针对其中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并，得到二维CAD图纸有效点线信息模型；所述建筑分类构件模型建模模块，用于根据所述二维CAD图纸有效点线信息模型，快速构建建筑分类构件模型，所述建筑分类构建模块按照建筑类型进行子模块分类；所述建筑一体化建模模块，用于对所述建筑分类构件模型建模模块得到的建筑分类构件模型进行整合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据建筑二维CAD图纸，进行标准化预处理，形成标准化基础数据；其中，标准化基础数据包括；1、对建筑二维CAD图纸中的各类图层，按照建筑属性进行分类并根据分类名称进行标准化，得到基础图层信息模型；2、构建建筑二维CAD图纸中的竖直剖面图、水平剖面图、侧面图和屋顶俯视图之间的三维空间位置关系，通过标注各图纸上的相互对应的辅助基准点，得到各个视图图纸的三维空间关系模型；S2、根据上述步骤得到的基础图层信息模型；针对其中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并，得到二维CAD图纸有效点线信息模型；S3、根据步骤S2得到的二维CAD图纸有效点线信息模型，进行有效点线信息快速提取；快速构建建筑分类构件模型；S4、对步骤S3得到的建筑分类构件模型进行整合，按照专业应用的需求，得到相应的建筑一体化三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据建筑二维CAD图纸，进行标准化预处理，形成标准化基础数据；其中，标准化基础数据包括；1、对建筑二维CAD图纸中的各类图层，按照建筑属性进行分类并根据分类名称进行标准化，得到基础图层信息模型；2、构建建筑二维CAD图纸中的竖直剖面图、水平剖面图、侧面图和屋顶俯视图之间的三维空间位置关系，通过标注各图纸上的相互对应的辅助基准点，得到各个视图图纸的三维空间关系模型；S2、根据上述步骤得到的基础图层信息模型；针对其中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并，得到二维CAD图纸有效点线信息模型；S3、根据步骤S2得到的二维CAD图纸有效点线信息模型，进行有效点线信息快速提取；快速构建建筑分类构件模型；S4、对步骤S3得到的建筑分类构件模型进行整合，按照专业应用的需求，得到相应的建筑一体化三维模型。2.根据权利要求1所述的基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，在步骤S1中，在进行基础图层信息模型建立时，首先根据建筑属性进行分类，其中，所述建筑属性包括墙、柱、梁、楼板、门、窗、电梯、楼梯、排水、电气、消防等；然后根据分类名称，建立相应建筑属性的标准化图层，并在所述相应建筑属性的标准化图层中，只保留该建筑属性的名称和该建筑属性的轮廓线，由此建立该建筑属性的图层信息模型。3.根据权利要求1所述的基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，在步骤S1中，在进行各个视图图纸的三维空间关系模型建立时；标注各图纸上的相互对应的辅助基准点包括一下步骤：A1、在每个竖直剖面图的每个楼层标高上标注两个第一辅助基准点；A2、在侧面图的每个楼层标高上，标注两个第二辅助基准点；A3、在每个水平剖面图上分别标注与两个第一辅助基准点相对应的两个第三辅助基准点；以及两个第二辅助基准点相对应的两个第四辅助基准点。4.根据权利要求1所述的基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，在步骤S2中，在针对其中重叠或者相距很近的矢量点、矢量线进行合并时，按照以下预设规则进行处理：(1)、将重叠或相距预设控制距离范围以内的多个矢量点d1、d2、d3、…、dk合并成一个矢量点d，其中d＝(d1+d2+d3+…+dk)/k；(2)、将存在重叠的多条矢量线L1、L2、L3、…、Lm合并成一条矢量线L，其中L＝L1∪L2∪L3∪…∪Lm；(3)、对于相距预设控制距离范围以内且垂直投影存在重叠的平行矢量线，合并成一条矢量线；(4)、对于相距预设控制距离范围以内的两条非平行的矢量线，将两条矢量线的两个端点的矢量坐标合并为一个新的矢量坐标；(5)、当某个矢量点到某条矢量线的相距预设控制距离范围以内时，将该矢量点沿着该矢量线法线的方向移至到该矢量线上，得到移动后的矢量点。5.根据权利要求2中任意一项所述的基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，在步骤S3中，在进行快速构建建筑分类构件模型时，包括构建基础构件模型、构建独立构件模型和构建专业系统构件模型。6.根据权利要求5中任意一项所述的基于建筑二维CAD图纸的三维快速建模方法，其特征在于，在构建基础构件模型时，包括构建各楼层墙体三维模型和构建各楼层柱体三维模型；在构建各楼层柱体三维模型时，基于柱的标准化图层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树铭，陈超东，叶望，杨宇文，张乐，
申请(专利权)人：陈树铭，
类型：发明
国别省市：北京,11