一种三维建筑建模方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及计算机辅助设计技术领域，提供了一种三维建筑建模方法及系统，其中，三维建筑建模方法包括以下步骤：S1．获取规划：从数据库中读取建筑规划方案，从建筑规划方案中提取出建筑规划数据；S2．生成参数：利用参数生成规则，根据建筑规划数据得到建筑构件的参数表单；S3．构件生成：利用生成式模型根据参数表单生成建筑构件的三维模型；S4．结构验证；S5．力学验证。本发明专利技术通过生成建筑构件的三维模型的方式，并辅以针对三维模型的结构验证和针对建筑设计的力学验证确保设计结果的合理性，能有效减少建筑设计过程中的人力成本，有效提升工作效能，大幅降低建筑设计项目的进度耗时。大幅降低建筑设计项目的进度耗时。大幅降低建筑设计项目的进度耗时。

【技术实现步骤摘要】
一种三维建筑建模方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种三维建筑建模方法及系统，属于计算机辅助设计
，尤其属于与房屋、桥梁、园林、生产工厂或道路相关的计算机辅助建筑设计


技术介绍

[0002]对于建筑设计尤其是桥梁、道路相关的建筑设计，由于有大量已有设计方案，一般不需要从零开始设计，故目前多采用拆分构件、套用构件模板修改成构件模型、拼接构件模型的方式进行，但这种方式还需要耗费大量人力对构件模板进行效率较低的选型、修改参数、修改细节等一系列操作，人力成本高、工作效能低，且参与人员必须对构件模板的适用场景和修改方式有足够的了解，这就意味着较高的学习成本，以至于在实践中项目进度时常因粗心返工等原因而严重拖延。
[0003]为解决这类问题，现有技术给出了参数化生成的方案，如申请号为202211239128.4的中国专利公开的一种建筑空间参数化生成式设计方法，通过参数化方法建立模型，能实现对建筑空间及建筑设计的智能评价与自我优化。但该方案还是需要选取设计所需基本构件及其对应参数，实际上同样需要耗费大量人力进行效率较低的选型、修改参数等操作，本质不过是将拼接构件模型的过程智能化，与目前采用的方案相比，同样存在着人力成本高、工作效能低的问题，一般主要适用于缺乏足够现存方案历史数据的情况。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种三维建筑建模方法及系统，该三维建筑建模方法及系统通过生成建筑构件的三维模型的方式，能有效减少建筑设计过程中的人力成本，有效提升工作效能。<br/>[0005]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0006]本专利技术提供的一种三维建筑建模方法，包括以下步骤：S1．获取规划：从数据库中读取建筑规划方案，从建筑规划方案中提取出建筑规划数据；S2．生成参数：利用参数生成规则，根据建筑规划数据得到建筑构件的参数表单；建筑构件的参数表单包括构件参数表单和对接参数表单，其中构件参数表单为建筑构件的结构参数和力学参数的列表，对接参数表单为建筑构件之间对接的结构参数和力学参数的列表；S3．构件生成：利用生成式模型根据构件参数表单生成建筑构件的三维模型；S4．结构验证：根据对接参数表单对建筑构件的三维模型进行拼接得到整体三维模型，对整体三维模型中拼接位置进行碰撞检测和平滑性验证，验证成功则进入下一步，验证失败则回退至步骤S3；S5．力学验证：对整体三维模型进行固体力学仿真并进行应力分析，判断分析结果是否符合建筑规划数据中的要求，符合则验证成功并返回仿真的整体三维模型，不符合则
验证失败并回退至步骤S3。
[0007]所述步骤S4中平滑性验证，是对整体三维模型中拼接位置的外表面的曲面平滑进行验证。
[0008]在步骤S4和步骤S5中，验证失败并回退至步骤S3之前，还包括以下步骤：S6．次数验证：判断本轮流程中验证失败的返回次数，如验证失败的返回次数大于预设值，则次数验证失败，退出并返回错误信息，如验证失败的次数小于或等于预设值，则次数验证成功并回退至步骤S3；所述预设值为10~20。
[0009]本专利技术还提供一种三维建筑建模系统，包括流程控制器，流程控制器分别向数据接口模块、构件生成模型模块和力学仿真系统发送控制指令进行控制，数据接口模块用于实现如上所述的三维建筑建模方法中的步骤S1，构件生成模型模块用于实现如上所述的三维建筑建模方法中的步骤S3，力学仿真系统用于实现如上所述的三维建筑建模方法中的步骤S5；还有参数生成规则模块分别数据连接于数据接口和构件生成模型模块，参数生成规则模块用于实现如上所述的三维建筑建模方法中的步骤S2；还有三维建模系统分别数据连接于构件生成模型模块和力学仿真系统，三维建模系统用于实现如上所述的三维建筑建模方法中的步骤S4。
[0010]所述力学仿真系统还从数据接口获取环境参数用于进行固体力学仿真，并通过数据接口返回仿真的整体三维模型。
[0011]所述流程控制器还用于实现如上所述的三维建筑建模方法中的步骤S6。
[0012]本专利技术的有益效果在于：通过生成建筑构件的三维模型的方式，并辅以针对三维模型的结构验证和针对建筑设计的力学验证确保设计结果的合理性，能有效减少建筑设计过程中的人力成本，有效提升工作效能，大幅降低建筑设计项目的进度耗时。
附图说明
[0013]图1是本专利技术至少一种实施方式的流程示意图；图2是本专利技术至少一种实施方式的模块连接示意图。
具体实施方式
[0014]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0015]本专利技术的第一实施方式涉及如图1所示的一种三维建筑建模方法，包括以下步骤：S1．获取规划：从数据库中读取建筑规划方案，从建筑规划方案中提取出建筑规划数据；S2．生成参数：利用参数生成规则，根据建筑规划数据得到建筑构件的参数表单；S3．构件生成：利用生成式模型根据参数表单生成建筑构件的三维模型；S4．结构验证：根据参数表单对建筑构件的三维模型进行拼接得到整体三维模型，对整体三维模型中拼接位置进行碰撞检测和平滑性验证，验证成功则进入下一步，验证失败则回退至步骤S3；S5．力学验证：对整体三维模型进行固体力学仿真并进行应力分析，判断分析结果是否符合建筑规划数据中的要求，符合则验证成功并返回仿真的整体三维模型，不符合则
验证失败并回退至步骤S3。
[0016]一般的，建筑规划方案中有具体的规格指标，既有用数值形式表达的，也有用程度词表达的，但一般都是较为确定的文本，而基于现有的文本提取技术，然后将程度词表达的指标离散化，即可得到建筑规划数据。例如，对于一个桥梁建筑项目而言，桥梁长度，分幅信息、跨径组合参数、梁高、铺装层厚度、中心支承高度、埋置深度等信息都是可以从建筑规划方案中直接得到体现的，而这些信息又都直接可以从文本中分离出作为建筑规划数据。
[0017]设计参数需要符合建筑规划数据的要求，因此可以视为设计参数总是能够对应建筑规划数据，由此基于经验总结可以得到对应参数生成规则，将之代码化即可。例如跨径组合参数可以解释为各跨实际长度，结合桥梁长度可以得到各跨构件的设计长度参数和数量。
[0018]生成式模型采用文本3D生成模型，如DreamFusion、ProlificDreamer，可以借助目前已有的历史项目数据进行训练，实现具有针对性的三维模型生成。相对于整体生成的方案，单纯生成建筑构件可以明显提高容错率，模型训练更容易，且在训练数据集的准备上也更为方便。
[0019]结构验证主要是对三维模型的三维结构冲突进行检测，这是排查生成的三维模型的明显问题，采用的碰撞检测和平滑性验证都是现有技术中尤其是游戏开发领域常用的方案，容易实现且效果好。
[0020]力学验证则是在三维模型本身没有问题的基础上，针对建筑设计的特点进行的验证，主要是通过调用现有仿真平台实现。
[0021]本专利技术的第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要在于细节上的优选方案，建筑构件的参数表单包括构件参数表单和对接参数表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维建筑建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1．获取规划：从数据库中读取建筑规划方案，从建筑规划方案中提取出建筑规划数据；S2．生成参数：利用参数生成规则，根据建筑规划数据得到建筑构件的参数表单；建筑构件的参数表单包括构件参数表单和对接参数表单，其中构件参数表单为建筑构件的结构参数和力学参数的列表，对接参数表单为建筑构件之间对接的结构参数和力学参数的列表；S3．构件生成：利用生成式模型根据构件参数表单生成建筑构件的三维模型；S4．结构验证：根据对接参数表单对建筑构件的三维模型进行拼接得到整体三维模型，对整体三维模型中拼接位置进行碰撞检测和平滑性验证，验证成功则进入下一步，验证失败则回退至步骤S3；S5．力学验证：对整体三维模型进行固体力学仿真并进行应力分析，判断分析结果是否符合建筑规划数据中的要求，符合则验证成功并返回仿真的整体三维模型，不符合则验证失败并回退至步骤S3。2.如权利要求1所述的三维建筑建模方法，其特征在于，所述步骤S4中平滑性验证，是对整体三维模型中拼接位置的外表面的曲面平滑进行验证。3.如权利要求1所述的三维建筑建模方法，其特征在于，在步骤S4和步骤S5中，验证失败并回退至步骤S3之前，还包括以下步骤：S6．次数验证：判断本轮流程中验证失败的返回次数，如验证失败的返回次数大于预设值，则次数...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕胜才，张玉灯，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：