一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法和系统技术方案

一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法和系统，在基于原始数据构建的三维设备模型中选择预设数量的有效顶点对，并将有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点，将有效顶点对所有关联的边连接至坍缩后的一个顶点，并删除被简化的边和面，得到轻量化后的三维设备模型，以实现对导入工厂协同设计平台的三维设备模型的轻量化处理；并且，采用基于二次曲面近似误差对有效顶点对进行迭代坍缩，能够在快速简化三维设备模型的同时，保留三维设备模型的主要特征

【技术实现步骤摘要】
一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法和系统


[0001]本专利技术涉及三维设备模型
，具体涉及一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法和系统
。

技术介绍

[0002]流程工厂三维设计集成与应用是一个及其复杂的系统工程，包含设备
、
管道
、
仪表
、
土建等多专业协同设计
。
这些专业模型在空间上相互关联，存在复杂的布局和拓扑关系，需要进行精确的三维设计
。
[0003]其中，机械设备是流程工厂设计集成与应用中最为典型的一个专业，机械设备三维模型来源广泛
(
有设备厂家提供
、
设计院自行设计
)、
模型格式差异大，包含大量用于计算机辅助制造
(CAM)
的精细化模型以及其他次精细化模型，模型体量大，对这些设备模型进行轻量化处理，对于流程工厂设计集成
、
采购
、
施工
、
运维应用，具有非常重要的意义
。
[0004]通常三维机械设计软件
(
如
Solidworks、Catia、Creo
等
)
设计的三维设备模型导入工厂协同设计平台进行设计集成以及其他应用时，由于设备类建模软件与工厂协同设计平台软件建模机理
(CSG
和
B
‑
REP)
不同，存在导入困难
、
导入后模型卡顿的现象，影响模型使用效率和效果
。
[0005]因此，目前对导入工厂协同设计平台的三维设备模型进行轻量化相关技术处理具有需求
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法和系统，能够对导入工厂协同设计平台的三维设备模型进行轻量化处理
。
[0007]根据第一方面，一种实施例中提供一种一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法，包括：
[0008]获取流程工厂安装设备所需要的原始数据，并对所述原始数据进行处理
、
加载和分类整合，得到三维模型数据；再根据所述三维模型数据，得到三维设备模型，所述三维设备模型包括多个三角面，所述三角面具有三个顶点；
[0009]在所述三维设备模型的所有顶点中选择预设数量的有效顶点对，所述有效顶点对包括两个顶点；
[0010]将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点，将所述有效顶点对所有关联的边连接至坍缩后的一个顶点，并删除被简化的边和面，得到轻量化后的三维设备模型
。
[0011]在一种实施例中，所述在所述三维设备模型的所有顶点中选择预设数量的有效顶点对包括：
[0012]在所述三维设备模型中选择满足以下条件的顶点
v1和顶点
v2作为有效顶点对：
[0013](1)
在所述三维设备模型中顶点
v1和顶点
v2在同一直线上；
[0014](2)||v1‑
v2||<t
，
t
为阈值参数，
t
大于等于0，
||v1‑
v2||
表示顶点
v1和顶点
v2之间的
距离
。
[0015]在一种实施例中，所述将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点包括：
[0016]将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点
v
，所述顶点
v
在三维设备模型中的位置为使得顶点
v
的二次曲面近似误差
Δ
(v)
取最小值时对应的位置；其中，所述顶点
v
的误差为二次曲面近似误差
Δ
(v)。
[0017]在一种实施例中，所述顶点
v
的二次曲面近似误差
Δ
(v)
的表达式如下：
[0018][0019]其中，
p
为三维设备模型的顶点
p
，
planes(v)
为三维设备模型的顶点集合；
[0020]K
p
为二次型矩阵，
a,b,c
表示顶点
p
的三维坐标
。
[0021]在一种实施例中，还包括：
[0022]将轻量化后的三维设备模型导入预设的工厂协同设计平台，以实现三维设备模型的可视化
。
[0023]根据第二方面，一种实施例中提供一种流程工厂的三维设备模型轻量化系统，包括：
[0024]初始模型构建模块，用于获取工程项目所需要的原始数据，并对所述原始数据进行处理
、
加载和分类整合，得到三维模型数据；还用于根据所述三维模型数据，得到三维设备模型，所述三维设备模型包括多个三角面，所述三角面具有三个顶点；
[0025]有效顶点对选择模块，用于在所述三维设备模型的所有顶点中选择预设数量的有效顶点对，所述有效顶点对包括两个顶点；
[0026]模型轻量化模块，用于将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点，得到轻量化后的三维设备模型
。
[0027]在一种实施例中，所述在所述三维设备模型的所有顶点中选择预设数量的有效顶点对包括：
[0028]在所述三维设备模型中选择满足以下条件的顶点
v1和顶点
v2作为有效顶点对：
[0029](1)
在所述三维设备模型中顶点
v1和顶点
v2在同一直线上；
[0030](2)||v1‑
v2||<t
，
t
为阈值参数，
t
大于等于
0。
[0031]在一种实施例中，所述将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点包括：
[0032]将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点
v
，所述顶点
v
在三维设备模型中的位置为使得顶点
v
的二次曲面近似误差
Δ
(v)
取最小值时对应的位置；其中，所述顶点
v
的误差为二次曲面近似误差
Δ
(v)。
[0033]在一种实施例中，所述顶点
v
的二次曲面近似误差
Δ
(v)
的表达式如下：
[0034][0035]其中，
p
为三维设备模型的顶点
p
，
planes(v)
为三维设备模型的顶点集合；
[0036]K
p
为二次型矩阵，
a,b,c
表示顶点
p
的三维坐标
。
[0037]在一种实施例中，还包括：
[0038]可视化模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种流程工厂的三维设备模型轻量化方法，其特征在于，包括：获取流程工厂安装设备所需要的原始数据，并对所述原始数据进行处理
、
加载和分类整合，得到三维模型数据；再根据所述三维模型数据，得到三维设备模型，所述三维设备模型包括多个三角面，所述三角面具有三个顶点；在所述三维设备模型的所有顶点中选择预设数量的有效顶点对，所述有效顶点对包括两个顶点；将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点，将所述有效顶点对所有关联的边连接至坍缩后的一个顶点，并删除被简化的边和面，得到轻量化后的三维设备模型
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述三维设备模型的所有顶点中选择预设数量的有效顶点对包括：在所述三维设备模型中选择满足以下条件的顶点
v1和顶点
v2作为有效顶点对：
(1)
在所述三维设备模型中顶点
v1和顶点
v2在同一直线上；
(2)||v1‑
v2||<t
，
t
为阈值参数，
t
大于等于0，
||v1‑
v2||
表示顶点
v1和顶点
v2之间的距离
。3.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点包括：将所述有效顶点对中的两个顶点坍缩为一个顶点
v
，所述顶点
v
在三维设备模型中的位置为使得顶点
v
的二次曲面近似误差
Δ
(v)
取最小值时对应的位置；其中，所述顶点
v
的误差为二次曲面近似误差
Δ
(v)。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述顶点
v
的二次曲面近似误差
Δ
(v)
的表达式如下：其中，
p
为三维设备模型的顶点
p
，
planes(v)
为三维设备模型的顶点集合；
K
p
为二次型矩阵，
a,b,c
表示顶点
p
的三维坐标
。5.
如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：将轻量化后的三维设备模型导入预设的工厂协同设计平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凯宾，卜友竹，邱永生，甘友，
申请(专利权)人：深圳图为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：