[發明專利]一種基于Groningen模型的建筑設計構件生成系統及方法

有效

• 申請號: 201610087834.X
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105653825B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 劉弘;劉希玉;段會川;李焱;陳莉;張桂娟;王曉靜
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于Groningen模型的建筑設計構件生成系統及其方法，系統包括建筑設計構件頂部底部輪廓建立單元，其用于從已有的設計圖紙抽取、從構件庫中選取、或者由設計人員設計建筑構件的底部和頂部輪廓；生長規則制定單元，其用于根據要生成的構件進行生長方向、生長函數及參數的制定；建筑構件生成及展示單元，其用于根據構件的底(頂)部輪廓及生長規則，自動生成構件，并以三維的形式展示；建筑構件組裝單元，其用于根據設計人員的要求，在構件庫中選擇合適的構件，并組裝成為完整的建筑設計外觀造型，實現計算機輔助創新概念建筑設計。

技術領域

本發明涉及一種基于Groningen模型的建筑設計構件生成系統及其方法。

背景技術

產品創新對于發達國家而言，是制造業發展的自然結果。而對處于工業化進程中的我國，則是機遇與挑戰并存。相比之下，我國企業的產品“創新能力”遠低于“生產能力”。產品創新已成為我國從“制造大國”走向“制造強國”的關鍵。解決產品的產量之大和創新能力之低的矛盾，已成為我國經濟發展的當務之急。

概念設計是設計過程的早期階段，其目標是獲得設計目標的基本形式或形狀。計算機輔助概念設計是計算機輔助設計領域的一個重要分支。概念設計是一個相當復雜的過程，因為一個好的設計方案既要有合理的功能結構、美觀的造型、簡便的操作，同時還要富有創新性。計算機輔助概念設計系統的根本目的就在于能有效支持產品的創新設計。在設計早期應用計算機輔助概念設計系統至少有以下好處：能滿足概念設計師的各類特殊需求，能有效提高概念設計的質量，能更為簡捷地生成設計對象，能提供一個進行信息交流和對象評價的更好的平臺，可以避免因設計失敗而造成的浪費。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種基于Groningen模型的建筑設計構件生成系統及其方法，本發明采用Groningen模型中同倫映射和生長的思想，先畫出建筑設計的底部和頂部，然后給出生長規則，系統自動生長出設計構件，然后利用構件的管理和組裝技術，將其組裝形成完整的建筑并演示其外觀造型。由于各設計構件不是先人工構思，然后利用計算機工具再現，而是利用模型自動生成的，因此能產生一些新穎、獨特的外觀造型，可以支持計算機輔助創新概念建筑設計。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于Groningen模型的建筑設計構件生成系統，包括：

輪廓建立單元，根據需要設計的建筑構件，從數據庫中抽取建筑構件的底部和頂部輪廓；

生長規則制定單元，根據需要生成的建筑構件，建立Groningen模型，利用同倫映射設定需要生成的建筑構件的生長規則；

生成及展示單元，接收輪廓建立單元的底部和頂部輪廓及生長規則制定單元的生長規則， 生成建筑構件，以三維的形式進行展示；

組裝單元，根據生成及展示單元的生成的建筑構件，從數據庫中抽取相應的構件，進行組裝。

所述數據庫包括設計圖紙數據庫和構件庫，所述輪廓建立單元從設計圖紙數據庫中抽取或從構件庫中選取建筑構件的底部和頂部輪廓。

優選的，所述輪廓建立單元也接收現場設計的建筑構件的底部和頂部輪廓。

進一步的，所述生長規則制定單元，包括設定生成方向的生長方向模塊、生成生長函數的生長函數模塊和生成構件參數的參數模塊。

進一步的，所述構建參數包括初始半徑、半徑范圍、高度、層數、曲率和控制點個數。

所述生成及展示單元，基于曲面間同倫映射和控制點實現的自由曲面同倫映射生成自由曲面。

所述生成及展示單元，設有外部連接接口，調用封裝的建筑構件類。

一種基于Groningen模型的建筑設計構件生成方法，包括以下步驟：