[發(fā)明專利]一種基于CAD圖紙的建筑物室內(nèi)空間提取方法

在審

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• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107103118A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐月勇;周良辰;林冰仙;閭國年
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 唐紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地理信息系統(tǒng)、建筑學(xué)以及計算機圖形學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CAD圖紙的建筑物室內(nèi)空間提取方法。

背景技術(shù)

建筑物室內(nèi)空間是現(xiàn)代人類生活、工作和娛樂的主要場所。在數(shù)字城市建設(shè)、建筑信息化管理、室內(nèi)環(huán)境模擬等領(lǐng)域中，建筑室內(nèi)空間均是重要的研究對象。現(xiàn)有的建筑物室內(nèi)空間提取方法大致可以分為基于人工交互的建模方法和基于CAD圖紙的建模方法兩類。

基于人工交互的建模方法可以構(gòu)建室內(nèi)空間的三維實體，如在Revit等基于IFC數(shù)據(jù)模型的現(xiàn)代建筑設(shè)計軟件中，雖然有建筑空間的實體，但仍然需要人工確定空間的幾何形體，無法實現(xiàn)自動化的空間建模。其空間建模精度與效率取決于建模者的熟悉程度，因此難以大規(guī)模推廣。

基于CAD圖紙的建模方法，可以先通過語義轉(zhuǎn)換、符號理解等方法提取墻、柱、門窗等各類建筑構(gòu)件信息，建立建筑物三維實體模型。再根據(jù)“室內(nèi)空間是由各類建筑構(gòu)件圍合形成的獨立空間”這一基本原理，采用間接推斷的方式來確定其邊界，從而實現(xiàn)建筑物室內(nèi)空間的三維建模。Christian Ah-Soon、朱俊芳等在論文中提出了通過識別CAD圖紙中構(gòu)件所圍合的環(huán)來識別潛在空間，實現(xiàn)了室內(nèi)空間的識別和幾何邊界的確定。

然而，現(xiàn)代大型建筑物中通常存在用于支撐大廳的孤立柱子，用于劃分功能區(qū)的孤立墻體等復(fù)雜情況。這些孤立建筑構(gòu)件不與其他建筑構(gòu)件相接，因此無法作為空間邊界形成封閉的環(huán)路，從而導(dǎo)致了識別環(huán)路的室內(nèi)建模方法無法準(zhǔn)確提取室內(nèi)空間的邊界。

總之，現(xiàn)有的室內(nèi)空間提取方法不僅遺漏了對復(fù)雜室內(nèi)情況處理，還導(dǎo)致較低的提取效率。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于CAD圖紙的建筑物室內(nèi)空間提取方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明一種基于CAD圖紙的建筑物室內(nèi)空間提取方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

(1)通過約束網(wǎng)絡(luò)和樣例驅(qū)動符號識別方法，在CAD圖紙中提取圍合建筑物室內(nèi)空間的構(gòu)件，這些起圍合作用的建筑構(gòu)件即為室內(nèi)空間邊界構(gòu)件；讀入室內(nèi)空間邊界構(gòu)件的二維幾何集A＝{A_i,i∈[0,n)}，A_i表示第i個邊界構(gòu)件的幾何，n表示邊界構(gòu)件的個數(shù)，然后通過邊界構(gòu)件集合A計算室內(nèi)空間邊界構(gòu)件的并集S；

(2)對圍合建筑物室內(nèi)空間的邊界構(gòu)件并集S求凸包C；

(3)用凸包C和圍合建筑物室內(nèi)空間的邊界構(gòu)件并集S做布爾差運算，得到相應(yīng)多邊形，該多邊形包括邊界構(gòu)件圍合的室內(nèi)空間和邊界凸包C覆蓋的室外空間；

(4)區(qū)分并剔除不具有室內(nèi)空間特性的室外空間多邊形，由于室內(nèi)空間均通過建筑構(gòu)件圍合而成，所以必然不可能與樓層凸包以外的區(qū)域直接相接，因此室內(nèi)空間和室外空間判別的方法即為檢測提取出的空間多邊形與凸包C邊界的相接關(guān)系：如果空間多邊形與凸包C邊界相接，則該空間屬于室外空間，剔除該空間；如果空間多邊形與凸包C邊界相離，則該空間為建筑物室內(nèi)空間，保存該空間，最終得到所有建筑物室內(nèi)空間。

有益效果：本發(fā)明能夠直接根據(jù)CAD圖紙對建筑物室內(nèi)空間進(jìn)行提取，能夠有效地解決建筑物三維建模過程中室內(nèi)空間的提取問題，大大增強了室內(nèi)空間提取正確率，進(jìn)而提高建筑物室內(nèi)空間提取的算法效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為實施例的輸入建筑構(gòu)件集示意圖；

圖3為實施例的構(gòu)件并集生成的凸包示意圖；

圖4為實施例的凸包與建筑構(gòu)件布爾差的示意圖；

圖5為實施例的生成的建筑物室內(nèi)空間的示意圖。

其中，如3(1)為實施例中所有空間邊界構(gòu)件的并集S示意圖；圖3(2)為實施例中并集S求凸包C后的示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。

如附圖1所示，本發(fā)明一種基于CAD圖紙的建筑物室內(nèi)空間提取方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

(1)通過本技術(shù)領(lǐng)域的語義轉(zhuǎn)換、符號理解等慣用方法，在CAD圖紙中提取圍合建筑物室內(nèi)空間的構(gòu)件，這些起圍合作用的建筑構(gòu)件即為室內(nèi)空間邊界構(gòu)件；讀入室內(nèi)空間邊界構(gòu)件的二維幾何集A＝{A_i,i∈[0,n)}，A_i表示第i個邊界構(gòu)件的幾何，n表示邊界構(gòu)件的個數(shù)，然后通過邊界構(gòu)件集合A計算室內(nèi)空間邊界構(gòu)件的并集S；

(2)對圍合建筑物室內(nèi)空間的邊界構(gòu)件并集S求凸包C；