[發明專利]一種適用于地下空間的三維自動建模方法

有效

• 申請號: 201811231029.5
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109558630B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 金國慶;陳尚武;鄔文達
• 申請（專利權）人: 杭州敘簡科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T17/30;G06Q50/08
• 代理公司: 杭州易中元兆專利代理有限公司 33341
• 代理人: 葉衛強

1.一種適用于地下空間的三維自動建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)、首先使用橫斷面數據和路線數據生成一體化模型；

步驟(2)、然后將上述生成一體化模型根據配置拆解成多個分段完成拆解；

步驟(3)、最后根據配置將各個分段按分層逐級降低模型細節生成分層模型；

步驟(1)的具體流程如下：

1.1、根據CAD圖或現場測量結果構造橫斷面數據和路線數據；

1.2、生成艙壁、管線：

1.21、預處理，將橫斷面中表示艙壁、管線的的圖形轉換為平面多邊形并得到多個頂點，將路線中的曲線部分轉換為折線得到多個路線節點；

1.22、以路線起點為節點A；

1.23、以節點A原點，以路線的垂直面為平面對平面多邊形進行坐標變換得到空間多邊形[1]；

1.24、沿路線到下一個節點B對空間多邊形進行坐標平移得到空間多邊形[2]；

1.25、提取空間多邊形[1]與空間多邊形[2]的相鄰頂點組成三角面，多個相連三角面共同組成了艙壁、管壁；

1.26、計算各頂點的法向量和UV紋理坐標；

1.27、然后以節點B為節點A，以空間多邊形[2]為空間多邊形[1]；

1.28、沿路線對各節點依次重復上述步驟1.24、1.25、1.26、1.27直到終點，生成全路線的艙壁、管線的模型；

1.29、封閉端面，生成兩端需封閉的橫斷面多邊形的面，并分別與艙壁、管壁的起點、終點的邊進行頂點焊接，形成封閉面；

1.3、生成重復物件：

1.31、對各種類型的單個物件進行人工建模；

1.32、根據數據以沿路線相對起點行經指定距離位于軸線上的點為點A；

1.33、以點A為原點確定一個與路線垂直的平面[1]；

1.34、根據數據在與路線垂直的平面[1]上確定物件在該平面上的平面直角坐標偏移點[2]；

1.35、將物件的平面直角坐標偏移點[2]變換得到空間直角坐標偏移點[3]；

1.36、根據數據將單個物件模型的復制體放置于空間直角坐標偏移點[3]處；

1.37、根據數據依次重復上述步驟1.32、1.33、1.34、1.35、1.36，直到將所有重復物件放置完成；

1.4、生成特殊物件：

1.41、對各個特殊物件進行單獨人工建模；

1.42、根據數據以沿路線相對起點行經指定距離位于軸線上的點為點A；

1.43、以點A為原點確定一個與路線垂直的平面[1]；

1.44、根據數據在與路線垂直的平面[1]上確定物件在該平面上的平面直角坐標偏移點[2]；

1.45、將物件的平面直角坐標偏移點[2]變換得到空間直角坐標偏移點[3]；

1.46、根據數據將單個物件模型放置于空間直角坐標偏移點[3]；

1.47、根據數據依次重復上述步驟1.42、1.43、1.44、1.45、1.46，直到將所有特殊物件放置完成；

步驟(2)的具體流程如下：

2.1、配置拆解參數，參數包含：每個分段的距離閾值[1]；

2.2、進行模型拆解；

2.21、以路線起點為節點A；

2.22、從節點A開始沿路線向后查找超過分段距離閾值[1]的下一個節點為節點B；

2.23、若節點B離上一節點C的距離不超過兩倍分段距離閾值[1]，則在節點B處對艙壁、管道進行面拆分；若距離超過兩倍分段距離閾值[1]，則在離上一節點C的分段距離閾值處進行截斷面拆分，并在截斷處形成新的節點D，并以該節點D為節點B；

2.24、將該分段范圍內的重復物件、特殊物件歸入拆分后的分段模型內；

2.25、然后以節點B為節點A；

2.26、沿路線對各個節點依次重復上述步驟2.22、2.23、2.24、2.25直到終點，將整個模型拆分成各個分段模型；

步驟(3)的具體流程如下：

3.1、配置多層細節生成參數，參數包含：多個層級、每個層級進行降細節處理的方式(減少三角面、減少內部細節)；

3.2、逐分段進行降低細節處理：

3.21、從起始段開始逐分段進行；

3.22、在該分段從高精細度的層級向低精細度的層級逐層級進行；

3.23、若該層需要減少三角面，則對艙壁、管壁的橫斷面多邊形相對上一層級刪減頂點處理，然后再重新構造三角面；

3.24、若該層需減少內部細節，根據參數減少內部物件，或完全消除內部物件；

3.25、重復上述步驟3.22、3.23、3.24直到在該分段處理完所有層級；

3.26、進入下一分段；

3.27、重復上述步驟3.22、3.23、3.24、3.25、3.26直到處理完所有分段。