[發明專利]一種室內空間三維拓撲關系構建方法及系統

有效

• 申請號: 202210559323.9
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114648618B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 孫群;詹新武;湯璞;易志華
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T19/20
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 36150
• 代理人: 彭琰

1.一種室內空間三維拓撲關系構建方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取室內空間體對象的離散面集合，對所述離散面集合進行預處理，以使所述離散面集合中的所有面都在公共邊拓撲相連；

區分所述離散面集合的內表面與外表面，依據三維空間向量積的性質對所述離散面集合中的面進行排序；

所述區分所述離散面集合的內表面與外表面，依據三維空間向量積的性質對所述離散面集合中的面進行排序的步驟包括：

選定任一外表面為起始搜索面，并指定所述起始搜索面的法向量指向體外，根據向量外積計算出所述起始搜索面的法向量；

將所述離散面集合中的公共邊關聯的被搜索面的法向量以所述公共邊的方向進行統一，并根據向量外積計算出所述被搜索面的法向量；

根據向量外積計算所述被搜索面的法向量與所述起始搜索面的法向量所構成平面的平面法向量；

若所述平面法向量等于零，則將所述被搜索面置于所述起始搜索面的右側；

若所述平面法向量不等于零，則計算所述平面法向量與所述公共邊的向量之間的內積，并判斷所述平面法向量與所述公共邊的向量之間的內積是否大于零；

若所述平面法向量與所述公共邊的向量之間的內積大于零，則將所述被搜索面置于所述起始搜索面的右側；

若所述平面法向量與所述公共邊的向量之間的內積小于零，則將所述被搜索面置于所述起始搜索面的左側；

若所述起始搜索面的右側或左側存在已排序的面，則獲取所述已排序的面與所述被搜索面之間的法向量，并計算所述已排序的面與所述被搜索面之間的法向量與所述公共邊的向量之間的內積；

若所述已排序的面與所述被搜索面之間的法向量與所述公共邊的向量之間的內積大于零，則將所述被搜索面置于所述已排序的面的右側；

若所述已排序的面與所述被搜索面之間的法向量與所述公共邊的向量之間的內積小于零，則將所述被搜索面置于所述已排序的面的左側；

以此類推，以完成所述離散面集合中的所有面的集合排序；

確定所述離散面集合的起始搜索面，通過所述起始搜索面搜索所述起始搜索面的最鄰近面，以構建當前體對象；

構建所述當前體對象的所有相鄰體，并建立所述當前體對象與所述相鄰體之間的拓撲鄰接關系。

2.根據權利要求1所述的室內空間三維拓撲關系構建方法，其特征在于，所述獲取室內空間體對象的離散面集合，對所述離散面集合進行預處理，以使所述離散面集合中的所有面都在公共邊拓撲相連的步驟包括：

對所述離散面集合進行結點匹配以確定結點坐標；

根據所述結點坐標以及所述離散面集合中原始多邊形頂點順序依次建立邊與結點、環與邊和面與環的層次組合關系，并構建邊與面的關聯關系。

3.根據權利要求1所述的室內空間三維拓撲關系構建方法，其特征在于，所述區分所述離散面集合的內表面與外表面，依據三維空間向量積的性質對所述離散面集合中的面進行排序的步驟包括：

區分所述離散面集合的內表面與外表面，選取任一所述外表面為起始搜索面，并獲取所述外表面的法向量；

選定所述起始搜索面的一條邊為公共邊，獲取所述離散面集合中與所述公共邊關聯的其他面的法向量；

創建面集合排序序列，并根據所述外表面的法向量與所述其他面的法向量對所述離散面集合進行排序。

4.根據權利要求1所述的室內空間三維拓撲關系構建方法，其特征在于，所述確定所述離散面集合的起始搜索面，通過所述起始搜索面搜索所述起始搜索面的最鄰近面，以構建當前體對象的步驟包括：

選取任一所述外表面為起始搜索面，將所述起始搜索面所包含的內環面加入當前體對象的記錄中；

計算所述當前體對象中所有面的外環邊的度，直至所有面外環邊的度均為預設值，以完成所述當前體對象的構建。

5.根據權利要求4所述的室內空間三維拓撲關系構建方法，其特征在于，所述計算所述當前體對象中所有面的外環邊的度，直至所有面外環邊的度均為預設值，以完成所述當前體對象的構建的步驟包括：

若存在度為非預設值的邊，則以該邊所在的面為搜索面在該邊進行最鄰近面搜索，并將所述最鄰近面加入當前體的記錄中。