[發明專利]基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法

在審

• 申請號: 202210826384.7
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115345988A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 張挺;郭煜釩;詹昌洵;楊丁穎;黃迎春
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 徐歡

1.一種基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、根據實際需求的重要程度將BIM模型劃分為三個的重要等級，并將不同重要程度構件分別導出為各個obj文件；

S2、計算各重要程度構件的簡化率；

S3、獲取各個obj文件中模型的點、面數據，生成網格模型，并計算網格模型中各三角面片的面法向量和頂點法向量；

S4、根據各三角面片的面法向量和頂點法向量，計算與網格模型中各頂點相接的每個面的面片重要度；

S5、根據每個面的面片重要度，計算網格模型中每個頂點的重要度；

S6、構造網格模型的二次誤差度量矩陣；

S7、根據二次誤差度量矩陣確定折疊邊的折疊點坐標，并計算折疊點對應邊的誤差度量值；

S8、對各邊的誤差度量值進行最小堆排序；

S9、選擇折疊誤差最小的邊進行邊折疊操作；

S10、重復步驟S8-S9，直至完成各個obj文件對應網格模型的折疊，得到各個obj文件對應的簡化網格模型；

S11、將各個obj文件對應的簡化網格模型進行組合，最終得到簡化后的完整BIM模型。

2.如權利要求1所述的一種基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法，其特征在于：步驟S2中，各重要程度構建的簡化率如下：

式中p_Ⅰ、p_Ⅱ、p_Ⅲ為三個等級構件的簡化率，N_Ⅰ、N_Ⅲ為三個等級構件模型的面數；p_Ⅱ、p_Ⅲ為預設值。

3.如權利要求1所述的一種基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法，其特征在于：步驟S3中面法向量和頂點法向量的公式分別如下：

式(2)中表示面片的平面法向量，A_i、B_i、C_i、D_i為直接獲取得到的模型面片信息，a_i,b_i,c_i,d_i為標準化后的模型面片信息；

式(3)中表示網格頂點V的頂點法向量，n為與頂點V相接的三角面片個數；頂點法向量即計算與該頂點相接的所有面片的面片法向量的算術平均值。

4.如權利要求3所述的一種基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法，其特征在于：步驟S4中，網格模型中各頂點相接的每個面的面片重要度計算公式如下：

式(4)中，為面片重要度，通過計算面片的平緩程度表示模型特征；β為面片法向量與頂點法向量夾角。

5.如權利要求4所述的一種基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法，其特征在于：步驟S5中每個頂點重要度的計算公式為：

式(5)中，λ_v為頂點重要度，Ceiling為向上取整函數，n為與頂點相連面片個數，k為模型特征因子，取值范圍為0到1。

6.如權利要求5所述的一種基于頂點重要度的二次誤差度量邊折疊BIM輕量化方法，其特征在于：步驟S6中二次誤差度量矩陣計算式如下：

式(6)中，Q′(v₀)為邊(v₁,v₂)的折疊點v₀誤差度量矩陣；

式(7)中，為頂點v_i對應的二次誤差度量矩陣，網格頂點到其所有相關聯三角形的集合記為Planes，p_k＝(a,b,c,d)^T表示Planes(v)中每個三角面片所在的標準化平面方程，記為：ax+by+cz+d＝0,n為頂點v_i相接的三角面片個數。