[發明專利]適用于建筑人居環境仿真的建筑圖紙識別與模型構建方法

在審

• 申請號: 202210914542.4
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115391878A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 王雅然;何志豪;由世俊;張歡;陳冠益;鄭雪晶
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06V30/422
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

本發明公開一種適用于建筑人居環境仿真的建筑圖紙識別與模型構建方法，包括：解析dxf格式樓層圖紙，構建描述點線信息的圖模型并預處理成生成樹?余枝的標準圖模型；用基本關聯矩陣得到基本環路矩陣；基于基本環路矩陣得到若干相互嵌套的基本環路多邊形后通過多邊形剪切得到最小多邊形，用最小多邊形構建樓層各房間幾何模型；將最小多邊形與建筑信息結合，構造每層樓層基本結構，將上層的下樓板與下層的上樓板沿相互交點與房間邊界剪切，構造相鄰兩樓層的層間樓板，得到一體化建筑模型；解析包括門、窗、樓梯間樓板的建筑構件幾何圖紙，結合門窗高度、做法，構造門窗及其他建筑構件信息模型。本發明能實現對建筑人居環境仿真模型的快速構建。

技術領域

本發明涉及建筑仿真建技術領域，特別是涉及一種適用于建筑人居環境仿真的建筑圖紙識別與模型構建方法。

背景技術

實現建筑模型的自動讀取與解析，是進行建筑人居環境仿真分析的基礎。在工程軟件中，建筑模型是一類按照設計完成的CAD實體模型，建筑圖紙的識別與構建，是根據二維圖紙中建筑墻體、門窗的幾何坐標，結合維護結構具體做法、標高等信息，識別或構建房間、樓層、建筑整體的方法。

當前建筑仿真領域，建筑模型的錄入主要依靠軟件平臺中自帶的畫圖工具，人工重新繪制；各軟件繪圖的規則繁復，多需要按特定流程逐一繪制與填寫建筑信息，且繪圖、設置流程中容錯率較低。對于總體量較大的建筑或建筑群，重新繪制并填寫每一個房間的幾何與物理信息，效率較低；且人工重復繪圖、錄入總不可避免產生錯誤，未能將簡單重復的工作智能化實現。無論從學習成本還是使用中的時間成本而言，都造成了人力資源的浪費，最終反映到成本中。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種適用于建筑人居環境仿真的建筑圖紙識別與模型構建方法，是一種基于計算幾何與圖算法的建筑圖紙識別與模型構建方法，適用于以熱環境為主體的，對建筑人居環境的仿真計算。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

適用于建筑人居環境仿真的建筑圖紙識別與模型構建方法，包括步驟：

S1.解析dxf格式的樓層圖紙，讀取樓層圖紙中的圖元信息，根據圖元信息構建一個描述點線信息的圖模型；

S2.對圖模型預處理，整理成生成樹-余枝的標準圖模型；

S3.用標準圖模型的基本關聯矩陣A得到標準圖模型的基本環路矩陣Cf；基本關聯矩陣描述標準模型中點和邊的連接關系，基本回路矩陣描述標準模型中的環形回路和邊的關系；

S4.基于標準圖模型的基本環路矩陣Cf，得到若干相互嵌套的基本回路多邊形，利用幾何圖形的交并計算，使基本回路多邊形相互剪切，直至多邊形間不再有交集，得到最小多邊形，根據最小多邊形構建樓層中各房間的幾何模型；

S5.將每層樓層圖紙通過基本回路多邊形相互剪切后獲得的不存在交集的最小多邊形與建筑信息結合，構造出每層樓層所有的基本結構；通過幾何圖形的交并計算，將上層的下樓板與下層的上樓板沿著相互的交點與房間邊界剪切，利用剪切獲得的不存在交集的最小多邊形構造相鄰兩樓層的層間樓板，得到一體化的建筑模型；

S6.解析包括門、窗、樓梯間樓板在內的其他建筑構件的幾何圖紙，結合門窗高度、做法信息，構造門窗及其他建筑構件的信息模型。

本發明將自行規整樓層二維數據，利用計算幾何方法與圖算法，自動解析房間結構，構建各樓層的基本圍護結構，再通過對層間樓板的拼接計算，合并各樓層，構造一體化的建筑模型，最后對門窗等其他建筑構件進行讀取；通過圖數據處理、房間識別、樓層拼接等手段，實現對建筑人居環境仿真模型的快速構建，降低對技術人員繪圖工作的要求。