CN105468869A - 一种pds模型的拓扑关系解析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PDS模型的拓扑关系解析方法包括以下步骤：S1，定义PDS拓扑关系数据结构；S2，获取PDS项目中每个模型对应的图形文件路径；S3，顺序扫描PDS模型对应的图形文件获取文件内部代表模型元件的图形元素；S4，获取其特征码用于确定元件身份；S5，获取元件的关键点坐标用于进行拓扑关系分析；重复S2到S5；S6，通过关键点坐标匹配找出所有元件的拓扑关系。本发明提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，能够自动获取PDS模型内包括管道、设备、桥架等在内的全部专业的拓扑关系，并且将其存储在数据库中，将非结构化的图形信息转化为数据库中的结构化数据，从而使PDS模型的拓扑关系数据的灵活性和可读性得到显著的提升。

Description

一种PDS模型的拓扑关系解析方法

技术领域

本发明涉及三维模型处理方法，具体涉及一种PDS模型的拓扑关系解析方法。

背景技术

PDS(PlantDesignSystem)是一款广泛运用的三维设计软件。PDS软件作为一个集成化的、多专业参与的协同设计***，能够快速帮助各专业设计人员进行三维建模以及设计检查，大大提高了工作效率和设计质量。在化工及能源行业，PDS软件得到了广泛的应用并且已经有了无数成功的案例。

随着计算机技术突飞猛进以及工业自动化进程的不断推进，设计与分析一体化已经成为了大势所趋。PDS将模型中的拓扑关系存储在图形文件中而非数据库中，非结构化的数据使得拓扑关系数据获取不够灵活，而三维模型的拓扑关系数据对于后续的分析计算非常重要，这就造成了PDS软件与后续分析软件无法直接进行数据交互，而需要进行接口开发。通过调研发现，目前市场上没有成熟的PDS模型拓扑关系解析软件。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种PDS模型的拓扑关系解析方法。

PDS模型的拓扑关系解析方法包括以下步骤：

S1，定义PDS拓扑关系数据结构，数据结构能够完整表示每个PDS部件的所有拓扑关系；

S2，获取PDS项目中每个模型对应的图形文件路径；

S3，顺序扫描PDS模型对应的图形文件获取文件内部代表模型元件的图形元素，其中PDS模型对应的图形文件为DGN文件；

S4，对应模型元件的图形元素，获取其特征码用于确定元件身份；

S5，对应模型元件的图形元素，获取元件的关键点坐标用于进行拓扑关系分析；

重复S2到S5，直至整个PDS项目的DGN文件扫描完毕，该项目内所有元件的特征码以及关键点坐标都被检测出；

S6，通过关键点坐标匹配找出所有元件的拓扑关系，存入S1定义的拓扑关系数据结构中，并存入数据库中形成结构化数据。

优选地，所述S2的获取PDS模型对应图形文件路径应当从PDS项目的数据库对应数据表中寻找每个模型对应的图形文件路径。

优选地，所述S3的顺序扫描图形文件内部模型元件包括以下步骤：

S3.1，从图形文件中提取所有元素，由于PDS的元件必然是图形元素，所以扫描中过滤掉所有非图形元素，只保留所有图形元素；

S3.2，在扫描后得到的图形元素中寻找表示PDS模型元件的元素，去除垃圾元素，判定标准为元素中是否存在DMRSLinkage(PDS软件附加在图形元素上的特征码)，如果存在则为PDS模型元件，不存在则为垃圾元素并去除。

优选地，所述S4的获取特征码确定元件身份包括以下步骤：

S4.1，根据图形元素种类的区别，判断读取元素特征码的方法并且读取元素的特征码DMRSlinkage；

S4.2，如果是管道或桥架专业，还应当从DMRSlinkage中获取部件对应中心线的DMRSlinkage，用于获取存储在中心线上的属性信息。

优选地，所述S5的获取元件的关键点坐标用于进行拓扑关系的分析包括以下步骤：

S5.1，根据图形元素种类的区别，判断关键点坐标的存储位置，如coneelement，则关键点为两个端面坐标；

S5.2，根据S5.1的判断结果，获取关键点坐标，并存入定义的拓扑关系数据结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，能够自动获取PDS模型内包括管道、设备、桥架等在内的全部专业的拓扑关系，并且将其存储在数据库中，将非结构化的图形信息转化为数据库中的结构化数据，从而使PDS模型的拓扑关系数据的灵活性和可读性得到显著的提升，也避免了后续需要使用PDS模型拓扑关系数据时的重复开发和体力劳动，大大提升设计效率和质量。

2、本发明提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，为PDS软件与其他软件接口提供了数据保障。

3、本发明提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，整个过程全自动完成，无需人为干预，操作简便，生产效率高。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的PDS模型的拓扑关系解析方法的流程示意图。

图2为符合本发明优选实施例的单个图形文件获取图形元素特征码以及关键点坐标的流程示意图。

图3为符合本发明优选实施例的通过关键点匹配算法完成拓扑关系结构模型的流程示意图。

图4为管道连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，PDS模型的拓扑关系解析方法包括以下步骤：

S1，定义PDS拓扑关系数据结构，数据结构能够完整表示每个PDS部件的所有拓扑关系，因此该数据结构需要不仅能够反映自身的元件类型与元件身份，也要能够反映当前元件与其他元件的连接关系。

S2，获取PDS项目中每个模型对应的图形文件路径。图形文件的存储路径在PDS项目的数据库中有详细的记录，具体的记录位置在PDS数据库中的pd表中。其中PDS软件的图形文件为Microstation软件创建的DGN文件。

S3，顺序扫描PDS模型对应的图形文件获取文件内部代表模型元件的图形元素。在扫描过程中，对于DGN文件中的非图形元素都可以忽略，因为PDS的元件只会是图形元素；同时，对于没有任何linkage数据链接的图形元素，也可以忽略，因为PDS模型里面的元件都会有数据链接来保证图形元素与数据库的关联性，因此S3中扫描得到的都应该是带有数据链接的图形元素。

S4，对应模型元件的图形元素，获取其特征码用于确定元件身份，同时特征码也是图形元素与存储在数据库中的属性数据的连接桥梁。其中特征码存储在图形元素的DMRSlinkage中，对于每一个模型的每个元素都有唯一的特征码与其对应。对于管道及桥架专业，其部件的图形元素包含了多个DMRSlinkage，第一个代表其自身的特征码，其余则代表与其对应的中心线的特征码，因此只要找到模型里与部件中的中心线特征码一致的中心线，就可以将部件与中心线关联在一起。如图4所示，01的“linkage2”应该等于02的“linkage1”，通过这种方式就能够将部件与中心线对应起来。

S5，对应模型元件的图形元素，获取元件的关键点坐标用于进行拓扑关系分析。这里的关键点坐标是指每个元件的端点坐标，通过端面坐标能够知道元件与其他元件的拓扑关系以及自身的空间坐标。

对应不同的专业，其模型元件的关键点坐标获取方式也不一样。下面以管道专业的管道元件为例介绍如何获取关键点坐标。

对于管道元件，其对应的图形元素为简单元素coneelement，因此其端面坐标就是圆柱的两个端面坐标center1与center2。

通过S4与S5，即可获得每个元件的拓扑关系相关信息，加上S3，则可以获取每个模型中的所有元件的拓扑关系相关信息。S3，S4，S5这三个步骤对应的流程图如图2所示。

然后重复S2到S5，直至整个PDS项目的DGN文件扫描完毕，该项目内所有元件的特征码以及关键点坐标都被检测出。由于对于每个模型，并不是所有元件都与模型内部元件连接，必然会有模型之间的连接关系，因此必须完成整个项目所有元件的拓扑关系信息的获取，才能生成完整的拓扑关系。

最后，进行S6，通过关键点坐标匹配找出所有元件的拓扑关系，存入步S1定义的拓扑关系数据结构中，并存入数据库中形成结构化数据。S6的整个过程如图3所示，首先读取已经获得的项目内所有元件的拓扑关系信息数据，然后逐个读取每个元件的拓扑关系信息数据(即每个元件的特征码以及端面坐标)，过程为对应当前元件的每个端面坐标，在整个项目的拓扑关系信心数据中寻找是否有匹配的坐标点，如果匹配点没有，则当前端面悬空，如果有一个坐标点匹配，则当前元件与该元件连接，如果有超过一个匹配，则出现布置错误并记录，直到当前元件所有端面都进行完匹配，则当前元件的拓扑关系已经得到，转入下一个元件，这样循环直到所有元件都完成拓扑关系信息的获取。如图4所示，管道如果与弯头连接，则管道的“cp2location”04应该与弯头的“cp1location”05一致。最后将完成的拓扑关系数据存入数据库中，使非结构化的PDS拓扑关系转化为结构化的数据库数据，增加了程序的灵活性和拓展性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本实施例提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，能够自动获取PDS模型内包括管道、设备、桥架等在内的全部专业的拓扑关系，并且将其存储在数据库中，将非结构化的图形信息转化为数据库中的结构化数据，从而使PDS模型的拓扑关系数据的灵活性和可读性得到显著的提升，也避免了后续需要使用PDS模型拓扑关系数据时的重复开发和体力劳动，大大提升设计效率和质量。

2、本实施例提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，为PDS软件与其他软件接口提供了数据保障。

3、本实施例提供的PDS模型的拓扑关系解析方法，整个过程全自动完成，无需人为干预，操作简便，生产效率高。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种PDS模型的拓扑关系解析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，定义PDS拓扑关系数据结构，数据结构能够完整表示每个PDS部件的所有拓扑关系；

S2，获取PDS项目中每个模型对应的图形文件路径；

S3，顺序扫描PDS模型对应的图形文件获取文件内部代表模型元件的图形元素，其中PDS模型对应的图形文件为DGN文件；

S4，对应模型元件的图形元素，获取其特征码用于确定元件身份；

S5，对应模型元件的图形元素，获取元件的关键点坐标用于进行拓扑关系分析；

重复S2到S5，直至整个PDS项目的DGN文件扫描完毕，该项目内所有元件的特征码以及关键点坐标都被检测出；

S6，通过关键点坐标匹配找出所有元件的拓扑关系，存入S1定义的拓扑关系数据结构中，并存入数据库中形成结构化数据。

2.如权利要求1所述的PDS模型的拓扑关系解析方法，其特征在于，所述S2的获取PDS模型对应图形文件路径应当从PDS项目的数据库对应数据表中寻找每个模型对应的图形文件路径。

3.如权利要求1所述的PDS模型的拓扑关系解析方法，其特征在于，所述S3的顺序扫描图形文件内部模型元件包括以下步骤：

S3.1，从图形文件中提取所有元素，由于PDS的元件必然是图形元素，所以扫描中过滤掉所有非图形元素，只保留所有图形元素；

S3.2，在扫描后得到的图形元素中寻找表示PDS模型元件的元素，去除垃圾元素，判定标准为元素中是否存在DMRSLinkage，如果存在则为PDS模型元件，不存在则为垃圾元素并去除。

4.如权利要求1所述的PDS模型的拓扑关系解析方法，其特征在于，所述S4的获取特征码确定元件身份包括以下步骤：

S4.1，根据图形元素种类的区别，判断读取元素特征码的方法并且读取元素的特征码DMRSlinkage；

S4.2，如果是管道或桥架专业，还应当从DMRSlinkage中获取部件对应中心线的DMRSlinkage，用于获取存储在中心线上的属性信息。

5.如权利要求1所述的PDS模型的拓扑关系解析方法，其特征在于，所述S5的获取元件的关键点坐标用于进行拓扑关系的分析包括以下步骤：

S5.1，根据图形元素种类的区别，判断关键点坐标的存储位置；

S5.2，根据S5.1的判断结果，获取关键点坐标，并存入定义的拓扑关系数据结构。