CN110427653B - 基于bim的参数化碰撞检测及修正的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，包括步骤：从Revit模型的参考底图中提取出建筑幕墙结构中预应力钢绞线套管控制点；将控制点的平面X坐标和Y坐标输出到Excel表格中；在Excel表格中计算出控制点的Z坐标，输入回Revit模型中，得到更新后的Revit模型；通过碰撞检测软件，对更新后的Revit模型中的预应力钢绞线套管和幕墙埋件进行碰撞检测，针对碰撞检测后的结果，将需要调整的数据输入到Excel表格中，供再次更新Revit模型时使用。本发明的方法大大提高了建模的精准度，实现建筑信息模型的数模分离，并重新整合的过程，在电脑配置达到要求的前提下提高了模型修改的效率。

Description

基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法。

背景技术

在传统的结构设计中，预应力钢绞线套管如何准确避开幕墙的预埋件一直是一个问题。传统的思路是建筑专业确定好幕墙功能分区后，交给幕墙专业制定预埋件位置，再与结构专业设计的预应力钢绞线套管位置协调。此方法是目前在国内设计院中较为普遍并常见的一种方法，但此方法过多的依赖于设计者本身的经验，很容易出现疏漏，对结构施工存留障碍。

在国家大力推广扶持BIM技术应用的背景下，这种问题被BIM三维模型碰撞检测所解决，采用BIM三维建模软件，如revit等。建立建筑、结构、幕墙、机电等各专业模型，协同设计，从而准确的检查出结构预应力钢绞线套管与幕墙埋件是否发生碰撞。大大减少了人为因素对检测结果的影响。

Autodesk Revit，是Autodesk公司为建筑师、景观设计师，结构工程师，软件MEP工程师，设计师和承包商开发的一套建筑资讯模型软件。它支援用户以3D形式设计建筑物和结构及其族群，使用2D绘图元素注释模型，并从建筑模型的数据库存取建筑资讯。是我国应用最为广泛的一种BIM建模软件。

然而，现阶段我国的BIM技术应用还不够成熟，存在诸多问题。例如，在结构专业利用revit建立预应力钢绞线套管模型的时候，依靠类似于AUTOCAD形式的画图建模方式，此方法存在两个问题：1、模型的精度存在误差；2、在二次修改过程中非常麻烦。

发明内容

针对现有技术中存在或潜在的缺陷，本发明拟解决的问题是提供一种为实现上述技术效果，本发明提供的技术方案是：

一种基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其包括步骤：

建立建筑幕墙结构的Revit模型；

从所述Revit模型的参考底图中提取出建筑幕墙结构中预应力钢绞线套管控制点；

将所述控制点的平面X坐标和Y坐标输出到Excel表格中；

在Excel表格中计算出所述控制点的Z坐标，输入回所述Revit模型中，得到更新后的Revit模型；

通过碰撞检测软件，对更新后的所述Revit模型中的预应力钢绞线套管和幕墙埋件进行碰撞检测，针对碰撞检测后的结果，将需要调整的数据输入到所述Excel表格中，供再次更新所述Revit模型时使用。

在本发明的一些实施例中，通过以下步骤从所述Revit模型的参考底图中提取出所述控制点，包括步骤：

将一X方向结构预应力布置图***到所述Revit模型中，作为参照底图；

在Revit模型下打开Dynamo可视化参数编程插件，进入Dynamo程序；

在所述Dynamo程序选取所述参照底图中预应力钢绞线套管的控制点范围，将所述参照底图中的Revit图元转换为Dynamo图元；

获取所述控制点范围内的所述Dynamo图元中的曲线；

获取所述曲线的中心点，作为预应力钢绞线套管控制点。

在本发明的一些实施例中，所述控制点的数量为多个，在提取出多个所述控制点后，通过以下步骤将多个所述控制点的X坐标和Y坐标输出到Excel表格中，包括步骤：

获取多个所述控制点的X坐标，对坐标值进行从小到大的排列，输出到Excel表格中；

获取多个所述控制点的Y坐标，对坐标值进行从小到大的排列，输出到所述Excel表格中。

在本发明的一些实施例中，在所述Excel表格中通过公式(1)计算出对应控制点的Z坐标：

Z(绝对坐标)＝Z1-h+Z2 (1)

其中，Z1为建筑幕墙结构所在楼层的绝对高程，h为所述控制点处的楼板厚度，Z2为所述控制点距楼板底部距离。

在本发明的一些实施例中，通过以下步骤在计算出所述控制点的Z坐标后，输入回所述Revit模型中，得到更新后的Revit模型，包括步骤：

在所述Dynamo程序中，将多个所述控制点通过曲线依次串联得到预应力钢绞线套管的中心线；

利用预应力钢绞线套管的截面特征和所述中心线，扫描形成预应力钢绞线套管的实体模型；

将所述实体模型转化成Revit族，更新所述Revit模型。

在本发明的一些实施例中，在所述碰撞检测后，通过以下步骤对需要调整的数据进行更新，包括步骤：

用需要调整的参数值更新所述Excel表格中对应特征点坐标值；

运行所述Dynamo程序，更新所述实体模型；

将更新后的实体模型转化为新的Revit族，再次更新所述Revit模型

在本发明的一些实施例中，所述碰撞检测软件选自于Navisworks软件、Fuzor软件和Synchro软件。

本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)利用Dynamo可视化参数编程实现对Revit模型的参数化驱动；

(2)实现Excel与Dynamo，Dynamo与Revit的交互性。

(3)提高建模精准度及二次修改效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示了本发明实施例基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法的主流程图。

图2显示了本发明实施例中单根预应力钢绞线套管的模型示意图。

图3显示了本发明实施例中Dynamo曲线图。

图4显示了本发明实施例中程序间交互关系图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方案做进一步地详细说明。

在结构专业利用Revit技术建立预应力钢绞线套管模型的时候，通常依靠类似于AUTOCAD形式的画图建模方式。此方法存在两个问题：1、模型的精度存在误差；2、在二次修改过程中非常麻烦。

针对以上两个不足，本发明提出一种基于BIM的参数化预应力钢绞线套管与幕墙埋件碰撞检测及修正的方法，参见图4，该方法中涉及到的软件主要有：AUTOCAD、REVIT平台、Dynamo软件、Excel表格以及Navisworks、Fuzor、Synchro等碰撞检测软件。本发明主要通过REVIT平台的可视化编程软件Dynamo实现从Revit-Excel-Revit软件间的参数化驱动。

参见图1，显示了本发明实施例基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法的主流程图，如图所示，该方法主要包括以下步骤：

步骤01：建立建筑幕墙结构的Revit模型；

步骤02：从该Revit模型的参考底图中提取出建筑幕墙结构中预应力钢绞线套管控制点；

步骤03：将控制点的平面X坐标和Y坐标输出到EXCEL表格中；

步骤04：在Excel表格中计算出控制点的Z坐标，输入回Revit模型中，得到更新后的Revit模型；

步骤05：通过碰撞检测软件，对更新后的Revit模型中的预应力钢绞线套管和幕墙埋件进行碰撞检测，针对碰撞检测后的结果，将需要调整的数据输入到Excel表格中，供再次更新Revit模型时使用。

具体来说，就是利用Dynamo软件先从Revit参考底图中提取出预应力钢绞线套管各控制点(也可以利用civil3d软件直接提取)，将平面XY坐标输出到Excel中(即提取模型信息)，之后在Excel中计算出对应Z坐标，输入回Revit模型中(即赋予新的模型信息)，实现对模型的调整，此时的模型即为碰撞检测前的模型。

接下来通过碰撞检测软件，如Navisworks、Fuzor、Synchro等，对结构专业模型和建筑幕墙等专业模型进行碰撞检测，针对碰撞检测的结果，将需要调整的数据输入到之前的Excel表格中，即可实现对模型的二次快速精准调整。

值得一提的是：本发明方法的核心不在于碰撞检测，而是针对碰撞检测后的结果做出快速精准的修改。

举例来说，可以将本发明基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法细分为如下实施步骤：

1)、首先将某层X方向结构预应力布置图(AUTOCAD)***到Rrevit模型中，作为参照底图。***的方法可选择“auto origin to origin”(自动原点到原点)命令。

2)、在Revit软件中打开Dynamo可视化参数编程插件，利用“select modelelement”(选择模型元素)节点选取Revit参照底图中的预应力钢绞线套管控制点范围(此处为一个大圆圈，而不是一个精准的控制点)，实现将Revit中的参照底图中的元素转换为Dynamo中的图元。

3)、通过“element.curves”(元素.曲线)节点，获取转换后的图元中的曲线(为一圆形)。

4)、通过“sphere.CenterPoint”(扫描.中心点)节点，获取曲线中心点(该点即为精准的预应力钢绞线套管控制点)。

5)、通过“Point.X”(点.X)命令获取该系列点的X坐标，再用“SortIndexByValue”(按值对索引排序)命令对其坐标值进行从小到大的排序后，利用“Excel.WriteToFile”(表格.写入文件)命令输出到Excel中的对应位置。即实现Revit-Excel的模型信息提取。

6)、同理将Y坐标值输入到Excel表格中的对应位置。到此，已获取控制点的XY坐标坐标。在Excel表格中，通过以下公式计算出对应点的Z坐标：

Z(绝对坐标)＝Z1-h+Z2 (1)

其中，Z1为建筑幕墙结构所在楼层的绝对高程，h为所述控制点处的楼板(含柱冒)厚度，Z2为所述控制点距楼板底部距离，所得即为该点绝对坐标。

7)、通过“Excel.ReadFromFile”(表格.读取文件)命令分别提取特征点的XYZ坐标，利用“Point.ByCoordinates”(点.通过坐标)命令在Dynamo程序中建立新的控制点(之前的点没有Z坐标)。

8)、通过“Nurbs Curve.ByPoints”(Nurbs曲线.通过点)命令将一系列特征点通过曲线依次串联得到Nurbs曲线，即预应力套管的中心线，如图2和图3所示，图中点A为未输入Z坐标值的特征点，在输入Z坐标值后位于曲线S上。

9)、再利用“solid.BySweep”(实体.通过扫描)节点，通过截面+路径的方法在Dynamo程序中形成实体模型。到此为止，此模型仅仅在Dynamo程序中。

10)、通过自定义节点，编写Python代码，调用Revit API，实现将Dynamo实体模型转化成Revit中的族，并赋予希望的族名称。到此完成Excel-Revit的模型信息赋予。

11)、重复上述步骤完成X方向和Y方向所有预应力套管的参数化建模后，导入到Synchro进行碰撞检测。针对碰撞检测后的结果，需要做出调整，将需要调整的参数值输入到Excel表格中相应位置，并重新运行Dynamo程序，重复上述步骤2)～步骤10)，即可完成Revit模型的调整，快速并精准。

本发明的方法大大提高了建模的精准度，实现建筑信息模型的数模分离，并重新整合的过程，在电脑配置达到要求的前提下提高了模型修改的效率。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其特征在于，包括步骤：

建立建筑幕墙结构的Revit模型；

从所述Revit模型的参考底图中提取出建筑幕墙结构中预应力钢绞线套管控制点；

将所述控制点的平面X坐标和Y坐标输出到Excel表格中；

在Excel表格中计算出所述控制点的Z坐标，输入回所述Revit模型中，得到更新后的Revit模型；

通过碰撞检测软件，对更新后的所述Revit模型中的预应力钢绞线套管和幕墙埋件进行碰撞检测，针对碰撞检测后的结果，将需要调整的数据输入到所述Excel表格中，供再次更新所述Revit模型时使用；

其中，通过以下步骤从所述Revit模型的参考底图中提取出所述控制点，包括步骤：

将一X方向结构预应力布置图***到所述Revit模型中，作为参照底图；

在Revit模型下打开Dynamo可视化参数编程插件，进入Dynamo程序；

在所述Dynamo程序选取所述参照底图中预应力钢绞线套管的控制点范围，将所述参照底图中的Revit图元转换为Dynamo图元；

获取所述控制点范围内的所述Dynamo图元中的曲线；

获取所述曲线的中心点，作为预应力钢绞线套管控制点。

2.如权利要求1所述的基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其特征在于，所述控制点的数量为多个，在提取出多个所述控制点后，通过以下步骤将多个所述控制点的X坐标和Y坐标输出到Excel表格中，包括步骤：

获取多个所述控制点的X坐标，对坐标值进行从小到大的排列，输出到Excel表格中；

获取多个所述控制点的Y坐标，对坐标值进行从小到大的排列，输出到所述Excel表格中。

3.如权利要求2所述的基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其特征在于：在所述Excel表格中通过公式(1)计算出对应控制点的Z坐标；

Z(绝对坐标)＝Z1-h+Z2 (1)

其中，Z1为建筑幕墙结构所在楼层的绝对高程，h为所述控制点处的楼板厚度，Z2为所述控制点距楼板底部距离。

4.如权利要求1所述的基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其特征在于，通过以下步骤在计算出所述控制点的Z坐标后，输入回所述Revit模型中，得到更新后的Revit模型，包括步骤：

在所述Dynamo程序中，将多个所述控制点通过曲线依次串联得到预应力钢绞线套管的中心线；

利用预应力钢绞线套管的截面特征和所述中心线，扫描形成预应力钢绞线套管的实体模型；

将所述实体模型转化成Revit族，更新所述Revit模型。

5.如权利要求4所述的基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其特征在于，在所述碰撞检测后，通过以下步骤对需要调整的数据进行更新，包括步骤：

用需要调整的参数值更新所述Excel表格中对应特征点坐标值；

运行所述Dynamo程序，更新所述实体模型；

将更新后的实体模型转化为新的Revit族，再次更新所述Revit模型。

6.如权利要求1所述的基于BIM的参数化碰撞检测及修正的方法，其特征在于：所述碰撞检测软件选自于Navisworks软件、Fuzor软件和Synchro软件。

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