CN116485995A - 基于装配式建筑构件的建模方法、智能终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于装配式建筑构件的建模方法、智能终端及存储介质，该基于装配式建筑构件的建模方法包括：S101：获取建模对象中构件的业务信息，根据业务信息生成构件的建模元数据，业务信息包括构件的几何信息、布局信息；S102：根据建模元数据生成建模对象的几何模型，渲染几何模型形成建模对象的可视化模型。本发明通过将建模的流程进行抽象和语义化，实现装配式建筑构件模型的快速搭建和灵活装配，且无需重复执行建模操作，速度快、效率高，且操作简单，工作体验好，提升了工作效率。

Description

基于装配式建筑构件的建模方法、智能终端及存储介质

技术领域

本发明涉及BIM技术领域，尤其涉及一种基于装配式建筑构件的建模方法、智能终端及存储介质。

背景技术

BIM技术全称Building information modeling，即建筑信息模型，是以三维技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，信息更直观、详细，是实际施工过程在计算机上的虚拟实现。它采用虚拟现实和结构仿真等技术，在高性能计算机等设备的支持下群组协同工作。通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型，可以实现对施工方案进行实时、交互和逼真的模拟，进而对已有的施工方案进行验证、优化和完善，逐步替代传统的施工方案编制方式和方案操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作中，能预知在实际施工过程中可能碰到的问题，提前避免和减少返工以及资源浪费的现象，优化施工方案，合理配置施工资源，节省施工成本，加快施工进度，控制施工质量，达到提高建筑施工效率的目的。

其中，BIM技术也被应用在装配式建筑，在装配式建筑中构件存在批量重复的特点，通过BIM技术建立几何模型时，需要针对每一个构件重复执行模型构建操作，这种建模方式速度慢、效率低，且需要大量执行重复操作，过程枯燥，工作体验差，降低了工作人员的工作效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种基于装配式建筑构件的建模方法、智能终端及存储介质，利用构件的业务信息创建构件的建模元数据，通过建模元数据进行几何模型的生成，渲染几何模型得到可视化模型，通过将建模的流程进行抽象和语义化，实现装配式建筑构件模型的快速搭建和灵活装配，且无需重复执行建模操作，速度快、效率高，且操作简单，工作体验好，提升了工作效率。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种基于装配式建筑构件的建模方法，所述基于装配式建筑构件的建模方法包括：S101：获取建模对象中构件的业务信息，根据业务信息生成所述构件的建模元数据，所述业务信息包括构件的几何信息、布局信息；S102：根据所述建模元数据生成建模对象的几何模型，渲染所述几何模型形成建模对象的可视化模型。

进一步地，所述获取建模对象中构件的业务信息的步骤具体包括：接收输入的参数信息，根据所述参数信息以及配置信息获取建模对象中装配的每个构件的几何信息、布局信息。

进一步地，所述根据业务信息生成所述构件的建模元数据的步骤具体包括：获取所述构件对应的工艺规则，根据所述工艺规则以及业务信息中的参数进行业务逻辑处理生成所述建模元数据。

进一步地，所述根据业务信息生成所述构件的建模元数据的步骤之后还包括：获取所述构件的修改信息，根据所述修改信息对应修改所述构件对应的建模元数据中的描述信息。

进一步地，所述建模元数据包括构件建模的几何特征信息、坐标系、变化矩阵、材质、截面轮廓、裁剪平面、材质UV信息。

进一步地，所述根据所述建模元数据生成建模对象的几何模型的步骤包括：将所述建模元数据输入几何特征建模引擎生成构件的模型，根据所述建模元数据中的坐标系、变化矩阵信息装配所述构件的模型形成建模对象的几何模型。

进一步地，所述渲染所述几何模型形成建模对象的可视化模型的步骤具体包括：通过实例化渲染对所述建模对象进行渲染得到建模对象的可视化模型。

进一步地，所述通过实例化渲染对所述建模对象进行渲染得到建模对象的可视化模型的步骤具体包括：向渲染工具发送渲染数量信息，通过函数调用的方式向所述渲染工具传输建模对象中渲染实例的绘制方式，利用所述渲染工具渲染所述渲染实例。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能终端，所述智能终端包括处理器、存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器与所述存储器通信连接，通过所述计算机程序执行如上所述的基于装配式建筑构件的建模方法。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序数据，所述程序数据被用于执行如上所述的基于装配式建筑构件的建模方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：利用构件的业务信息创建构件的建模元数据，通过建模元数据进行几何模型的生成，渲染几何模型得到可视化模型，通过将建模的流程进行抽象和语义化，实现装配式建筑构件模型的快速搭建和灵活装配，且无需重复执行建模操作，速度快、效率高，且操作简单，工作体验好，提升了工作效率。

附图说明

图1为本发明基于装配式建筑构件的建模方法一实施例的流程图；

图2为本发明基于装配式建筑构件的建模方法另一实施例的流程图；

图3为本发明基于装配式建筑构件的建模方法中建模元数据生成一实施例的流程图；

图4为本发明基于装配式建筑构件的建模方法中几何模型生成一实施例的流程图；

图5为本发明智能终端一实施例的结构图；

图6为本发明计算机可读存储介质一实施例的结构图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。本申请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，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本申请公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参阅图1-图4，其中，图1为本发明基于装配式建筑构件的建模方法一实施例的流程图；图2为本发明基于装配式建筑构件的建模方法另一实施例的流程图；图3为本发明基于装配式建筑构件的建模方法中建模元数据生成一实施例的流程图；图4为本发明基于装配式建筑构件的建模方法中几何模型生成一实施例的流程图。结合图1-图4对本发明的基于装配式建筑构件的建模方法作详细说明。

本发明设计一套“业务信息-构件元数据-模型生成与渲染”的建模流程，对建模的流程进行抽象和语义化，实现建筑装配式模型的快速搭建和灵活装配。此外，装配式建筑构件具有批量重复的特点，本发明通过实例化渲染的方式优化模型的渲染，提升渲染的速度。

在本实施例中，执行建模方法的设备可以为手机、电脑、服务器以及其他能够使用BIM技术进行建模的智能终端。其中，智能终端执行的建模方法的流程包括：

1、收集当前建模对象中构件的布局、铺排信息以及构件的截面轮廓、长度、宽度、厚度、材质等业务信息，将业务信息经过逻辑处理，转换成相应的构件的建模元数据。

2、收集所有建模元数据信息，将建模元数据信息经过几何特征建模引擎的处理生成几何模型。

3、将创建的构件模型经过实例化渲染技术在场景中渲染出来。

下面结合上述流程对基于装配式建筑构件的建模方法的执行步骤具体描述。

基于装配式建筑构件的建模方法包括：

S101：获取建模对象中构件的业务信息，根据业务信息生成构件的建模元数据，业务信息包括构件的几何信息、布局信息。

在本实施例中，为降低建模难度，智能终端通过浏览器获取构件的业务信息。其中，获取建模对象中构件的业务信息的步骤具体包括：接收输入的参数信息，根据参数信息以及配置信息获取建模对象中装配的每个构件的几何信息、布局信息。

具体的，智能终端通过浏览器接收输入的构建的参数信息，根据该参数信息以及构件预先设置的配置信息得到每个构件的几何信息、布局信息。其中，配置信息包括工艺配置信息，该工艺配置信息包括构件的工艺尺寸、厚度、离墙距离、收口的类型、构件的截面等信息。其中，可以通过构件的类型获取构件对应的工艺配置信息。布局信息包括间距、排版类型、起铺点等布局信息。通过配置信息和参数信息实现对构件的3D建模和自由编辑，完成对建筑结构的建模和可视化的目的。

在一个具体的实施例中，构件为吊顶，根据相关的建筑规范和厂商要求，吊顶构件的尺寸和排列布局方式有相应的规则，即存在对应的配置信息。吊顶上包含的结构部件包括龙骨、中缝、面板、吊杆等部件，每一种部件有包括高度、宽度、厚度等几何形状信息，以及铺陈方式、构件之间的间距、边距等布局信息，通过输入的参数信息和后台配置的配置信息得到吊顶的业务信息。其中，在输入参数时，智能终端根据用户的指令确定输入参数对应的构件为吊顶，查找吊顶对应的配置信息，根据该配置信息和输入的参数信息得到吊顶的几何信息、布局信息。

在本实施例中，根据业务信息生成构件的建模元数据的步骤具体包括：获取构件对应的工艺规则，根据工艺规则以及业务信息中的参数进行业务逻辑处理生成建模元数据。其中，建模元数据为创建构件的几何模型所需的描述信息，其包括构件建模的几何特征信息、坐标系、变化矩阵、材质、截面轮廓、裁剪平面、材质UV信息。所有的结构构件的生成都依赖于建模元数据，无论上层业务需求的变更，生成的建模元数据的结构保持不变。

具体的，构件的业务信息是建模元数据的数据来源，是对装配工艺的业务描述，包含构件的几何信息以及布局信息。几何信息和布局信息的来源于后台基础配置和前端的参数信息输入，经过预设业务逻辑的处理，抽取配置项和参数信息中的特定数据进行逻辑计算并且和预设的工艺规则组合，进而转换成标准的建模元数据。其中，不同构件对应的业务逻辑、抽取的特定数据以工艺规则可以不同，也可以相同或部分不同，可根据实际需求进行设置。

在本实施例中，根据业务信息生成构件的建模元数据的步骤之后还包括：获取构件的修改信息，根据修改信息对应修改构件对应的建模元数据中的描述信息。

具体的，所有的结构构件的生成都依赖于建模元数据，无论上层业务需求的变更，生成的建模元数据的结构保持不变。在对构件进行编辑修改的时候，只需要在构件的业务信息中做出相应的修改，例如，需要修改结构部件的材质，只需修改对应业务信息中与材质相关的material字段的值，重新再次生成建模元数据组即可。这种方式设计的元数据可以对建模过程进行抽象化和简化，高效快捷地支持各种构件的组合变化和调整。其中，生成的建模元数据的结构如下：

通过上述结构实现建模元数据中各种建模相关的描述信息的存储。

S102：根据建模元数据生成建模对象的几何模型，渲染所述几何模型形成建模对象的可视化模型。

在本实施例中，根据建模元数据生成建模对象的几何模型的步骤包括：将建模元数据输入几何特征建模引擎生成构件的模型，根据建模元数据中的坐标系、变化矩阵信息装配构件的模型形成建模对象的几何模型。

具体的，汇集建模对象的所有构件的建模元数据形成建模元数据组，预设的几何特征建模引擎利用建模元数据组中的建模元数据进行三维建模。并利用建模元数据中的坐标系、变化矩阵等定位信息对建模后的构件进行精确定位，从而将构件的模型装配和组合在一起得到建模对象的几何模型。其中，几何特征建模引擎可以为Parasolid、ACIS、OpenCASCADE、Thinkdesign内核(think3,Inc.)、VX Overdrive(Varimetrix Corp)、KOMPAS-3D内核(AO ASCON)、CrownCAD(DGM)等能够利用建模元数据创建构件的几何模型的工具。

渲染几何模型形成建模对象的可视化模型的步骤具体包括：通过实例化渲染对建模对象进行渲染得到建模对象的可视化模型。其中，通过实例化渲染对建模对象进行渲染得到建模对象的可视化模型的步骤具体包括：向渲染工具发送渲染数量信息，通过函数调用的方式向渲染工具传输建模对象中渲染实例的绘制方式，利用渲染工具渲染建模对象中的渲染实例。

具体的，使用GPU进行几何模型的渲染，实例化渲染是使用单个渲染调用一次性绘制多个物体(等同于网格数据)的技术，它是将传统的glDrawArrays和glDrawElements的渲染调用函数替换为glDrawArraysInstanced和glDrawElementsInstanced，这些渲染函数需要实例数量(Instance Count)这一参数，该参数设置了渲染的实例个数。渲染时候，只需要将必需的数据发送到GPU一次，然后使用一次函数调用告诉GPU如何绘制这些实例。GPU将会直接渲染这些实例，而不用不断地与CPU进行通信。这样能节省了大量CPU与GPU之间的通信次数，而且节省了每次通信的数据量，可以大幅度提升渲染的性能。

其中，装配式建筑中结构部件通常是同一种构件的阵列和位置偏移组合而成的，以地面装配式中的支架为例。家装中单个房间的地面支架的数量往往达到几百个，如果采用原生渲染的方式，模型生成耗时2min，而且场景卡顿。采用实例化渲染的方式，模型可以在毫秒级的时间内渲染出来，性能大幅度提升。

有益效果：本发明提出一种基于装配式建筑构件的建模方法，利用构件的业务信息创建构件的建模元数据，通过建模元数据进行几何模型的生成，渲染几何模型得到可视化模型，通过将建模的流程进行抽象和语义化，实现装配式建筑构件模型的快速搭建和灵活装配，且无需重复执行建模操作，速度快、效率高，且操作简单，工作体验好，提升了工作效率。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能终端，请参阅图5，图5为本发明音箱一实施例的结构图，结合图5对本发明的智能终端进行具体说明。

在本实施例中，智能终端包括处理器、存储器，存储器存储有计算机程序，处理器与所述存储器通信连接，通过计算机程序执行如上述实施例所述的基于装配式建筑构件的建模方法。

需要说明的是，智能终端可以包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，智能终端的处理器用于提供计算和控制能力。智能终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该智能终端的数据库用于存储上述实施例方法中涉及的数据。该智能终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。

还需要说明的是，处理器可以是中央处理单元(Central ProceSsing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal ProceSsor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、存储实现上述实施例中方法的程序指令等。存储数据区可以存储上述实施例中方法的程序指令所处理的数据。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，请参阅图6，图6为本发明计算机可读存储介质一实施例的结构图，结合图6对本发明的计算机可读存储介质进行说明。

在本实施例中，计算机可读存储介质存储有程序数据，该程序数据被用于执行如上述实施例所述的基于装配式建筑构件的建模方法。

其中，计算机可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。该计算机可读存储介质可以是未接入智能终端的产品，也可以是已接入智能终端使用的部件。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述基于装配式建筑构件的建模方法包括：

S101：获取建模对象中构件的业务信息，根据业务信息生成所述构件的建模元数据，所述业务信息包括构件的几何信息、布局信息；

S102：根据所述建模元数据生成建模对象的几何模型，渲染所述几何模型形成建模对象的可视化模型。

2.如权利要求1所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述获取建模对象中构件的业务信息的步骤具体包括：

接收输入的参数信息，根据所述参数信息以及配置信息获取建模对象中装配的每个构件的几何信息、布局信息。

3.如权利要求1所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述根据业务信息生成所述构件的建模元数据的步骤具体包括：

获取所述构件对应的工艺规则，根据所述工艺规则以及业务信息中的参数进行业务逻辑处理生成所述建模元数据。

4.如权利要求1所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述根据业务信息生成所述构件的建模元数据的步骤之后还包括：

获取所述构件的修改信息，根据所述修改信息对应修改所述构件对应的建模元数据中的描述信息。

5.如权利要求1所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述建模元数据包括构件建模的几何特征信息、坐标系、变化矩阵、材质、截面轮廓、裁剪平面、材质UV信息。

6.如权利要求5所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述根据所述建模元数据生成建模对象的几何模型的步骤包括：

将所述建模元数据输入几何特征建模引擎生成构件的模型，根据所述建模元数据中的坐标系、变化矩阵信息装配所述构件的模型形成建模对象的几何模型。

7.如权利要求4所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述渲染所述几何模型形成建模对象的可视化模型的步骤具体包括：

通过实例化渲染对所述建模对象进行渲染得到建模对象的可视化模型。

8.如权利要求7所述的基于装配式建筑构件的建模方法，其特征在于，所述通过实例化渲染对所述建模对象进行渲染得到建模对象的可视化模型的步骤具体包括：

向渲染工具发送渲染数量信息，通过函数调用的方式向所述渲染工具传输建模对象中渲染实例的绘制方式，利用所述渲染工具渲染所述渲染实例。

9.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括处理器、存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器与所述存储器通信连接，通过所述计算机程序执行如权利要求1-8任一项所述的基于装配式建筑构件的建模方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序数据，所述程序数据被用于执行如权利要求1-8任一项所述的基于装配式建筑构件的建模方法。