CN112131643B - 一种基于bim的pc构件组成部件布置方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的PC构件组成部件布置方法和系统，其中，布置方法包括：获取PC构件轮廓信息；获取所述PC构件轮廓的缺口信息；获取PC构件旋转基准点信息和PC构件旋转信息；根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体；根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；根据所述PC构件旋转信息获取所述PC构件组成部件的布置点位信息；根据所述PC构件组成部件的布置点位信息布置PC构件组成部件。本发明基于BIM的PC构件组成部件布置方法可将PC构件组成部件高效、精确的布置到PC构件模型中，提高了PC构件组成部件的布置效率。

Description

一种基于BIM的PC构件组成部件布置方法和系统

技术领域

本发明属于预制混凝土构件布置领域，特别是涉及一种基于BIM的PC构件组成部件布置方法和系统。

背景技术

预制混凝土构件(PC构件)是实现主体结构预制的基础。PC构件是目前装配式建筑的核心部分，装配式建筑行业中专业的建模软件PLANBAR已经可以很好的满足大部分PC构件的建模需求，但是对于部分PC构件的组成部件(吊具、预埋件等)的布置工作，还是存在数量大、部件种类繁多、排布规则复杂、布置点位容易出错和定位不精确的问题。

例如，在按照规则布置PC构件吊具、预埋件的时候，在PC构件设计阶段，就存在大量的预埋件和吊具的布置工作，该项工作需要在PC构件的基本建模完成后，人工进行点位计算，碰撞预检测，然后按照不同预埋件或吊具在实际运用项目中的排布规则，严格的按照规则要求在PC预制构件模型中进行布置，设计人员为了精确布置点位，检测碰撞以及满足排布规则要求，需要花费大量时间，如果能将吊具、预埋件的布置工作高效、精确的自动排布到PC预制构件模型中，就能极大的提高深化设计的效率。

因此本领域技术人员致力于开发一种效率高的基于BIM的PC构件组成部件布置方法和系统。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高的基于BIM的PC构件组成部件布置方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于BIM的PC构件组成部件布置方法，包括：

获取PC构件轮廓信息；

获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

获取PC构件旋转基准点信息和PC构件旋转信息；

根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体；

根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

根据所述PC构件旋转信息获取所述PC构件组成部件的布置点位信息；

根据所述PC构件组成部件的布置点位信息布置PC构件组成部件。

较佳的，获取PC构件轮廓信息时，包括：

获取PC构件模型的基础信息；

获取所述PC构件模型的基础信息中PC构件模型的所有顶点在世界坐标系的信息；

根据所述顶点的信息获取轮廓为长方体的PC构件轮廓信息。

较佳的，获取所述PC构件轮廓的缺口信息时，包括：

通过所述顶点的信息获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

获取所述PC构件轮廓中任意两条线段的交点信息；

根据所述PC构件轮廓的缺口信息筛选所述交点信息和顶点信息，获取原始点位信息。

较佳的，获取PC构件旋转基准点信息时，包括：

在所述原始点位信息中以最小Z值、最小X值、最小Y值的优先策略，筛选出待定PC构件旋转基准点；

判断所述待定PC构件旋转基准点是否位于所述PC构件轮廓的缺口区域，在所述待定PC构件旋转基准点未处于所述PC构件轮廓的缺口区域时，以所述待定PC构件旋转基准点为PC构件旋转基准点；

获取所述PC构件旋转基准点所在边的向量信息，通过所述向量信息与相应世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角获取所述PC构件旋转信息。

较佳的，根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息时，包括：

根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

根据所述PC构件轮廓的缺口信息，将位于所述PC构件轮廓的缺口的布置点位排除；

根据预设参数筛选每个布置点位的最佳适配范围，在所述最佳适配范围内获取待定布置点位信息；

判断所述待定布置点位信息是否符合排布规则，在所述待定布置点位信息符合排布规则时，将其作为最终布置点位信息。

较佳的，在获取待定布置点位信息时，包括：

根据排布规则获取PC构件组成部件的初点信息；

将所述抽象几何体所在坐标系按照给定取整单元值，划分抽象的网格，获取网格节点信息；

将距离初点最小的网格节点作为待定布置点位。

较佳的，根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体后，还包括：

获取所述抽象几何体信息，将其与排布规则对比，判断所述抽象几何体是否可以进行PC构件组成部件的布置，在所述抽象几何体可以进行PC构件组成部件的布置时，根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息。

本发明还提供了一种基于BIM的PC构件组成部件布置系统，包括：

轮廓获取模块，用于获取PC构件轮廓信息；

缺口获取模块，用于获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

旋转基准获取模块，用于获取PC构件旋转基准点信息和PC构件旋转信息；

抽象体构建模块，用于根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体；

布置点位获取模块，用于根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

布置点位转换模块，用于根据所述PC构件旋转信息获取所述PC构件组成部件的布置点位信息；

布置模块，用于根据所述PC构件组成部件的布置点位信息布置PC构件组成部件。

较佳的，所述轮廓获取模块包括：

基础信息获取单元，用于获取PC构件模型的基础信息：

顶点信息获取单元，用于获取所述PC构件模型的基础信息中PC构件模型的所有顶点在世界坐标系的信息；

轮廓信息获取单元，用于根据所述顶点的信息获取轮廓为长方体的PC构件轮廓信息；

所述缺口获取模块包括：

缺口信息获取单元，用于通过所述顶点的信息获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

交点信息获取单元，用于获取所述PC构件轮廓中任意两条线段的交点信息；

原始点位信息获取单元，用于根据所述PC构件轮廓的缺口信息筛选所述交点信息和顶点信息，获取原始点位信息；

所述旋转基准获取模块包括：

旋转基准点获取单元，用于在所述原始点位信息中以最小Z值、最小X值、最小Y值的优先策略，筛选出待定PC构件旋转基准点；

旋转基准点判断单元，用于判断所述待定PC构件旋转基准点是否位于所述PC构件轮廓的缺口区域，在所述待定PC构件旋转基准点未处于所述PC构件轮廓的缺口区域时，以所述待定PC构件旋转基准点为PC构件旋转基准点；

旋转信息获取单元，用于获取所述PC构件旋转基准点所在边的向量信息，通过所述向量信息与相应世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角获取所述PC构件旋转信息。

较佳的，所述布置点位获取模块包括：

布置点位获取单元，用于根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

布置点位排除单元，用于根据所述PC构件轮廓的缺口信息，将位于所述PC构件轮廓的缺口的布置点位排除；

待定布置点位获取单元，用于根据预设参数筛选每个布置点位的最佳适配范围，在所述最佳适配范围内获取待定布置点位信息；

最终布置点位获取单元，用于判断所述待定布置点位信息是否符合排布规则，在所述待定布置点位信息符合排布规则时，将其作为最终布置点位信息。

本发明的有益效果是：本发明基于BIM的PC构件组成部件布置方法可将PC构件组成部件高效、精确的布置到PC构件模型中，提高了PC构件组成部件的布置效率。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式实施例1中基于BIM的PC构件组成部件布置方法的流程示意图。

图2是是本发明一具体实施方式实施例2中基于BIM的PC构件组成部件布置系统的结构示意图。

图3是本发明一具体实施方式实施例2中轮廓获取模块的结构示意图。

图4是本发明一具体实施方式实施例2中缺口获取模块的结构示意图。

图5是本发明一具体实施方式实施例2中旋转基准获取模块的结构示意图。

图6是本发明一具体实施方式实施例2中布置点位获取模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

本实施例中，PC构件组成部件以吊具为例。

如图1所示，一种基于BIM的PC构件组成部件布置方法，包括：

S110、获取PC构件轮廓信息。

包括：获取PC构件模型的基础信息；获取PC构件模型的基础信息中PC构件模型的所有顶点在世界坐标系的信息；根据顶点的信息获取轮廓为长方体的PC构件轮廓信息。

本实施例中，通过PC构件模型获取模型原有全量信息，包括但不限于顶点、线段、面、世界坐标系中旋转矩阵；由顶点坐标信息获取PC构件轮廓(长方体)的长宽高，从而获得PC构件轮廓信息。

S120、获取PC构件轮廓的缺口信息。

包括：通过顶点的信息获取PC构件轮廓的缺口信息；本实施例中，可通过“海伦公式”来计算筛选出缺口的点位信息，即不在PC构件轮廓边上的点。

获取PC构件轮廓中任意两条线段的交点信息；本实施例中，可利用

求出两条线段的交点坐标值X、Y，AxBx分表代表线段A和B的x的系数，AyBy分别代表线段A和B的y的系数，Ar和Br分别表示线段A和B的方程的右边值。

根据PC构件轮廓的缺口信息筛选交点信息和顶点信息，获取原始点位信息，原始点位信息作为筛选PC构件旋转基准点的基础。

S130、获取PC构件旋转基准点信息和PC构件旋转信息。

包括：在原始点位信息中以最小Z值、最小X值、最小Y值的优先策略，筛选出待定PC构件旋转基准点；

判断待定PC构件旋转基准点是否位于PC构件轮廓的缺口区域，在待定PC构件旋转基准点未处于PC构件轮廓的缺口区域时，以待定PC构件旋转基准点为PC构件旋转基准点；

获取PC构件旋转基准点所在边的向量信息，通过向量信息与相应世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角获取PC构件旋转信息。

本实施例中，PC构件旋转基准点所在的边为三条，三条边与世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角即为PC构件旋转信息。

S140、根据PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体。即将PC构件模旋转基准点作为坐标系的原点，以世界坐标中X、Y、Z轴的方向向量作为其旋转基准点所在三条边的方向向量，构造一个抽象基准长方体模型。该抽象几何体特点为其旋转基准点为PC构件模型的旋转基准点，其旋转基准点所在三条边的向量方向分别跟世界坐标系中X、Y、Z轴方向一致，其尺寸跟PC构件模型尺寸一致。

S150、根据排布规则获取吊具在抽象几何体上的布置点位信息。

包括：根据排布规则获取吊具在抽象几何体上的布置点位信息；

根据PC构件轮廓的缺口信息，将位于PC构件轮廓的缺口的布置点位排除；

根据预设参数筛选每个布置点位的最佳适配范围，在最佳适配范围内获取待定布置点位信息；

本实施例中，在获取待定布置点位信息时，包括：根据排布规则获取吊具的初点信息，即根据排布规则计算吊具的初点坐标；将抽象几何体所在坐标系按照给定取整单元值，划分抽象的网格，获取网格节点信息，存储所有网格节点；对初点与网格节点进行距离计算，将距离初点最小的网格节点作为待定布置点位。

判断待定布置点位信息是否符合排布规则，在待定布置点位信息符合排布规则时，将其作为最终布置点位信息。

S160、根据PC构件旋转信息获取吊具的布置点位信息。即通过PC构件旋转信息将抽象几何体上的布置点位转换为PC构件模型上的布置点位。

S170、根据吊具的布置点位信息布置吊具。

本实施例中，在S140后还包括：获取抽象几何体信息，将其与排布规则对比，判断抽象几何体是否可以进行吊具的布置，在抽象几何体可以进行吊具的布置时，根据排布规则获取吊具在抽象几何体上的布置点位信息。

实施例2

如图2-图6所示，一种基于BIM的PC构件组成部件布置系统，包括：

轮廓获取模块210，用于获取PC构件轮廓信息；

缺口获取模块220，用于获取PC构件轮廓的缺口信息；

旋转基准获取模块230，用于获取PC构件旋转基准点信息和PC构件旋转信息；

抽象体构建模块240，用于根据PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体；

布置点位获取模块250，用于根据排布规则获取吊具在抽象几何体上的布置点位信息；

布置点位转换模块260，用于根据PC构件旋转信息获取吊具的布置点位信息；

布置模块270，用于根据吊具的布置点位信息布置吊具。

本实施例中，轮廓获取模块210包括：

基础信息获取单元211，用于获取PC构件模型的基础信息：

顶点信息获取单元212，用于获取PC构件模型的基础信息中PC构件模型的所有顶点在世界坐标系的信息；

轮廓信息获取单元213，用于根据顶点的信息获取轮廓为长方体的PC构件轮廓信息；

缺口获取模块220包括：

缺口信息获取单元221，用于通过顶点的信息获取PC构件轮廓的缺口信息；

交点信息获取单元222，用于获取PC构件轮廓中任意两条线段的交点信息；

原始点位信息获取单元223，用于根据PC构件轮廓的缺口信息筛选交点信息和顶点信息，获取原始点位信息；

旋转基准获取模块230包括：

旋转基准点获取单元231，用于在原始点位信息中以最小Z值、最小X值、最小Y值的优先策略，筛选出待定PC构件旋转基准点；

旋转基准点判断单元232，用于判断待定PC构件旋转基准点是否位于PC构件轮廓的缺口区域，在待定PC构件旋转基准点未处于PC构件轮廓的缺口区域时，以待定PC构件旋转基准点为PC构件旋转基准点；

旋转信息获取单元233，用于获取PC构件旋转基准点所在边的向量信息，通过向量信息与相应世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角获取PC构件旋转信息。

本实施例中，布置点位获取模块250包括：

布置点位获取单元251，用于根据排布规则获取吊具在抽象几何体上的布置点位信息；

布置点位排除单元252，用于根据PC构件轮廓的缺口信息，将位于PC构件轮廓的缺口的布置点位排除；

待定布置点位获取单元253，用于根据预设参数筛选每个布置点位的最佳适配范围，在最佳适配范围内获取待定布置点位信息；

最终布置点位获取单元254，用于判断待定布置点位信息是否符合排布规则，在待定布置点位信息符合排布规则时，将其作为最终布置点位信息。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于BIM的PC构件组成部件布置方法，其特征在于，包括：

获取PC构件轮廓信息，其包括：

获取PC构件模型的基础信息；

获取所述PC构件模型的基础信息中PC构件模型的所有顶点在世界坐标系的信息；

根据所述顶点的信息获取轮廓为长方体的PC构件轮廓信息；

获取PC构件轮廓的缺口信息，其包括：

通过所述顶点的信息获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

获取所述PC构件轮廓中任意两条线段的交点信息；

根据所述PC构件轮廓的缺口信息筛选所述交点信息和顶点信息，获取原始点位信息；

获取PC构件旋转基准点信息，其包括：

在所述原始点位信息中以最小Z值、最小X值、最小Y值的优先策略，筛选出待定PC构件旋转基准点；

判断所述待定PC构件旋转基准点是否位于所述PC构件轮廓的缺口区域，在所述待定PC构件旋转基准点未处于所述PC构件轮廓的缺口区域时，以所述待定PC构件旋转基准点为PC构件旋转基准点；

获取所述PC构件旋转基准点所在边的向量信息，通过所述向量信息与相应世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角获取所述PC构件旋转信息；

根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体；

根据排布规则获取PC构件组成部件在抽象几何体上的布置点位信息，其包括：

根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

根据所述PC构件轮廓的缺口信息，将位于所述PC构件轮廓的缺口的布置点位排除；

根据预设参数筛选每个布置点位的最佳适配范围，在所述最佳适配范围内获取待定布置点位信息；

判断所述待定布置点位信息是否符合排布规则，在所述待定布置点位信息符合排布规则时，将其作为最终布置点位信息；

根据所述PC构件旋转信息获取所述PC构件组成部件的布置点位信息；

根据所述PC构件组成部件的布置点位信息布置PC构件组成部件。

2.如权利要求1所述的基于BIM的PC构件组成部件布置方法，其特征在于，在获取待定布置点位信息时，包括：

根据排布规则获取PC构件组成部件的初点信息；

将所述抽象几何体所在坐标系按照给定取整单元值，划分抽象的网格，获取网格节点信息；

将距离初点最小的网格节点作为待定布置点位。

3.如权利要求1所述的基于BIM的PC构件组成部件布置方法，其特征在于，根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体后，还包括：

获取所述抽象几何体信息，将其与排布规则对比，判断所述抽象几何体是否可以进行PC构件组成部件的布置，在所述抽象几何体可以进行PC构件组成部件的布置时，根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息。

4.一种基于BIM的PC构件组成部件布置系统，其特征在于，包括：

轮廓获取模块，其包括：

基础信息获取单元，用于获取PC构件模型的基础信息：

顶点信息获取单元，用于获取所述PC构件模型的基础信息中PC构件模型的所有顶点在世界坐标系的信息；

轮廓信息获取单元，用于根据所述顶点的信息获取轮廓为长方体的PC构件轮廓信息；

所述轮廓获取模块用于获取PC构件轮廓信息；

缺口获取模块，其包括：

缺口信息获取单元，用于通过所述顶点的信息获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

交点信息获取单元，用于获取所述PC构件轮廓中任意两条线段的交点信息；

原始点位信息获取单元，用于根据所述PC构件轮廓的缺口信息筛选所述交点信息和顶点信息，获取原始点位信息；

所述缺口获取模块用于获取所述PC构件轮廓的缺口信息；

旋转基准获取模块，其包括：

旋转基准点获取单元，用于在所述原始点位信息中以最小Z值、最小X值、最小Y值的优先策略，筛选出待定PC构件旋转基准点；

旋转基准点判断单元，用于判断所述待定PC构件旋转基准点是否位于所述PC构件轮廓的缺口区域，在所述待定PC构件旋转基准点未处于所述PC构件轮廓的缺口区域时，以所述待定PC构件旋转基准点为PC构件旋转基准点；

旋转信息获取单元，用于获取所述PC构件旋转基准点所在边的向量信息，通过所述向量信息与相应世界坐标系中X轴、Y轴、Z轴的夹角获取所述PC构件旋转信息；

所述旋转基准获取模块用于获取PC构件旋转基准点信息和PC构件旋转信息；

抽象体构建模块，用于根据所述PC构件旋转基准点信息和PC构件轮廓信息构建抽象几何体；

布置点位获取模块，其包括：

布置点位获取单元，用于根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

布置点位排除单元，用于根据所述PC构件轮廓的缺口信息，将位于所述PC构件轮廓的缺口的布置点位排除；

待定布置点位获取单元，用于根据预设参数筛选每个布置点位的最佳适配范围，在所述最佳适配范围内获取待定布置点位信息；

最终布置点位获取单元，用于判断所述待定布置点位信息是否符合排布规则，在所述待定布置点位信息符合排布规则时，将其作为最终布置点位信息。

所述布置点位获取模块用于根据排布规则获取PC构件组成部件在所述抽象几何体上的布置点位信息；

布置点位转换模块，用于根据所述PC构件旋转信息获取所述PC构件组成部件的布置点位信息；

布置模块，用于根据所述PC构件组成部件的布置点位信息布置PC构件组成部件。

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