CN112836281A - 一种在cad中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法及系统 - Google Patents

一种在cad中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法及系统,其中本发明的方法包括以下步骤:(1)三维激光扫描仪中的点云数据导入CAD;(2)点云数据切割处理;(3)创建墙体;(4)建筑附属物细节处理;(5)线框转房屋实体,实现精细化建模。本发明系统使用AutoCAD软件内嵌VBA编程接口进行二次开发,在流畅性及稳定性上有很明显的优势,在绘制编辑3D模型中能简化繁琐的操作步骤及开发新功能,以满足生产需求。

Description

一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方 法及系统
技术领域
本发明具体涉及一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法及系统。
背景技术
CAD技术作为杰出的工程技术成就,已广泛地应用于工程设计的各个领域。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化,产生了巨大的社会经济效益。目前CAD技术研究热点有计算机辅助概念设计、计算机支持的协同设计、海量信息存储、管理及检索、设计法研究及其相关问题、支持创新设计等。
CAD技术一直处于不断发展与探索之中。应用CAD技术起到了提高企业设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计标准化等作用。越来越多的人认识到CAD是一种巨大的生产力。CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。随着人工智能、多媒体、虚拟现实、信息等技术的进一步发展,CAD技术必然朝着集成化、智能化、协同化的方向发展。
但是CAD软件在一些专业性应用领域,如绘制建筑物三维精细模型时,专业化应用不足,缺失一些专业化操作的程序或者是实现专业化应用的操作步骤过于繁琐,不能满足实际生产成果要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
本发明提供了一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法及系统。包括以下步骤:
(1)三维激光扫描仪中的点云数据导入CAD;
(2)点云数据切割处理;
(3)创建墙体;
(4)建筑附属物细节处理;
(5)线框转房屋实体,实现精细化建模。
在本发明的一个实施例中,所述(3)步骤具体包括:
(3.1)事先在CAD中画好要制作的墙体、阳台底板、门、窗户、防盗网、栏杆的多段线,所述墙体、阳台底板的多段线需要添加厚度,多段线一定要闭合状态;
(3.2)执行制作所述墙体挖洞程序后,根据提示选择:
(a)下面挖空;(b)上下挖空;(c)中间挖空;(d)上面挖空;
(3.3)运行厚度转为三维实体程序,所述阳台底板转为实体;
(3.4)运行创建楼板程序,输入楼板厚度,先选择墙体多段线,根据提示:(a)点选;(b)选择直线;选择所述楼板生成的位置,生成楼板。
(3.5)点击回车确认,生成墙体,并选择存储,文件格式为“DWG”格式。
在本发明的一个实施例中,所述墙体线要放在JMD图层,所述阳台底板、所述门、所述窗户、所述防盗网、所述栏杆放入相对应的图层。
在本发明的一个实施例中,所述墙体的厚度默认0.25M;所述墙体的多段线要另存一份。
在本发明的一个实施例中,所述(4)步骤包括:
(4.1)先将原画好的门、窗户设置厚度,执行移动命令将所述门、所述窗户向墙体中间位置移动,呈与墙体成交叉状态;
(4.2)运行厚度转为三维实体程序,先将设置好的所述门、所述窗户厚度转为实体后,然后直接使用三维工具当中的差集命令将所述门、所述窗户以及防盗网、栏杆转为实体。
在本发明的一个实施例中,所述(4.1)步骤的门、窗户厚度需超出墙体的厚度;避免与墙体不成交叉状态;门、窗户的多段线要另存一份。
在本发明的一个实施例中,所述(4.2)的步骤包括:
(4.2.1)做门:
(4.2.2)做窗户:
(4.2.3)做防盗网:
(4.2.4)创建栏杆:
在本发明的一个实施例中,选取的所述多段线一定是在立面图上的。
在本发明的一个实施例中,所述(5)步骤具体包括:
(5.1)将CAD三维实体文件导入到3DMAX中转换多边形;
(5.2)导入3DMAX中找到文件,点击“Z”快速找到模型,转化为可编辑多边形;
(5.3)将阳台、栏杆、窗户、门做透明效果。
一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的系统,该系统是由上述步骤构建而成。与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、专业化。针对建筑物三维精细建模进行的专业化开发。
2、系统化。为实现建筑物三维精细建模的目的,进行整个流程的功能比较完善的程序开发。
3、简明化。独立开发不同的功能,每个功能图标独立、提示信息准确简明、易于理解。
4、复杂的功能模块化,操作简便。如:由多段线批量批生成实体的门、窗、防盗网、栏杆等。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的系统图层;
图2是本发明实施例提供的一种执行3.1后的三视图;
图3是本发明实施例提供的一种执行3.2后的三视图;
图4是本发明实施例提供的一种运行3.3的效果图;
图5是本发明实施例提供的一种运行3.4的效果图;
图6是本发明实施例提供的一种执行步骤4.1后的效果图;
图7是本发明实施例提供的一种执行步骤4.2后的效果图;
图8是本发明实施例提供的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的系统的工具栏;
图9是本发明实施例提供的运行4.2.1.2后的效果图;
图10是本发明实施例提供的运行4.2.2.3后的效果图;
图11是本发明实施例提供的运行4.2.2.4后的效果图;
图12是本发明实施例提供的运行4.2.3.2后的效果图;
图13是本发明实施例提供的运行4.2.3.3后的效果图;
图14是本发明实施例提供的运行4.2.3后的效果图;
图15是本发明实施例提供的运行4.2.4.2后的效果图;
图16是本发明实施例提供的运行4.2.4.3后的效果图;
图17是本发明实施例提供的运行4.2.4后的线框效果图;
图18是本发明实施例提供的运行4.2.4后的着色效果图;
图19是本发明实施例提供的运行5.1后的效果图;
图20是本发明实施例提供的运行5.2后的效果图;
图21是本发明实施例提供的执行完所有步骤之后的最终效果图;
附图说明:1-厚度转为三维实体程序;2-墙体挖洞程序;3-做防盗网程序;4-做窗程序;5-做门程序;6-创建楼板程序;7-创建栏杆程序。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及具体实施方式,对依据本发明提出的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法及系统进行详细说明。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明,可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解,然而所附附图仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明的技术方案加以限制。
应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
请参见图1,图1是一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的系统图层,这部分是本系统区别于原来CAD制图软件并能解决现有问题的最重要的内容。
其中,所述步骤(1):
三维激光扫描仪中的点云数据导入CAD为系统自带功能,(1.1)打开CAD2015新建空白文件,输入units命令单位设置成“米”;(1.2)插入点云;(1.3)选择插入点云路径。
所述步骤(2):点云数据切割处理为系统自带功能:
(2.1)选中点云,选择点云裁剪方式,再选择需绘制建筑物的点云进行裁剪。(2.2)旋转该建筑观察其前后左右结构(一般左右结构都是墙体,不需要过多考虑,如果结构不一样就要把有差异的楼层结构线画出来)。(2.3)根据分析,先绘制一层墙体外轮廓线,如2层以上墙体与1层结构一样,则以1层墙体为主要参考轮廓,若是2层以上结构不同,则分开绘制轮廓。
所述步骤(3):创建墙体,为本申请自主研发功能:
(3.1)事先在CAD中画好要制作的墙体、阳台底板、门、窗户、防盗网、栏杆的多段线,墙体、阳台底板的多段线需要添加厚度,多段线一定要闭合状态,如图2所示。(注:墙体线要放在JMD图层,其他要素也放入相对应的图层)。(3.2)执行制作墙体挖洞程序2后,根据提示选择:a、下面挖空;b、上下挖空;c、中间挖空;d、上面挖空;墙体中间挖空如图3所示;(注:①墙体厚度默认0.25M;②墙体多段线要另存一份,生成楼板时需要用)。(3.3)运行厚度转为三维实体程序,阳台底板转为实体,如图4所示;(3.4)运行创建楼板程序,输入楼板厚度(一般默认0.25M),先选择墙体多段线,根据提示:1、点选;2、选择直线:(一般默认1选择项);选择楼板生成的位置(参考阳台楼板位置),楼板生成完成后,直接回车,如图5所示;(3.5)存储文件格式为“DWG”格式。
所述步骤(4):建筑附属物细节处理,如制作门、窗户等。(4.1)先将原画好的门、窗户设置厚度(注:①厚度需超出墙体的厚度;②避免与墙体不成交叉状态;③门、窗户线要另存一份,用于生成门、窗户实体),执行移动命令将其门、窗户向墙体中间位置移动,呈与墙体成交叉状态,如图6所示:(4.2)运行厚度转为三维实体程序1,先将设置好门、窗户厚度线转为实体后,然后直接使用三维工具当中的差集命令进行制作门、窗户洞,如图所示:
其中所述(4.2)的具体实施方式如下:建筑附属物案例制作,可以实现批量化操作,其效果如图7所示。
(4.2.1)做门:(4.2.1.1)将第四步备份门的多段线复制进当模型中,并执行做门程序5;(4.2.1.2)运行程序后选择需要做门的四点立面多段线,其效果如图9所示;(4.2.1.3)选择完后弹出对话框,根据需要更改一些参数,更改完参数后点击创建门即可,其效果如图10所示;(4.2.1.4)创建的门统一放在门的图层中,其效果如图11所示。
注:选取的多段线一定是在立面图上的,起始点为左下角,且是逆时针方向。
(4.2.2)做窗户(4.2.2.1)将第四步备份窗户的多段线复制进当模型中,并执行做窗户程序4;(4.2.2.2)运行程序后选择需要做窗户的四点立面多段线;(4.2.2.3)选择完后弹出对话框,根据需要更改一些参数,更改完参数后点击创建窗户即可;(4.2.2.4)创建的窗户根据材质的不同分别放在图层"窗框"和"玻璃"中。
注:选取的多段线一定是在立面图上的;效果:根据立面多段线和参数画出需要的窗户。
(4.2.3)做防盗网:(4.2.3.1)将第三步画好的防盗网多段线图层在模型中打开,并执行做防盗网程序3;(4.2.3.2)运行程序后选择需要做窗户的四点立面多段线,其效果如图12所示;(4.2.3.3)选择完后弹出对话框,根据需要更改一些参数,更改完参数后点击创建防盗网即可,其效果如图13所示;(4.2.3.4)创建的防盗网统一放在图层"防盗网"中,操作4.2.3最终效果如图14所示。
注:选取的一定是立面多段线;效果:根据立面多段线和参数画出需要的防盗网。
(4.2.4)创建栏杆
(4.2.4.1)将第三步画好的栏杆多段线图层在模型中打开,并执行创建栏杆程序7(注:栏杆线可以是多段线或三维多段线,a阳台上的采用多段线;b楼梯的栏杆采用三维多段线。)(4.2.4.2)运行程序后选择需要创建栏杆的多段线或三维多段线,其效果如图15所示;(4.2.4.3)选择完后弹出对话框,根据需要更改一些参数,更改完参数后点击创建栏杆即可,其效果如图16所示;(4.2.4.4)创建的栏杆都放在图层"栏杆"中。
注:要创建圆弧的栏杆时,选择的圆弧多段线不是圆弧,而是具有圆弧的多段线;效果:根据需要通过多段线或三维多段线创建闭合或不闭合的栏杆,总效果如图17,图18所示。
所述步骤(5):线框转房屋实体,实现精细化建模。
(5.1)将CAD三维实体文件导入到3DMAX中转换多边形(保持单位统一为米),其效果如图19所示;(5.2)导入3DMAX中找到文件,点击“Z”快速找到模型,转化为可编辑多边形,其效果如图20所示;(5.3)阳台、栏杆、窗户、门做透明效果。
效果:在3DMAX中导入cad三维实体模型与门、窗、防盗网合并,总效果如图21所示。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)三维激光扫描仪中的点云数据导入CAD;
(2)点云数据切割处理;
(3)创建墙体;
(4)建筑附属物细节处理;
(5)线框转房屋实体,实现精细化建模。
2.如权利要求1所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述(3)步骤具体包括:
(3.1)事先在CAD中画好要制作的墙体、阳台底板、门、窗户、防盗网、栏杆的多段线,所述墙体、阳台底板的多段线需要添加厚度,多段线一定要闭合状态;
(3.2)执行制作所述墙体挖洞程序后,根据提示选择:
(3.2.1)下面挖空;(3.2.2)上下挖空;(3.2.3)中间挖空;(3.2.4)上面挖空;
(3.3)运行厚度转为三维实体程序,所述阳台底板转为实体;
(3.4)运行创建楼板程序,输入楼板厚度,先选择墙体多段线,根据提示:(3.4.1)点选;(3.4.2)选择直线;选择所述楼板生成的位置,生成楼板;
(3.5)点击回车确认,生成墙体,并选择存储,文件格式为“DWG”格式。
3.如权利要求2所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述墙体多段线要放在JMD图层,所述阳台底板、所述门、所述窗户、所述防盗网、所述栏杆放入相对应的图层。
4.如权利要求2所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述墙体的厚度默认0.25M;所述墙体的多段线另存一份。
5.如权利要求1所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述(4)步骤包括:
(4.1)先将原画好的门、窗户设置厚度,执行移动命令将所述门、所述窗户向墙体中间位置移动,呈与墙体成交叉状态;所述门、所述窗户的多段线要另存一份;
(4.2)运行厚度转为三维实体程序,先将设置好所述门、所述窗户厚度转为实体后,然后直接使用三维工具当中的差集命令进行制作所述门、所述窗户以及防盗网、栏杆。
6.如权利要求5所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述(4.1)步骤的门、窗户厚度需超出墙体的厚度;避免与所述墙体不成交叉状态。
7.如权利要求5所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述(4.2)的步骤包括:
(4.2.1)做门;
(4.2.2)做窗户;
(4.2.3)做防盗网;
(4.2.4)创建栏杆。
8.如权利要求1所述的一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的方法,其特征在于,所述(5)步骤具体包括:
(5.1)将CAD三维实体文件导入到3DMAX中转换多边形;
(5.2)导入3DMAX中找到文件,点击“Z”快速找到模型,转化为可编辑多边形;
(5.3)将阳台、栏杆、窗户、门做透明效果。
9.一种在CAD中基于点云程序化实现建筑物三维精细建模的系统,其特征在于,该系统是由权利要求1所述步骤构建而成。
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