CN113642092B - 一种建筑空间路径捕获方法 - Google Patents

Abstract

一种建筑空间路径捕获方法，涉及建筑数字化领域。包括获取建筑平面模型；基于建筑平面模型中的墙体确定建筑平面模型的二维边界，基于建筑平面模型中的门确定在二维边界上门的位置，将的门与其两侧的空间相关联；根据建筑平面模型确定起始位置所在空间和终点位置所在空间之间的全部可使用路径，并根据建筑平面模型计算全部可使用路径的长度；将全部可使用路径和其对应的路径长度输出。其简单高效，能够在设计阶段对建筑物的实用性、安全性和使用体验感进行前瞻式评估，能够对设计工作及时地给出完善参考，有效地减少了设计工作中的无用功，提升了建筑设计的实际价值。

Description

一种建筑空间路径捕获方法

技术领域

本发明涉及建筑数字化领域，具体而言，涉及一种建筑空间路径捕获方法。

背景技术

目前，在建筑设计工作中，需要更多的考虑建筑物的实用性、安全性和使用体验感，但是传统的设计方式并不能有效地对这些情况进行预测和评估，导致在实际设计工作中出现了设计感非常好但是使用体验感差的设计。这对于设计工作而言非常不利，导致了设计工作的劳动力浪费，使无用功增多，而且如果在建筑物建成后才发现相应的问题，损失会更大。这些问题的存在都严重影响了建筑设计和建筑物的实际价值，造成了资源浪费。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑空间路径捕获方法，其简单高效，能够在设计阶段对建筑物的实用性、安全性和使用体验感进行前瞻式评估，能够对设计工作及时地给出完善参考，从而避免在设计工作完毕之后、甚至是在建筑物施工完毕之后才发现相关问题，有效地减少了设计工作中的无用功，提升了建筑设计和相应的建筑物的实际价值。

本发明的实施例是这样实现的：

一种建筑空间路径捕获方法，其包括：

获取建筑平面模型。

基于建筑平面模型中的墙体确定建筑平面模型的二维边界，基于建筑平面模型中的门确定在二维边界上门的位置，将的门与其两侧的空间相关联。

根据建筑平面模型确定起始位置所在空间和终点位置所在空间之间的全部可使用路径，并根据建筑平面模型计算全部可使用路径的长度。

将全部可使用路径和其对应的路径长度输出。

进一步地，确定通过一空间的可使用路径的空间内路径时，将该空间的可使用路径所对应的两扇门进行连线，判断该连线是否为该空间的内部路径。

若该连线是该空间的内部路径，则该连线就是可使用路径在该空间的空间内路径。

若该连线不是该空间的内部路径，则将该连线的一端点沿该空间的边界进行移动并将断点移动到边界的第一个折点，判断该连线的一端点位于边界的第一个折点时该连线是否为该空间的内部路径。若是，则将此时的连线和从门沿边界移动到该折点的路径作为可使用路径在该空间的空间内路径。若否，则继续对连线的端点沿该空间的边界进行移动并移动到下一个折点，并判断此时的连线是否为该空间的内部路径，直到连线为该空间的内部路径为止。

进一步地，判断该连线是否为该空间的内部路径包括：判断该连线与该空间的全部边界是否相交，并判断该连线是否位于该空间内部。若均不相交且该连线位于该空间内部，则该连线是该空间的内部路径。否则该连线不是该空间的内部路径。

进一步地，若一空间的内部路径包括折点和一个门之间的连线、以及从另一个门沿边界移动到该折点的路径，且从该另一个门沿边界移动到该折点时还经过了其它折点，则在从该另一个门沿边界移动到该折点的方向上，将该另一个门与路径上的折点进行连线，若该另一个门与折点之间的连线为空间的内部路径，则将该连线作为从该另一个门到折点的路径。

进一步地，若一空间的内部路径包括折点和一个门之间的连线和从另一个门沿边界移动到该折点的路径，且从该另一个门沿边界移动到该折点时还经过了其它折点，则在从该另一个门沿边界移动到该折点的方向上，将该路径上的折点之间进行连线，若折点之间的连线为空间的内部路径，则将该连线作为折点间的路径。

进一步地，若一连线位于空间的边界上，则该连线属于该空间的内部路径。

进一步地，将全部可使用路径和其对应的路径长度输出时，将长度最短的可使用路径突出显示。

进一步地，基于建筑平面模型中的墙体的表面确定建筑平面模型的二维边界。

进一步地，基于建筑平面模型中的墙体的中线确定建筑平面模型的二维边界。

进一步地，将门在边界上的位置的中间点作为的门在该边界上的位置点。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的建筑空间路径捕获方法在使用过程中，通过获取建筑物的平面模型，可以得到建筑的平面布局和空间设计情况。在此基础上，基于建筑平面模型中的墙体确定建筑平面模型的二维边界，可以确定墙体的分布情况和位置走向，从而确定各个空间的构造以及哪些位置是不可通行的。基于建筑平面模型中的门确定在二维边界上门的位置，从而确定哪些位置是可以通行的。

结合以上信息，在确定了起始位置和终点位置的情况下，结合建筑平面模型，通过将起始位置所在空间和终点位置所在空间在建筑平面模型中的位置，可以找出从起始位置到达终点位置的全部可使用路径，且可以计算出各个可使用路径的路径长度。

将全部可使用路径和其对应的路径长度输出，能够用于建筑设计者对该建筑物进行综合评估，对完善建筑设计的实用性、安全性和使用体验感起到辅助作用。

需要说明的是，对于单层建筑物，通过以上方法的计算结果就是实际路径和路径长度。对于多层建筑物，在以上计算结果的基础上，结合不同层之间的路径和路径距离，即可得到多层之间的路径和路径距离结果。

总体而言，本发明实施例提供的建筑空间路径捕获方法简单高效，能够在设计阶段对建筑物的实用性、安全性和使用体验感进行前瞻式评估，能够对设计工作及时地给出完善参考，从而避免在设计工作完毕之后、甚至是在建筑物施工完毕之后才发现相关问题，有效地减少了设计工作中的无用功，提升了建筑设计和相应的建筑物的实际价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1中的建筑平面模型的平面示意图；

图2为本发明实施例1中的通过墙体确定二维边界后的平面示意图；

图3为本发明实施例1中连线位于边界上时的示意图；

图4为本发明实施例1中连线位于空间外的示意图；

图5为本发明实施例1中连线属于空间的内部路径的示意图；

图6为本发明实施例1中另一种情况下的空间示意图；

图7为本发明实施例1中各种连线的示意图；

图8为本发明实施例1中第一种移动方向的优化过程示意图；

图9为本发明实施例1中第一种移动方向的优化结果示意图；

图10为本发明实施例1中第二种移动方向的优化过程示意图；

图11为本发明实施例1中第二种移动方向的优化结果示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种建筑空间路径捕获方法，该方法包括以下步骤：

S1、获取建筑平面模型。

S2、基于建筑平面模型中的墙体确定建筑平面模型的二维边界，基于建筑平面模型中的门确定在二维边界上门的位置，将的门与其两侧的空间相关联。

S3、根据建筑平面模型确定起始位置所在空间和终点位置所在空间之间的全部可使用路径，并根据建筑平面模型计算全部可使用路径的长度。

S4、将全部可使用路径和其对应的路径长度输出。

在使用过程中，通过获取建筑物的平面模型，可以得到建筑的平面布局和空间设计情况。在此基础上，基于建筑平面模型中的墙体确定建筑平面模型的二维边界，可以确定墙体的分布情况和位置走向，从而确定各个空间的构造以及哪些位置是不可通行的。基于建筑平面模型中的门确定在二维边界上门的位置，从而确定哪些位置是可以通行的。

结合以上信息，在确定了起始位置和终点位置的情况下，结合建筑平面模型，通过将起始位置所在空间和终点位置所在空间在建筑平面模型中的位置，可以找出从起始位置到达终点位置的全部可使用路径，且可以计算出各个可使用路径的路径长度。

将全部可使用路径和其对应的路径长度输出，能够用于建筑设计者对该建筑物进行综合评估，对完善建筑设计的实用性、安全性和使用体验感起到辅助作用。

需要说明的是，对于单层建筑物，通过以上方法的计算结果就是实际路径和路径长度。对于多层建筑物，在以上计算结果的基础上，结合不同层之间的路径和路径距离，即可得到多层之间的路径和路径距离结果。

总体而言，建筑空间路径捕获方法简单高效，能够在设计阶段对建筑物的实用性、安全性和使用体验感进行前瞻式评估，能够对设计工作及时地给出完善参考，从而避免在设计工作完毕之后、甚至是在建筑物施工完毕之后才发现相关问题，有效地减少了设计工作中的无用功，提升了建筑设计和相应的建筑物的实际价值。

在步骤S1中，获取建筑平面模型时，可以通过三维模型获得。对于多层结构的建筑物，可以通过其三维模型获得每一层的平面模型，如图1所示。

在步骤S2中，可以是基于建筑平面模型中的墙体的表面确定建筑平面模型的二维边界。因为每一面墙都有两侧墙面，将两侧墙面都考虑进来，基于墙体的两侧表面确定建筑平面模型的二维边界，便于将墙体的厚度也纳入考量范围，使对路径长度的评估更加准确。此方法对于墙体较厚的建筑设计而言，准确度更高。

另外，也可以基于建筑平面模型中的墙体的中线确定建筑平面模型的二维边界，如图2所示。这样的话，相当于将墙体的厚度忽略掉了，这对于墙体厚度较小或者对于路径长度计算要求不高的情形而言，更加简单。

需要说明的是，为了便于统一计算标准并简化流程，将门在边界上的位置的中间点作为的门在该边界上的位置点。即：若一扇门的宽度为1.5米，则该门在墙体上的宽度方向的中间点就作为这扇门的位置点，如图1和图2所示，门所对应的位置点分别为M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7等。

将的门与其两侧的空间相关联，能够提高寻找路径的效率。例如，一扇门联通了厨房和客厅，那么这扇门就同时与厨房和客厅相关联，这样的话，当我们需要从厨房到达客厅的话，这扇门由于同时关联了厨房和客厅，那么这扇门也就是我们的备选路径之一。

通过以上设计，由于在平面模型中明确了二维边界和边界上可通过的位置（门），在明确了起始位置（出发的位置）和终点位置（需要到达的位置）之后，可以根据起始位置所在的空间和终点位置所在的空间，在平面模型中找出能够从起始位置所在的空间到达终点位置所在的空间的全部可使用路径，并且可以得到这些可使用路径的路径长度。

以图2为例，客厅关联了：M1、M2、M3、M4、M5；厨房关联了：M1、M6；阳台关联了：M6，M7。

假如要确定客厅到阳台的路径，可行的路径包括：

路径1：客厅-M1-厨房-M6-阳台；

路径2：客厅-M7-阳台。

这样的话就可以通过各个房间（空间）的分布以及每个门与各个空间的关联关系，就能够快速地获得从起始位置到达终点位置的路径。

在此基础上，若我们需要评估建筑物的安全性，就可以针对建筑物的消防通道、逃生通道等进行评估，计算从建筑物中各个位置到达消防通道、逃生通道的路径和距离，以及从消防通道、逃生通道到达建筑物外的路径和距离，评估这些路径和距离是否处于合理范围之内。

此外，还可以对建筑物内各个房间（空间）之间的路径和路径距离进行计算，分析建筑物内各个空间之间的空间安排是否适当，是否存在某些空间之间路径长、路径复杂的问题。若存在这些问题，可以在设计阶段就进行完善和调整，从而提高建筑物整体的实用性和使用体验感。

这对于建筑面积较大、内部空间复杂的大型建筑物设计而言，具有很好的辅助作用，有助于帮助设计者寻找建筑物的设计盲点和缺陷点，前瞻性地在设计阶段给出针对性的设计参考，便于设计者对建筑物进行完善和调整，大大提高了设计效率，降低了设计过程的不合理性，提高了建筑设计的实用性和使用价值。

在步骤S3中，根据上述内容，结合起始位置和终点位置，就可以获得从起始位置到达终点位置的全部的可使用路径。

在此基础上，确定通过一空间的可使用路径的空间内路径时，将该空间的可使用路径所对应的两扇门进行连线，判断该连线是否为该空间的内部路径。

若该连线是该空间的内部路径，则该连线就是可使用路径在该空间的空间内路径。

若该连线不是该空间的内部路径，则将该连线的一端点沿该空间的边界进行移动并将断点移动到边界的第一个折点，判断该连线的一端点位于边界的第一个折点时该连线是否为该空间的内部路径。若是，则将此时的连线和从门沿边界移动到该折点的路径作为可使用路径在该空间的空间内路径。若否，则继续对连线的端点沿该空间的边界进行移动并移动到下一个折点，并判断此时的连线是否为该空间的内部路径，直到连线为该空间的内部路径为止。

将全部可使用路径和其对应的路径长度输出时，将长度最短的可使用路径突出显示，便于设计者使用。

其中，判断该连线是否为该空间的内部路径包括：判断该连线与该空间的全部边界是否相交，并判断该连线是否位于该空间内部。若均不相交且该连线位于该空间内部，则该连线是该空间的内部路径。否则该连线不是该空间的内部路径。

需要说明的是，若一连线位于空间的边界上，则该连线属于该空间的内部路径，如图3所示，M1和M2就属于连线与空间的边界重合的情形，即连线位于空间的边界上，则M1和M2之间的连线就属于该空间的内部路径。

如图4所示，M1和M2之间的连线就属于位于空间外的情形，该连线就不属于这个空间的内部路径。

如图5所示，M1和M2之间的连线位于空间之内，且M1和M2之间的连线与空间的边界并没有相交，该连线就属于这个空间的内部路径。

我们通过一个例子来对通过一空间的可使用路径在该空间内的的空间内路径的确认方法进行具体说明：

请参阅图6和图7，可使用路径使经过M1进入该空间，并经过M2通过该空间。也就是说，在空间内部，是需要从M1到达M2。

首先，M1和M2之间的连线P1与空间的边界存在相交的情况，那么连线P1不属于该空间的内部路径。

此时，我们就分别从M1开始沿一个方向沿着空间的边界移动，该方向上的折点分别是点1、点2、点3、点4，将移动路线上的各个边界的折点依次与M2之间进行连线并进行判断，包括：

首先移动到点1，将点1和M2之间进行连线得到连线Q1，连线Q1与空间边界相交，不属于该空间的内部路径。继续在该方向上进行移动。

随后移动到点2，将点2和M2之间进行连线得到连线Q2，连线Q2与空间边界相交，不属于该空间的内部路径。继续在该方向上进行移动。

随后移动到点3，将点3和M2之间进行连线得到连线Q3，连线Q3与空间边界相交，不属于该空间的内部路径。继续在该方向上进行移动。

随后移动到点4，将点4和M2之间进行连线得到连线Q4，连线Q4位于空间边界上，属于该空间的内部路径。停止折点的移动。

那么，此时得到的空间内路径就是从M1开始沿着边界移动，依次经过点1、点2、点3，最后到达点4，最后从点4沿着连线Q4到达M2。

进一步地，若一空间的内部路径包括折点和一个门之间的连线、以及从另一个门沿边界移动到该折点的路径，且从该另一个门沿边界移动到该折点时还经过了其它折点，则在从该另一个门沿边界移动到该折点的方向上，将该另一个门与路径上的折点进行连线，若该另一个门与折点之间的连线为空间的内部路径，则将该连线作为从该另一个门到折点的路径。

以上面的例子为例，如图8所示，将M1和点2进行连线得到连线E2，将M1和点3进行连线得到连线E3，将M1和点4进行连线得到连线E4。由于E2、E3和E4均属于空间的内部连线，因此，经过点2、点3的路径均可以做优化，将经过点2、点3的路径省略，以M1和点4之间的连线E4代替。

此时，优化后的路径就是连线E4+连线Q4，如图9所示。

请继续参阅图7，此时从M1开始，沿另一方向沿空间的边界移动。第一个折点是点5，将点5和M2之间进行连线得到连线Q5，连线Q5与空间边界相交，不属于该空间的内部路径。继续在该方向上进行移动。

随后移动到下一个折点点6，将点6和M2之间进行连线得到连线Q6，连线Q6位于空间内，属于该空间的内部路径。停止折点的移动。

此时对路径进行优化，如图10所示，将M1和点6进行连线得到连线E6，由于E6属于空间的内部连线，因此，经过点5的路径可以做优化，将经过点5的路径省略，以M1和点6之间的连线E6代替。

此时，优化后的路径就是连线E6+连线Q6，如图11所示。

通过以上设计，能够快速地对最优路径进行确定，并可以根据建筑尺寸确定路径长度。

需要说明的是，若一空间的内部路径包括折点和一个门之间的连线和从另一个门沿边界移动到该折点的路径，且从该另一个门沿边界移动到该折点时还经过了其它折点，还可以在从该另一个门沿边界移动到该折点的方向上，将该路径上的折点之间进行连线，若折点之间的连线为空间的内部路径，则将该连线作为折点间的路径。也就是说，还可以对折点与折点之间的路径进行优化。

实施例2

本实施例提供一种建筑空间路径捕获系统，该系统包括：模型获取模块、模型分析模块、路径确认模块和结果输出模块。

模型获取模块用于获取建筑平面模型。

模型分析模块用于基于建筑平面模型中的墙体确定建筑平面模型的二维边界，基于建筑平面模型中的门确定在二维边界上门的位置，将的门与其两侧的空间相关联。

路径确认模块用于根据建筑平面模型确定起始位置所在空间和终点位置所在空间之间的全部可使用路径，并根据建筑平面模型计算全部可使用路径的长度。

结果输出模块用于将全部可使用路径和其对应的路径长度输出。

建筑空间路径捕获系统用于实施实施例1所提供的建筑空间路径捕获方法。

综上所述，建筑空间路径捕获方法简单高效，能够在设计阶段对建筑物的实用性、安全性和使用体验感进行前瞻式评估，能够对设计工作及时地给出完善参考，从而避免在设计工作完毕之后、甚至是在建筑物施工完毕之后才发现相关问题，有效地减少了设计工作中的无用功，提升了建筑设计和相应的建筑物的实际价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种建筑空间路径捕获方法，其特征在于，包括：

获取建筑平面模型；

基于所述建筑平面模型中的墙体确定所述建筑平面模型的二维边界，基于所述建筑平面模型中的门确定在所述二维边界上门的位置，将所述的门与其两侧的空间相关联；

根据所述建筑平面模型确定起始位置所在空间和终点位置所在空间之间的全部可使用路径，并根据所述建筑平面模型计算全部所述可使用路径的长度；

将全部所述可使用路径和其对应的路径长度输出；

确定通过一空间的所述可使用路径的空间内路径时，将该空间的所述可使用路径所对应的两扇门进行连线，判断该连线是否为该空间的内部路径；

若该连线是该空间的内部路径，则该连线就是所述可使用路径在该空间的空间内路径；

若该连线不是该空间的内部路径，则将该连线的一端点沿该空间的边界进行移动并将断点移动到边界的第一个折点，判断该连线的一端点位于边界的第一个折点时该连线是否为该空间的内部路径；若是，则将此时的连线和从门沿边界移动到该折点的路径作为所述可使用路径在该空间的空间内路径；若否，则继续对连线的端点沿该空间的边界进行移动并移动到下一个折点，并判断此时的连线是否为该空间的内部路径，直到连线为该空间的内部路径为止；

若一空间的内部路径包括折点和一个门之间的连线、以及从另一个门沿边界移动到该折点的路径，且从该另一个门沿边界移动到该折点时还经过了其它折点，则在从该另一个门沿边界移动到该折点的方向上，将该另一个门与路径上的折点进行连线，若该另一个门与折点之间的连线为空间的内部路径，则将该连线作为从该另一个门到折点的路径；

若一空间的内部路径包括折点和一个门之间的连线和从另一个门沿边界移动到该折点的路径，且从该另一个门沿边界移动到该折点时还经过了其它折点，则在从该另一个门沿边界移动到该折点的方向上，将该路径上的折点之间进行连线，若折点之间的连线为空间的内部路径，则将该连线作为折点间的路径。

2.根据权利要求1所述的建筑空间路径捕获方法，其特征在于，判断该连线是否为该空间的内部路径包括：判断该连线与该空间的全部边界是否相交，并判断该连线是否位于该空间内部；若均不相交且该连线位于该空间内部，则该连线是该空间的内部路径；否则该连线不是该空间的内部路径。

3.根据权利要求2所述的建筑空间路径捕获方法，其特征在于，若一连线位于空间的边界上，则该连线属于该空间的内部路径。

4.根据权利要求1所述的建筑空间路径捕获方法，其特征在于，将全部所述可使用路径和其对应的路径长度输出时，将长度最短的可使用路径突出显示。

5.根据权利要求1所述的建筑空间路径捕获方法，其特征在于，基于所述建筑平面模型中的墙体的表面确定所述建筑平面模型的二维边界。

6.根据权利要求1所述的建筑空间路径捕获方法，其特征在于，基于所述建筑平面模型中的墙体的中线确定所述建筑平面模型的二维边界。

7.根据权利要求1所述的建筑空间路径捕获方法，其特征在于，将门在边界上的位置的中间点作为所述的门在该边界上的位置点。

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