CN116956421A - 一种基于骨架的面板单元划分方法及下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于骨架的面板单元划分方法及下料方法，所述划分方法包括以下步骤：步骤1：提取出骨架的各个梁部件，梁部件的类型划分为圈梁、主梁和次梁，以及提取出梁部件的轴线点和截面角点；步骤2：提取各个梁部件投影在骨架表面的梁交点，梁交点是指梁部件与另一个梁部件相交形成的交点，以及确定出构成梁交点的两个梁部件的类型，基于若干个依次相邻的梁交点围成一个多边形，每一个梁交点作为多边形的一个顶点，每一个多边形作为一个面板单元，完成面板单元划分，得到面板单元划分结果。本发明无需依赖于人为的手工划分，划分效率更高和更准确，还能够给予该面板划分结果进行下料，有利于节省材料成本。

Description

一种基于骨架的面板单元划分方法及下料方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，具体是一种基于骨架的面板单元划分方法及下料方法。

背景技术

为了融入文化元素，以提供建筑视觉效果，现代建筑特别是一些大型公共建筑回采用曲面采光顶、幕墙等空间曲面结构，其中曲面采光顶通常是采用玻璃面板构成，一块玻璃构成一个面板单元，多个面板单元铺满龙骨。在这一类建筑中，当建筑顶部呈曲面结构的龙骨(也即支架)施工完毕后，需要在支架上对玻璃面板单元进行设计，通过梁部件将面板单元(及玻璃)铺设在支架上。如果采用人工手动提取面板单元的方式，效率非常低下，并且面板单元的下料排布方案的合理性直接影响到材料用料成本。为此，需要一种能够智能化地搞笑自动完成面板单元划分且基于该面板单元划分结果能够以更合理的下料分布方案完成面板单元在龙骨上铺设的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于骨架的面板单元划分方法及下料方法，其能够解决背景技术描述的技术问题。

实现本发明的目的的技术方案为：一种基于骨架的面板单元划分方法，包括以下步骤：

步骤1：获得目标骨架表面的点云数据，基于点云数据提取出骨架的各个梁部件，并将各个梁部件划分为对应的类型，梁部件的类型划分为圈梁、主梁和次梁，以及提取出梁部件的轴线点和截面角点，轴线点是指梁部件的轴线进行离散后得到的点，截面角点是指在轴线点上沿垂直于轴线方向对梁部件进行切片所得到的截面的顶点；

步骤2：提取各个梁部件投影在骨架表面的梁交点，梁交点是指梁部件与另一个梁部件相交形成的交点，以及确定出构成梁交点的两个梁部件的类型，基于若干个依次相邻的梁交点围成一个多边形，每一个梁交点作为多边形的一个顶点，每一个多边形作为一个面板单元，完成面板单元划分，得到面板单元划分结果。

进一步地，在步骤1中，梁部件得到横截面为多边形，对梁部件进行切片得到多边形的截面，截面的顶点为截面交点，一个轴线点对应一个截面，每个截面包括多个顶点。

进一步地，步骤2的具体实现过程，包括以下步骤：

步骤21：遍历每一个次梁和每一个主梁，同一个次梁和同一个主梁各自的轴线点进行排序；

步骤22：预设全局最小距离阈值M和最大遍历次数阈值N，M为大于1的整数，N为单个次梁的轴线点数量，

步骤221：遍历排序后的次梁轴线点，通过最近邻算法搜索出当前主梁轴线点中与当前遍历次梁轴线点距离最近的主梁轴线点，若当前次梁轴线点与最近的主梁轴线点的距离D＜M，则以D值更新M，也即当前的D值作为更新后的M，继续遍历次梁轴线点，直至当前次梁轴线点与最近的主梁轴线点的距离D≥M，退出遍历，输出最后一次更新M值对应的次梁轴线点，并输出该轴线点的上一个次梁轴线点和下一个次梁轴线点，作为相邻点对，若次梁轴线点遍历次数达到N时，即遍历完所有次梁轴线点时，M值仍旧未进行过更新，则表明当前次梁与当前主梁无潜在的相交点，不进行任何输出，若在遍历第二个次梁点时即满足退出遍历条件，则输出前两个次梁轴线点作为相邻点对；

步骤222：对剩余每根主梁的主梁轴线点，重复执行步骤221，直至遍历完每根主梁的主梁轴线点，从而找出当前次梁与所有主梁的相邻点对；

步骤223：对剩余每根次梁的次梁轴线点，重复执行步骤221－步骤222，直至遍历完每根次梁的次梁轴线点，从而找出所有次梁与所有主梁的相邻点对；

步骤224：根据每一个当前次梁轴线点对应的相邻点对，拟合出一条第一直线，每个相邻点对的XY坐标均可以拟合出对应的一条第一直线；

步骤23：对于当前的第一直线，遍历主梁轴线点，提取分别位于第一直线两侧的主梁轴线点的相邻点对，从而找到当前的第一直线所对应的主梁轴线点中的相邻点对，基于当前主梁轴线点中的相邻点对拟合出当前主梁轴线点对应的第二直线，并继续遍历剩余的各条第一直线，从而为每一条直线拟合出对应的基于主梁轴线点中的相邻点对的第二直线，是基于相邻点对的XY坐标来拟合出第二直线；

步骤24：遍历各个次梁轴线点的相邻点对，若次梁轴线点的相邻点对位于第二直线的两侧，则当前次梁轴线点所在的次梁与第二直线所对应的主梁相交，并基于相邻的次梁轴线点的XY坐标拟合出第三直线；

步骤25：计算出第二直线和第三直线的交点，并基于步骤23中主梁轴线点的相邻点对的坐标对该交点的Z坐标进行插值，从而得到交点的三维坐标，三维坐标也即包括了XYZ坐标；

步骤26：以主梁轴线点的相邻点对之间的连线方向作为三维交点的方向向量，以主梁轴线点的相邻点对位置处的两个横截面尺寸的平均值作为三维交点的截面尺寸，横截面尺寸为所对应的截面节点所生成的，根据三维交点的方向相邻和截面尺寸，将三维交点平移至主梁上表面，并遍历每一个主梁轴线点，从而得到所有的主梁和次梁的交点，并得到所有交点的三维交点和将三维交点平移至主梁上表面；

步骤27：根据坐标值大小分别从次梁轴线点的起点、次梁轴线点的终点、主梁轴线点的起点、主梁轴线点的终点取轴线点两个，根据取出的轴线点的XY坐标计算第四直线，计算分别位于第四直线两侧的最近圈梁轴线点，根据最近圈梁轴线点的XY坐标计算第五直线，并按与步骤25－步骤26的方法处理最近圈梁轴线点，从而获取到投影至圈梁上表面的圈梁与主梁的交点，以及圈梁与次梁的交点，从而基于主梁与次梁、主梁与圈梁、次梁与圈梁的交点得到多边形，从而得到面板单元，得到面板单元划分结果。

进一步地，在步骤21中，同一个次梁的轴线点按X坐标从小到大进行排序，同一个主梁的轴线点按Y坐标从小到大进行排序。

进一步地，M＝1000。

进一步地，在步骤25中，交点既在第二直线又在第三直线上，基于交点对主梁轴线点的相邻点对的Z坐标进行插值，且使得交点和相邻点对在三维空间下也处于同一条直线行。

一种基于所述面板划分单元结果的下料方法，在执行完步骤2之后，还包括以下步骤：

步骤31：构建一个维度为的第一矩阵，A表示龙骨中次梁的数量，B表示龙骨中主梁的数量，第一矩阵中的元素表示主梁与次梁是否相交，主梁与次梁相交而有交点，则对应的元素赋值为1，主梁与次梁未相交而未有交点，则对应的元素赋值为0；

步骤32：第一矩阵的行列各扩展一个元素为0的矩阵，也即扩展维度为(A+2)×(B+2)的矩阵，并记为第二矩阵；

步骤33：采用维度为2×2且元素全为1的卷积核对第二矩阵进行卷积操作，得到卷积结果，根据卷积结果确定不同类型的多边形，不同类型的多边形对应不同的面板单元，多边形的类型由多边形的边数量确定；

步骤34：将步骤33中所确定的多边形中，将任意边长均小于2倍梁部件宽度的多边形与相邻的一个面板单元进行合并，得到合并后的多边形，合并后的多边形和未合并的多边形均各自对应一个面板单元，计算出各面板单元的最小外接矩形，沿最小外接矩形的垂直方向向内缩1cm的位置作为下料元件的位置，下料元件为构成面板单元的材料。

进一步地，在步骤33中，各种不同卷积结果划分到对应面板单元，其中，卷积结果为1，也即元素值为1的只有1个，划分的面板单元表示由一根圈梁、一根主梁和一根次梁围成的三角形，卷积结果为2，也即元素值为1的数量为2个，划分的面板单元表示由一根圈梁、两根主梁和一根次梁，或者一根圈梁、两根次梁和一根主梁围成的四边形，卷积结果为3，划分的面板单元表示包括一根圈梁、两根主梁和两根次梁围成的五边形，卷积结果为4，划分的面板单元表示包括两个主梁、两根次梁相交形成的四边形。

进一步地，在步骤34之后，还包括步骤35：

步骤35：采用启发式算法生成下料元件排布方案，并计算在启发式算法下的不同策略的各下料元件排布方案的浪费率，以浪费率最小的下料元件排布方案进行施工下料。

本发明的有益效果为：本发明能够依靠软件程序快速高效地在龙骨上进行面板单元划分，无需依赖于人为的手工划分，划分效率更高和更准确，还能够给予该面板划分结果进行下料，有利于节省材料成本。最终实现空间曲面结构面板的自动划分和合理下料方案的智能生成，提高面板设计效率和智能化程度。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为各种不同卷积结果划分到对应面板单元的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方案，对本发明做进一步描述：

如图1－图2所示，一种基于骨架的面板单元划分方法，包括以下步骤：

步骤1：获得目标骨架表面的点云数据，基于点云数据提取出骨架的各个梁部件，并将各个梁部件划分为对应的类型，以及提取出梁部件的轴线点和截面角点，轴线点是指梁部件的轴线进行离散后得到的点，截面角点是指在轴线点上沿垂直于轴线方向对梁部件进行切片所得到的截面的顶点。

梁部件的横截面通常为多边形，故对梁部件进行切片所得到的截面是多边形，多边形具有多个顶点，这也就意味着每个轴线点对应一个截面，每个截面有多个顶点，每个轴线点自然对应多个截面角点。因此，对轴线进行离散化会得到多个离散点，每个离散点即是一个轴线点。因此，一个梁部件会有一个轴线，轴线离散化会得到多个轴线点，每个轴线点对应多个截面角点。

在一个可选的实施方式中，将骨架的梁部件划分为圈梁、主梁和次梁，也即梁部件的类型划分为圈梁、主梁和次梁这三种。

步骤2：提取各个梁部件投影在骨架表面的梁交点，梁交点是指梁部件与另一个梁部件相交形成的交点，以及确定出构成梁交点的两个梁部件的类型，基于若干个依次相邻的梁交点围城一个多边形，每一个梁交点作为多边形的一个顶点，每一个多边形作为一个面板单元，完成面板单元划分，得到面板单元划分结果。

本步骤的具体实现过程，包括以下步骤：

步骤21：遍历每一个次梁和每一个主梁，同一个次梁的轴线点按X坐标从小到大进行排序，同一个主梁的轴线点按Y坐标从小到大进行排序。

在本步骤中，实际的骨架中，几乎所有次梁都呈水平方向，主梁呈垂直于水平方向的前后方向，故次梁按X坐标进行排序，主梁按Y坐标排序。当然，在实际应用时，也可以将主梁按X坐标进行排序，对次梁按Y坐标进行排序，并且排序也可以从大到小。

步骤22：预设全局最小距离阈值M和最大遍历次数阈值N，M为大于1的整数，N为单个次梁的轴线点数量。例如M＝1000，假设当前次梁与50根主梁均相交，则意味着当前次梁的轴线点数量为100，则N＝100。

步骤221：遍历排序后的次梁轴线点，通过最近邻算法搜索出当前主梁轴线点中与当前遍历次梁轴线点距离最近的主梁轴线点，若当前次梁轴线点与最近的主梁轴线点的距离D＜M，则以D值更新M，也即当前的D值作为更新后的M，继续遍历次梁轴线点，直至当前次梁轴线点与最近的主梁轴线点的距离D≥M，退出遍历，输出最后一次更新M值对应的次梁轴线点，并输出该轴线点的上一个次梁轴线点和下一个次梁轴线点，作为相邻点对，若次梁轴线点遍历次数达到N时，即遍历完所有次梁轴线点时，M值仍旧未进行过更新，则表明当前次梁与当前主梁无潜在的相交点，不进行任何输出，若在遍历第二个次梁点时即满足退出遍历条件，则输出前两个次梁轴线点作为相邻点对；

步骤222：对剩余每根主梁的主梁轴线点，重复执行步骤221，直至遍历完每根主梁的主梁轴线点，若存在当前次梁与主梁有相邻点对的情况下，则可找出当前次梁与所有主梁的相邻点对；

步骤223：对剩余每根次梁的次梁轴线点，重复执行步骤221－步骤222，直至遍历完每根次梁的次梁轴线点，若存在次梁与主梁有相邻点对的情况下，则可找出除当前次梁之外的剩余的所有次梁与所有主梁的相邻点对；

步骤224：根据每一个当前次梁轴线点对应的相邻点对，拟合出一条第一直线，每个相邻点对的XY坐标均可以拟合出对应的一条第一直线。

对于当前次梁，根据每一个当前次梁轴线点对应的相邻点对，拟合出一条第一直线，从而将基于各个次梁轴线点对应的相邻点对的XY坐标均可以拟合出对应的一条第一直线，故当前次梁的第一直线的条数为当前次梁与所有主梁中相交的主梁数量。遍历所有次梁，从而得到每一根次梁上各个次梁轴线点对应的第一直线。例如，假设，次梁有100根，主梁有50根，当前次梁与主梁和若相交为50根，也即所有主梁均与当前次梁相交，则拟合出50条第一直线。若下一个次梁与所有主梁中相交的主梁数量仅有30根，则下一个次梁可拟合出30条第一直线。

步骤23：对于当前的第一直线，遍历主梁轴线点，提取分别位于第一直线两侧的主梁轴线点的相邻点对，从而找到当前的第一直线所对应的主梁轴线点中的相邻点对，基于当前主梁轴线点中的相邻点对拟合出当前主梁轴线点对应的第二直线。并继续遍历剩余的各条第一直线，从而为每一条直线拟合出对应的基于主梁轴线点中的相邻点对的第二直线，是基于相邻点对的XY坐标来拟合出第二直线。

步骤24：遍历各个次梁轴线点的相邻点对，若次梁轴线点的相邻点对位于第二直线的两侧，则当前次梁轴线点所在的次梁与第二直线所对应的主梁相交，并基于相邻的次梁轴线点的XY坐标拟合出第三直线。

步骤25：计算出第二直线和第三直线的交点，并基于步骤23中主梁轴线点的相邻点对的坐标对该交点的Z坐标进行插值，从而得到交点的三维坐标，三维坐标也即包括了XYZ坐标。

在本步骤中，交点是既在第二直线又在第三直线上，但第二直线和第三直线均是通过XY坐标计算得到的，仅有XY坐标，还缺失Z坐标。因此，需要基于交点来对主梁轴线点的相邻点对的Z坐标进行插值，且使得交点和相邻点对(既两个主梁轴线点)在三维空间下也处于同一条直线行。例如，相邻点对的两个主梁轴线点的坐标分别为(0，0，0)和(3，3，2)，交点坐标为(1，1)，通过插值，交点的坐标为(1，1，2/3)，则使得交点和相邻点对在三维空间中也处于一条直线上。

步骤26：以主梁轴线点的相邻点对之间的连线方向作为三维交点的方向向量，以主梁轴线点的相邻点对位置处的两个横截面尺寸的平均值作为三维交点的截面尺寸，横截面尺寸为所对应的截面节点所生成的，根据三维交点的方向相邻和截面尺寸，将三维交点平移至主梁上表面，并遍历每一个主梁轴线点，从而得到所有的主梁和次梁的交点，并得到所有交点的三维交点和将三维交点平移至主梁上表面。

步骤27：根据坐标值大小分别从次梁轴线点的起点、次梁轴线点的终点、主梁轴线点的起点、主梁轴线点的终点取轴线点两个，根据取出的轴线点的XY坐标计算第四直线，计算分别位于第四直线两侧的最近圈梁轴线点，根据最近圈梁轴线点的XY坐标计算第五直线，并按与步骤25－步骤26的方法处理最近圈梁轴线点，从而获取到投影至圈梁上表面的圈梁与主梁的交点，以及圈梁与次梁的交点。从而基于主梁与次梁、主梁与圈梁、次梁与圈梁的交点得到多边形，从而得到面板单元，得到面板单元划分结果。

通过以上步骤即可完成面板单元划分，无需依靠人为手工进行划分，效率更高，划分的面板单元结果更准确。

本发明还提供一种基于所述面板划分单元结果的下料方法，在执行完步骤2之后，还包括以下步骤：

步骤31：构建一个维度为A×B的第一矩阵，A表示龙骨中次梁的数量，B表示龙骨中主梁的数量，第一矩阵中的元素表示主梁与次梁是否相交，主梁与次梁相交而有交点，则对应的元素赋值为1，主梁与次梁未相交而未有交点，则对应的元素赋值为0。

步骤32：第一矩阵的行列的左右各扩展一个元素为0的矩阵，也即扩展维度为(A+2)×(B+2)的矩阵，并记为第二矩阵。

步骤33：采用维度为2×2且元素全为1的卷积核对第二矩阵进行卷积操作，得到卷积结果，根据卷积结果确定不同类型的多边形，不同类型的多边形对应不同的面板单元，多边形的类型由多边形的边数量确定。

参考图2，图2为各种不同卷积结果划分到对应面板单元的示意图。在图2的a)部分表示卷积结果为1，也即元素值为1的只有1个，划分的面板单元表示由一根圈梁、一根主梁和一根次梁围成的三角形；b)部分表示卷积结果为2，也即元素值为1的数量为2个，划分的面板单元表示由一根圈梁、两根主梁和一根次梁，或者一根圈梁、两根次梁和一根主梁围成的四边形；c)部分表示卷积结果为3，划分的面板单元表示包括一根圈梁、两根主梁和两根次梁围成的五边形；d)部分表示卷积结果为4，话费的面板单元表示包括两个主梁、两根次梁相交形成的四边形。

步骤34：将步骤33中所确定的多边形中，将任意边长均小于2倍梁部件宽度的多边形与相邻的一个面板单元进行合并，得到合并后的多边形，合并后的多边形和未合并的多边形均各自对应一个面板单元，计算出各面板单元的最小外接矩形，沿最小外接矩形的垂直方向向内缩预设值的位置作为下料元件的位置，下料元件为构成面板单元的材料(例如玻璃)，预设值为面板单元接缝的1/2，例如面板单元接缝的1/2为1cm，则向内缩1cm。

在一个可选的实施方式中，在步骤34之后，还包括步骤35：

步骤35：采用启发式(例如Guillotine)算法生成下料元件排布方案，并计算在Guillotine算法下的不同策略的各下料元件排布方案的浪费率，以浪费率最小的下料元件排布方案进行施工下料。

其中，策略包括母板选择策略和余料分割策略，可以参考下表：

其中，浪费率定义为余料面积与母材总面积的比值。

其中，启发式算法还可以是Shelf算法、最大矩形算法、天际线算法、遗传算法、粒子群算法中的任一种。

本发明能够依靠软件程序快速高效地在龙骨上进行面板单元划分，无需依赖于人为的手工划分，划分效率更高和更准确，还能够给予该面板划分结果进行下料，有利于节省材料成本。最终实现空间曲面结构面板的自动划分和合理下料方案的智能生成，提高面板设计效率和智能化程度。

本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于骨架的面板单元划分方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获得目标骨架表面的点云数据，基于点云数据提取出骨架的各个梁部件，并将各个梁部件划分为对应的类型，梁部件的类型划分为圈梁、主梁和次梁，以及提取出梁部件的轴线点和截面角点，轴线点是指梁部件的轴线进行离散后得到的点，截面角点是指在轴线点上沿垂直于轴线方向对梁部件进行切片所得到的截面的顶点；

步骤2：提取各个梁部件投影在骨架表面的梁交点，梁交点是指梁部件与另一个梁部件相交形成的交点，以及确定出构成梁交点的两个梁部件的类型，基于若干个依次相邻的梁交点围成一个多边形，每一个梁交点作为多边形的一个顶点，每一个多边形作为一个面板单元，完成面板单元划分，得到面板单元划分结果。

2.根据权利要求1所述的基于骨架的面板单元划分方法，其特征在于，在步骤1中，梁部件得到横截面为多边形，对梁部件进行切片得到多边形的截面，截面的顶点为截面交点，一个轴线点对应一个截面，每个截面包括多个顶点。

3.根据权利要求1所述的基于骨架的面板单元划分方法，其特征在于，步骤2的具体实现过程，包括以下步骤：

步骤21：遍历每一个次梁和每一个主梁，同一个次梁和同一个主梁各自的轴线点进行排序；

步骤22：预设全局最小距离阈值M和最大遍历次数阈值N，M为大于1的整数，N为单个次梁的轴线点数量，

步骤221：遍历排序后的次梁轴线点，通过最近邻算法搜索出当前主梁轴线点中与当前遍历次梁轴线点距离最近的主梁轴线点，若当前次梁轴线点与最近的主梁轴线点的距离D＜M，则以D值更新M，也即当前的D值作为更新后的M，继续遍历次梁轴线点，直至当前次梁轴线点与最近的主梁轴线点的距离D≥M，退出遍历，输出最后一次更新M值对应的次梁轴线点，并输出该轴线点的上一个次梁轴线点和下一个次梁轴线点，作为相邻点对，若次梁轴线点遍历次数达到N时，即遍历完所有次梁轴线点时，M值仍旧未进行过更新，则表明当前次梁与当前主梁无潜在的相交点，不进行任何输出，若在遍历第二个次梁点时即满足退出遍历条件，则输出前两个次梁轴线点作为相邻点对；

步骤222：对剩余每根主梁的主梁轴线点，重复执行步骤221，直至遍历完每根主梁的主梁轴线点，从而找出当前次梁与所有主梁的相邻点对；

步骤223：对剩余每根次梁的次梁轴线点，重复执行步骤221－步骤222，直至遍历完每根次梁的次梁轴线点，从而找出所有次梁与所有主梁的相邻点对；

步骤224：根据每一个当前次梁轴线点对应的相邻点对，拟合出一条第一直线，每个相邻点对的XY坐标均可以拟合出对应的一条第一直线；

步骤23：对于每条第一直线，提取分别位于第一直线两侧的对应的主梁轴线点的最近点，作为主梁相邻点对，从而找到当前的第一直线所对应的主梁轴线点中的相邻点对，基于当前主梁轴线点中的相邻点对拟合出第二直线，当对应主梁轴线点均位于第一直线同侧时，表明对应的主次梁不相交，不进行任何输出，并继续遍历剩余的各条第一直线，从而为每一条直线拟合出对应的基于主梁轴线点中的相邻点对的第二直线，是基于相邻点对的XY坐标来拟合出第二直线；

步骤24：遍历各个次梁轴线点的相邻点对，若次梁轴线点的相邻点对位于第二直线的两侧，则当前次梁轴线点所在的次梁与第二直线所对应的主梁相交，并基于相邻的次梁轴线点的XY坐标拟合出第三直线；

步骤25：计算出第二直线和第三直线的交点，并基于步骤23中主梁轴线点的相邻点对的坐标对该交点的Z坐标进行插值，从而得到交点的三维坐标，三维坐标也即包括了XYZ坐标；

步骤26：以主梁轴线点的相邻点对之间的连线方向作为三维交点的方向向量，以主梁轴线点的相邻点对位置处的两个横截面尺寸的平均值作为三维交点的截面尺寸，横截面尺寸为所对应的截面节点所生成的，根据三维交点的方向相邻和截面尺寸，将三维交点平移至主梁上表面，并遍历每一个主梁轴线点，从而得到所有的主梁和次梁的交点，并得到所有交点的三维交点和将三维交点平移至主梁上表面；

步骤27：根据坐标值大小分别从次梁轴线点的起点、次梁轴线点的终点、主梁轴线点的起点、主梁轴线点的终点取轴线点两个，根据取出的轴线点的XY坐标计算第四直线，计算分别位于第四直线两侧的最近圈梁轴线点，根据最近圈梁轴线点的XY坐标计算第五直线，并按与步骤25－步骤26的方法处理最近圈梁轴线点，从而获取到投影至圈梁上表面的圈梁与主梁的交点，以及圈梁与次梁的交点，从而基于主梁与次梁、主梁与圈梁、次梁与圈梁的交点得到多边形，从而得到面板单元，得到面板单元划分结果。

4.根据权利要求3所述的基于骨架的面板单元划分方法，其特征在于，在步骤21中，同一个次梁的轴线点按X坐标从小到大进行排序，同一个主梁的轴线点按Y坐标从小到大进行排序。

5.根据权利要求3所述的基于骨架的面板单元划分方法，其特征在于，M＝1000。

6.根据权利要求3所述的基于骨架的面板单元划分方法，其特征在于，在步骤25中，交点既在第二直线又在第三直线上，基于交点对主梁轴线点的相邻点对的Z坐标进行插值，且使得交点和相邻点对在三维空间下也处于同一条直线行。

7.一种基于如权利要求1－6任一项所述的基于骨架的面板单元划分方法所得到的面板划分单元结果的下料方法，其特征在于，在执行完步骤2之后，还包括以下步骤：

步骤31：构建一个维度为的第一矩阵，A表示龙骨中次梁的数量，B表示龙骨中主梁的数量，第一矩阵中的元素表示主梁与次梁是否相交，主梁与次梁相交而有交点，则对应的元素赋值为1，主梁与次梁未相交而未有交点，则对应的元素赋值为0；

步骤32：第一矩阵的行列的左右各扩展一个元素为0的矩阵，也即扩展维度为(A+2)×(B+2)的矩阵，并记为第二矩阵；

步骤33：采用维度为2×2且元素全为1的卷积核对第二矩阵进行卷积操作，得到卷积结果，根据卷积结果确定不同类型的多边形，不同类型的多边形对应不同的面板单元，多边形的类型由多边形的边数量确定；

步骤34：将步骤33中所确定的多边形中，将任意边长均小于2倍梁部件宽度的多边形与相邻的一个面板单元进行合并，得到合并后的多边形，合并后的多边形和未合并的多边形均各自对应一个面板单元，计算出各面板单元的最小外接矩形，沿最小外接矩形的垂直方向向内缩预设值的位置作为下料元件的位置，下料元件为构成面板单元的材料，预设值为面板单元接缝的1/2。

8.根据权利要求7所述的下料方法，其特征在于，在步骤33中，各种不同卷积结果划分到对应面板单元，其中，卷积结果为1，也即元素值为1的只有1个，划分的面板单元表示由一根圈梁、一根主梁和一根次梁围成的三角形，卷积结果为2，也即元素值为1的数量为2个，划分的面板单元表示由一根圈梁、两根主梁和一根次梁，或者一根圈梁、两根次梁和一根主梁围成的四边形，卷积结果为3，划分的面板单元表示包括一根圈梁、两根主梁和两根次梁围成的五边形，卷积结果为4，划分的面板单元表示包括两个主梁、两根次梁相交形成的四边形。

9.根据权利要求7所述的下料方法，其特征在于，在步骤34之后，还包括步骤35：

步骤35：采用启发式算法生成下料元件排布方案，并计算在启发式算法下的不同策略的各下料元件排布方案的浪费率，以浪费率最小的下料元件排布方案进行施工下料。