CN117058338A - 基于cad的三维建筑模型构建方法、系统、设备及介质 - Google Patents

基于cad的三维建筑模型构建方法、系统、设备及介质 Download PDF

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CN117058338A CN202310835412.6A CN202310835412A CN117058338A CN 117058338 A CN117058338 A CN 117058338A CN 202310835412 A CN202310835412 A CN 202310835412A CN 117058338 A CN117058338 A CN 117058338A
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李勇
耿顺风
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Abstract

本发明提供了一种基于CAD的三维建筑模型构建方法及系统，其中，该方法包括：获取包含建筑物图纸的DWG文件；将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像；对CAD栅格灰度图像进行边界识别，获取最大边界作为建筑模型地板；对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子和窗户；在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。该方法可以快速构建导出建筑物的三维建模模型，具有效率高、速度快的优点，大大降低了建模的成本。

Description

基于CAD的三维建筑模型构建方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明属于信息技术领域，涉及建筑模型建模技术，特别涉及一种基于CAD的三维建筑模型构建方法、系统、设备及介质。
背景技术
随着计算机在各行各业的广泛应用，数字孪生(Digital Twin)作为一种新兴技术正在迅速发展，是一种将虚拟模型与现实世界相结合的技术，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程，通过数字孪生可以更快、更准确地对现实世界进行分析、优化和决策。
建筑模型(也可以称之为建筑信息模型)构建可以用来观摩、分析、研究实体建筑对象，同时通过构建建筑模型可以将设计师的灵感与设计思路通过模型展示出来，起到很好的辅助作用。目前建筑模型构建方法为：用数字孪生数据源依据传统建模软件创建建筑模型，该构建方法存在效率低、人工成本高、交付周期长等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于CAD的三维建筑模型构建方法，解决了现有技术中建筑模型构建效率低、成本高、交付周期长的技术问题。该三维建筑模型构建方法，包括以下步骤：
获取包含建筑物图纸的DWG文件；
将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像；
对CAD栅格灰度图像进行边界识别，将CAD栅格灰度图像的最大边界作为建筑模型地板；
对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子和窗户；
在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。
在一个实施例中，上述三维建筑模型构建方法，还包括：
基于CAD绘图软件，去除建筑物图纸中影响识别建筑物的构件；
其中，所述影响识别建筑物的构件包括尺寸标注、文本标注、图例、图形边框中任意一种或多种。
在一个实施例中，所述将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像，包括：
将建筑物图纸转换为CAD栅格图像；
对CAD栅格图像进行中值滤波处理，获取滤波后CAD栅格图像；
判断滤波后CAD栅格图像是否为灰度图像；
若不是灰度图像，则依据加权平均值方法将滤波后CAD栅格图像转换为CAD栅格灰度图像。
在一个实施例中，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子和窗户，包括：
沿第一方向扫描CAD栅格灰度图像获取多条相互平行的第一线段，沿第二方向扫描CAD栅格灰度图像获取多条相互平行的第二线段，其中，第一方向与第二方向垂直；
定义第一像素宽度阈值、第二像素宽度阈值、预设墙宽范围、柱宽阈值，且第一像素宽度阈值＜预设墙宽范围≤第二像素宽度阈值；
提取第一线段中符合第一像素宽度阈值的相邻两条第一线段，并计算该相邻两条第一线段之间的第一距离；
提取第二线段中符合第一像素宽度阈值的相邻两条第二线段，并计算该相邻两条第二线段之间的第二距离；
分别提取第一线段和第二线段中符合第二像素宽度阈值的第一线段和第二线段，并计算该第一线段和第二线段的像素宽度；
依据第一距离、第二距离、以及像素宽度，识别CAD栅格灰度图像中第一方向墙体、第二方向墙体、以及柱子；
依据第一方向墙体和第二方向墙体的坐标值，将第一方向墙体与第二方向墙体重合的部位定义为墙体拐点；
沿第一方向和第二方向扫描CAD栅格灰度图像，将满足平行且等间距的四条线段作为形成窗户的线段。
进一步地，所述依据第一距离、第二距离、以及像素宽度，识别CAD栅格灰度图像中第一方向墙体、第二方向墙体、以及柱子，包括：
定义预设墙宽范围＜柱宽阈值，像素宽度＜柱宽阈值；
将第一距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第一线段，以及，将像素宽度小于等于预设墙宽范围的第一线段，作为形成第二方向墙体的线段；
将第二距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第二线段，以及，像素宽度小于等于预设墙宽范围的第二线段，作为形成第一方向墙体的线段；
将第一距离大于等于柱宽阈值的相邻两条第一线段，和，将第二距离大于等于柱宽阈值的相邻两条第二线段，以及，将像素宽度大于等于柱宽阈值的第一线段和第二线段，作为形成柱子的线段。
更进一步地，三维建筑模型构建方法，还包括：
所述第一方向墙体和所述第二方向墙体均包括实体墙或双线墙；
将像素宽度等于预设墙宽范围的第一线段和第二线段，判断为形成实体墙的线段；
将第一距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第一线段，以及，将第二距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第二线段，判断为形成双线墙的线段。
在一个实施例中，上述三维建筑模型构建方法，还包括：
依据三点校准匹配算法，对构建的各个平层三角网模型的坐标位置进行校准；
基于校准结果，依据各个平层三角网模型对建筑物进行叠砌建模。
本发明实施例还提供了一种基于CAD的三维建筑模型构建系统，以解决了现有技术中建筑模型构建效率低、成本高、交付周期长的技术问题。该基于CAD的三维建筑模型构建系统包括：
转换模块，用于将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像；
边界识别模块，用于对CAD栅格灰度图像进行边界识别，将CAD栅格灰度图像的最大边界作为建筑模型地板；
墙体识别模块，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子；
窗户识别模块，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的窗户；
建筑模型构建模块，用于在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。
在一个实施例中，三维建筑模型构建系统还包括：
建筑物叠砌建模模块，用于依据三点校准匹配算法，对构建的各个平层三角网模型的坐标位置进行校准；基于校准结果，依据各个平层三角网模型对建筑物进行叠砌建模。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的基于CAD的三维建筑模型构建方法，以解决了现有技术中建筑模型构建效率低、成本高、交付周期长的技术问题。
本发明实施例还提供了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执行上述任意的基于CAD的三维建筑模型构建方法，以解决了现有技术中建筑模型构建效率低、成本高、交付周期长的技术问题。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：基于CAD的三维建筑模型构建方法可以快速构建导出建筑物的三维建模模型，具有效率高、速度快的优点，大大降低了建模的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于CAD的三维建筑模型构建方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种计算机设备的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于CAD的三维建筑模型构建系统的示意图；
图4a为本发明实施例中横向扫描CAD栅格灰度图像的示意图；
图4b为本发明实施例中竖向扫描CAD栅格灰度图像的示意图；
图4c为本发明实施例中扫描CAD栅格灰度图像识别墙体拐点的示意图；
图5为本发明实施例中第一方向墙体、第二方向墙体、柱子、窗户、实体墙、以及双线墙的识别结果示意图；
图6为本发明实施例中建筑物的平层三角网模型的示意图；
图7为本发明实施例中建筑物叠砌建模后的示意图。
图中附图标记：201、存储器；202、处理器；100、转换模块；200、边界识别模块；300、墙体识别模块；400、窗户识别模块；500、建筑模型构建模块；600、建筑物叠砌建模模块；1、第一方向墙体；10、双线墙；20、实体墙；2、第二方向墙体；3、柱子；4、窗户。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
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。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本发明实施例中，提供了一种基于CAD的三维建筑模型构建方法，如图1所示，该方法包括：
S1、获取包含建筑物图纸的DWG文件。
本步骤中，DWG文件中存储有建筑物图纸，且通常情况下，图纸信息中包含有尺寸标注、文本标注、图例、图形边框等构件。
S2、由于在进行三维建模时，上述构件会影响建筑物中墙、柱、窗户等的识别，因此需要将建筑物图纸中存在的上述构件去除。具体方法为：基于CAD绘图软件，去除建筑物图纸中影响识别建筑物的构件。
S3、将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像。
在一个可选的实施例中，CAD栅格灰度图像获取的方法，包括：
S31、将建筑物图纸转换为CAD栅格图像。
建筑物图纸转换为CAD栅格图像可以使用QCAD软件或CAD软件进行转换，转换时可以设置CAD栅格图像的尺寸、输出文件的类型、输出文件的保持格式等参数。
S32、对CAD栅格图像进行中值滤波处理，获取滤波后CAD栅格图像。
中值滤波处理能够抑制图像中的噪声，还能进行细节保持，中值滤波的方法可以选用通用方法进行。
S33、由于灰度图像的识别效果相对于rgb图像的识别效果好，因此需要判断滤波后CAD栅格图像是否为灰度图像；
若是灰度图像，则可以直接进入下述步骤S4中进行后续处理；
若不是灰度图像，则说明滤波后的CAD栅格图像为rgb图像，此时可以使用加权平均值方法将滤波后CAD栅格图像转换为CAD栅格灰度图像。
本步骤中，rgb图像转换为灰度图像的公式为gray(灰度值)＝0.299*R(红)+0.578*G(绿)+0.114*B(蓝)。
S4、对CAD栅格灰度图像进行边界识别，将CAD栅格灰度图像的最大边界作为建筑模型地板。
本步骤中，可以使用Canny算法对CAD栅格灰度图像进行边界识别，也可以使用其他通用的算法进行，本步骤不对其进行限定。例如，在使用Canny算法对CAD栅格灰度图像进行边界识别时，可以使用sobel算子计算CAD栅格灰度图像的梯度幅度和角度方向，然后依据计算的CAD栅格灰度图像的梯度幅度及灰度图像，可以快速得到该CAD栅格灰度图像中形成建筑模型地板的边界轮廓。
S5、对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子和窗户。
其中，通常来说，建筑图纸中的墙通常是由具有一定宽度的两条平行线段组成的，因此可以根据该几何特征，对CAD栅格灰度图像进行扫描识别出墙体的位置。具体的，墙体、柱子3、窗户4的一种可选的识别方法为：
S501、沿第一方向扫描CAD栅格灰度图像获取多条相互平行的第一线段，沿第二方向扫描CAD栅格灰度图像获取多条相互平行的第二线段，其中，第一方向与第二方向垂直。
在此需要说明的是，上述第一方向与第二方向指的是坐标系中相互垂直的两个方向，第一方向可定义为坐标系中的水平(横向)方向，第二方向可以定义为坐标系中的垂直(竖向/纵向)方向。
S502、计算相邻两条第一线段之间的第一距离，计算相邻两条第二线段之间的第二距离。
S503、定义第一像素宽度阈值、第二像素宽度阈值、预设墙宽范围、柱宽阈值，且第一像素宽度阈值＜预设墙宽范围≤第二像素宽度阈值；
S504、提取第一线段中符合第一像素宽度阈值的相邻两条第一线段，并计算该相邻两条第一线段之间的第一距离；
提取第二线段中符合第一像素宽度阈值的相邻两条第二线段，并计算该相邻两条第二线段之间的第二距离；
分别提取第一线段和第二线段中符合第二像素宽度阈值的第一线段和第二线段，并计算该第一线段和第二线段的像素宽度。
S504、依据第一距离、第二距离、以及像素宽度，识别CAD栅格灰度图像中第一方向墙体1、第二方向墙体2、以及柱子3。
本步骤中，第一方向墙体1、第二方向墙体2、以及柱子3的一种可选的识别方法，包括：
S5041、通常来说柱子的宽度大于墙的宽度，因此定义预设墙宽范围＜柱宽阈值，像素宽度＜柱宽阈值；
S5042、在误差范围内，将第一距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第一线段，以及，将像素宽度小于等于预设墙宽范围的第一线段，作为形成第二方向墙体2的线段；
将第二距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第二线段，以及，像素宽度小于等于预设墙宽范围的第二线段，作为形成第一方向墙体1的线段；
将第一距离大于等于柱宽阈值的相邻两条第一线段，和，将第二距离大于等于柱宽阈值的相邻两条第二线段，以及，将像素宽度大于等于柱宽阈值的第一线段和第二线段，作为形成柱子3的线段。
再者，在通常情况下，建筑物的墙体可以分为实体墙20(例如水泥浇灌的墙体)和双线墙10(例如砖砌的墙体)，两者在建筑图纸中一般是通过不同的方式进行区分标识，因此在识别出第一方向墙体1和第二方向墙体2后，还需要对第一方向墙体1和第二方向墙体2中的实体墙20和双线墙10进行区分，本实施例中提供的一种实体墙20与双线墙10区分方法为：
将像素宽度等于预设墙宽范围的第一线段和第二线段，判断为形成实体墙20的线段；将第一距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第一线段，以及，将第二距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第二线段，判断为形成双线墙10的线段。
例如，定义第一方向为横向，则第二方向为竖向，并定义预设墙宽范围和柱宽阈值。参见图4a所示，为沿横向扫描CAD栅格灰度图像的示意图，参见图4b所示，为沿竖向扫描CAD栅格灰度图像的示意图，参见图5所示，展示了第一方向墙体1、第二方向墙体2、以及柱子3识别结果，具体的：
沿横向扫描时，计算符合第一像素宽度阈值的相邻两条相互平行的第一线段之间的距离并与预设墙宽范围(也可称之为墙宽阈值d)进行比较，当该距离小于等于墙宽阈值d时，将该两条相邻的第一线段识别为形成第二方向墙体2的线段，将计算的距离大于等于柱宽阈值的两条线段识别为形成柱子3的线段，将不符合墙宽阈值d和柱宽阈值的线段删除，在此需要说明的是此处的墙宽阈值d可以为一个具体的值，也可以为一个预设的范围。同时，计算第一线段中符合第二像素宽度阈值的第一线段的像素宽度，并将像素宽度小于等于预设墙宽范围的第一线段识别为形成第二方向墙体2的线段。
沿竖向扫描识别第一方向墙体和柱子的方法与横向扫描相同，在此不再进行赘述。
S505、依据第一方向墙体1和第二方向墙体2的坐标值，将第一方向墙体1与第二方向墙体2重合的部位定义为墙体拐点，参见图4c所示，为扫描CAD栅格灰度图像识别墙体拐点的示意图。
S511、建筑图纸中窗户4一般使用等间隔的连续四条线段表示，使用该几何特性，横向、竖向遍历图片，找到满足四条平行且等间距线段位置，并记录多边形范围，随后生成窗户模型。在本实施例中，窗户识别的方法具体为：沿第一方向和第二方向扫描CAD栅格灰度图像，将满足平行且等间距的四条线段作为形成窗户4的线段，参见图5所示，展示了沿横向和竖向扫描CAD栅格灰度图像后窗户4的识别结果。
S6、在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。
参见图6所示，为依据第一方向墙体、第二方向墙体、墙体拐点、柱子、窗户识别结果分别对各部分进行三角网模型后整合形成的建筑物的平层三角网模型。
在本发明另一个实施例中，当建筑物为多层时，还需要将构建的各平层三角网模型进行叠加，因此在上述步骤S1至S6的基础上，三维建筑模型构建方法，还包括：
S7、当建筑物为多层时，依据三点校准匹配算法，对平层三角网模型的坐标位置进行校准；基于校准结果，依据平层三角网模型对建筑物进行叠砌建模。
本发明中，对建筑物进行叠砌建模的一种方法，包括：
S71、给建筑物各平层设置基本点，使用三点校准匹配算法，校准各平层识别结果的位置，使不同楼层的识别结果的相对位置与DWG文件中建筑物图纸对应。
其中，三点校准匹配算法的线性表达式为：XL＝AX+BY+C，
YL＝DX+EY+F，其中，XL为目标坐标系下X方向的坐标值、YL为目标坐标系下Y方向的坐标值、X为已知坐标系下X方向的坐标值、Y为已知坐标系下Y方向的坐标值，A、B、C、D、E、F为坐标转换参数。由于存在6个坐标转换参数，为计算6个坐标转换参数的数值，因此需要取平层三角网模型上的三个点进行校准匹配，因此存在六个变量，即需要将选取的3个点在目标坐标系下X方向和Y方向的坐标值，以及在已知坐标系下X方向和Y方向的坐标值，通过以下3个点的坐标参数可以形成六个方程式可以求出坐标转换参数A、B、C、D、E、F的值，进而可以利用线性表达式XL＝AX+BY+C，YL＝DX+EY+F对进行各平层识别结果的位置校准配准，使不同楼层的识别结果的相对位置与DWG文件中建筑物图纸对应。
在此需要说明的是，平层三角网模型上的三个点选取时，应使三个点尽量分散，例如可以选用平层三角网模型上位于左上角、中间、右下角的三个点。
S72、根据校准结果，设置建筑物总各平层的起始、结束楼层，获取各平层识别结果以及相应的参数信息，对楼层进行叠砌建模。参见图7所示，为建筑物叠砌建模后的示意图。
本发明上述基于CAD的三维建筑模型构建方法可以快速构建导出建筑物的三维建模模型，具有效率高、速度快的优点，大大降低了建模的成本。
在本实施例中，提供了一种计算机设备，如图2所示，包括存储器201、处理器202及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的基于CAD的三维建筑模型构建方法。
具体的，该计算机设备可以是计算机终端、服务器或者类似的运算装置。
在本实施例中，提供了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执行上述任意的基于CAD的三维建筑模型构建方法的计算机程序。
具体的，计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种基于CAD的三维建筑模型构建系统，如下面的实施例所述。由于基于CAD的三维建筑模型构建系统解决问题的原理与基于CAD的三维建筑模型构建方法相似，因此基于CAD的三维建筑模型构建系统的实施可以参见基于CAD的三维建筑模型构建方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是本发明实施例的基于CAD的三维建筑模型构建系统的一种结构框图，如图3所示，系统包括：转换模块100、边界识别模块200、墙体识别模块300、窗户识别模块400、建筑模型构建模块500、建筑物叠砌建模模块600，下面对该系统中各部分进行说明。
转换模块100，用于将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像；
边界识别模块200，用于对对CAD栅格灰度图像进行边界识别，将CAD栅格灰度图像的最大边界作为建筑模型地板；
墙体识别模块300，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子3；
窗户识别模块400，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的窗户4；
建筑模型构建模块500，用于在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。
在一个实施例中，三维建筑模型构建系统还包括：
建筑物叠砌建模模块600，依据三点校准匹配算法，对构建的各个平层三角网模型的坐标位置进行校准；基于校准结果，依据各个平层三角网模型对建筑物进行叠砌建模。
本发明实施例实现了如下技术效果：基于CAD的三维建筑模型构建系统可以快速构建导出建筑物的三维建模模型，具有效率高、速度快的优点，大大降低了建模的成本。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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，本发明实施例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 (10)

1.一种基于CAD的三维建筑模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取包含建筑物图纸的DWG文件；
将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像；
对CAD栅格灰度图像进行边界识别，将CAD栅格灰度图像的最大边界作为建筑模型地板；
对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子和窗户；
在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。
2.根据权利要求1所述的三维建筑模型构建方法，其特征在于，还包括：
基于CAD绘图软件，去除建筑物图纸中影响识别建筑物的构件；
其中，所述影响识别建筑物的构件包括尺寸标注、文本标注、图例、图形边框中任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的三维建筑模型构建方法，其特征在于，所述将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像，包括：
将建筑物图纸转换为CAD栅格图像；
对CAD栅格图像进行中值滤波处理，获取滤波后CAD栅格图像；
判断滤波后CAD栅格图像是否为灰度图像；
若不是灰度图像，则依据加权平均值方法将滤波后CAD栅格图像转换为CAD栅格灰度图像。
4.根据权利要求1所述的三维建筑模型构建方法，其特征在于，所述对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描，获取不同方向的线段；根据建筑物构造的几何特征，从扫描的线段中识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子和窗户，包括：
沿第一方向扫描CAD栅格灰度图像获取多条相互平行的第一线段，沿第二方向扫描CAD栅格灰度图像获取多条相互平行的第二线段，其中，第一方向与第二方向垂直；
定义第一像素宽度阈值、第二像素宽度阈值、预设墙宽范围、柱宽阈值，且第一像素宽度阈值＜预设墙宽范围≤第二像素宽度阈值；
提取第一线段中符合第一像素宽度阈值的相邻两条第一线段，并计算该相邻两条第一线段之间的第一距离；
提取第二线段中符合第一像素宽度阈值的相邻两条第二线段，并计算该相邻两条第二线段之间的第二距离；
分别提取第一线段和第二线段中符合第二像素宽度阈值的第一线段和第二线段，并计算该第一线段和第二线段的像素宽度；
依据第一距离、第二距离、以及像素宽度，识别CAD栅格灰度图像中第一方向墙体、第二方向墙体、以及柱子；
依据第一方向墙体和第二方向墙体的坐标值，将第一方向墙体与第二方向墙体重合的部位定义为墙体拐点；
沿第一方向和第二方向扫描CAD栅格灰度图像，将满足平行且等间距的四条线段作为形成窗户的线段。
5.根据权利要求4所述的三维建筑模型构建方法，其特征在于，所述依据第一距离、第二距离、以及像素宽度，识别CAD栅格灰度图像中第一方向墙体、第二方向墙体、以及柱子，包括：
定义预设墙宽范围＜柱宽阈值，像素宽度＜柱宽阈值；
将第一距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第一线段，以及，将像素宽度小于等于预设墙宽范围的第一线段，作为形成第二方向墙体的线段；
将第二距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第二线段，以及，像素宽度小于等于预设墙宽范围的第二线段，作为形成第一方向墙体的线段；
将第一距离大于等于柱宽阈值的相邻两条第一线段，和，将第二距离大于等于柱宽阈值的相邻两条第二线段，以及，将像素宽度大于等于柱宽阈值的第一线段和第二线段，作为形成柱子的线段。
6.根据权利要求5所述的三维建筑模型构建方法，其特征在于，还包括：
所述第一方向墙体和所述第二方向墙体均包括实体墙或双线墙；
将像素宽度等于预设墙宽范围的第一线段和第二线段，判断为形成实体墙的线段；
将第一距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第一线段，以及，将第二距离小于等于预设墙宽范围的相邻两条第二线段，判断为形成双线墙的线段。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的三维建筑模型构建方法，其特征在于，还包括：
依据三点校准匹配算法，对构建的各个平层三角网模型的坐标位置进行校准；
基于校准结果，依据各个平层三角网模型对建筑物进行叠砌建模。
8.一种基于CAD的三维建筑模型构建系统，其特征在于，包括：
转换模块，用于将建筑物图纸转换为CAD栅格灰度图像；
边界识别模块，用于对CAD栅格灰度图像进行边界识别，将CAD栅格灰度图像的最大边界作为建筑模型地板；
墙体识别模块，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的墙体、柱子；
窗户识别模块，对CAD栅格灰度图像进行不同方向的像素扫描获取不同方向的线段，对扫描的线段依据建筑物构造的几何特征，识别CAD栅格灰度图像中的窗户；
建筑模型构建模块，用于在同一个坐标系中，在建筑模型地板上对识别的墙体、柱子和窗户进行拉伸建模，构建墙体三角网模型、柱子三角网模型和窗户三角网模型，整合后输出建筑物的平层三角网模型。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于CAD的三维建筑模型构建方法。
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执行权利要求1至7中任一项所述的基于CAD的三维建筑模型构建方法的计算机程序。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117953002A (zh) * 2024-03-27 2024-04-30 江苏金寓信息科技有限公司 基于Harris角点检测及匹配算法的CAD图纸翻模方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101673410A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 中国科学院计算技术研究所 一种基于矢量建筑图纸重建三维模型的方法
CN101763656A (zh) * 2010-01-28 2010-06-30 北京航空航天大学 三维城市建筑分层分户模型的构建与显示控制方法
CN103390088A (zh) * 2013-07-31 2013-11-13 浙江大学 一种针对光栅建筑平面图的全自动三维转换方法
CN109215115A (zh) * 2018-08-21 2019-01-15 天职工程咨询股份有限公司 一种通过图纸识别进行3d建模的方法、系统、终端及介质
CN111008597A (zh) * 2019-12-05 2020-04-14 万翼科技有限公司 Cad图纸的空间识别方法、装置、电子设备及存储介质
KR102212075B1 (ko) * 2020-09-09 2021-02-04 어스앤컴퍼니 주식회사 2차원 건축 도면에 표현된 벽체의 3차원 도면 모델링 방법 및 프로그램
CN113987641A (zh) * 2021-10-27 2022-01-28 江苏易图地理信息科技有限公司 基于二维建筑施工图的户室体块模型底面自动提取算法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101673410A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 中国科学院计算技术研究所 一种基于矢量建筑图纸重建三维模型的方法
CN101763656A (zh) * 2010-01-28 2010-06-30 北京航空航天大学 三维城市建筑分层分户模型的构建与显示控制方法
CN103390088A (zh) * 2013-07-31 2013-11-13 浙江大学 一种针对光栅建筑平面图的全自动三维转换方法
CN109215115A (zh) * 2018-08-21 2019-01-15 天职工程咨询股份有限公司 一种通过图纸识别进行3d建模的方法、系统、终端及介质
CN111008597A (zh) * 2019-12-05 2020-04-14 万翼科技有限公司 Cad图纸的空间识别方法、装置、电子设备及存储介质
KR102212075B1 (ko) * 2020-09-09 2021-02-04 어스앤컴퍼니 주식회사 2차원 건축 도면에 표현된 벽체의 3차원 도면 모델링 방법 및 프로그램
CN113987641A (zh) * 2021-10-27 2022-01-28 江苏易图地理信息科技有限公司 基于二维建筑施工图的户室体块模型底面自动提取算法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张宏鑫: "室内平面图分块矢量化与高效三维建筑建模", 计算机科学与探索, no. 01, 15 January 2013 (2013-01-15) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117953002A (zh) * 2024-03-27 2024-04-30 江苏金寓信息科技有限公司 基于Harris角点检测及匹配算法的CAD图纸翻模方法
CN117953002B (zh) * 2024-03-27 2024-06-07 江苏金寓信息科技有限公司 基于Harris角点检测及匹配算法的CAD图纸翻模方法

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