CN117725713A - 基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，步骤如下：1、在Revit平台中输入顶管的平面路径，并记录起点至终点连线S；2、在Revit平台中输入纵断路径；3、对由所述平面路径和所述纵断路径构成的顶管路径进行离散处理；离散手段使用RevitAPI提供的基础几何模块构建实现流程，将该点集以备后续使用4、分解点的坐标拟合；5、排序拟合；对控制点集合中所有点都对顶管路径的起点做距离排序，然后拟合成顶管路径。本发明能够快速生成顶管在空间中的复杂曲线走向，并能够自动校验其全路径内最小弯曲半径。
Description
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计技术领域，特别涉及基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法。
背景技术
在输变电行业，随着三维数字化设计的不断推进，电缆工程也开始逐步引入三维设计软件进行数字化设计。在输电线路电缆工程方面，尤其是顶管、排管等三维曲线模型的建模的应用较为少见，其中顶管的模型建立最为复杂，而普通无高差的排管建模则是顶管建模的简化，因此解决顶管的建模问题成为重点。
顶管的设计需要针对各类无法做地面开挖的复杂情况，比如线缆管道需要沿桥梁经过河流，因此走向需要下沉，同时为了避免经过地下桥梁桩基，需要做横向弯折，导致顶管的走向具有空间五个自由度(径向扭转除外)，因此使用平面路径和纵断路径分别延伸做曲面，在空间中做两个曲面的交线，则可以得到该精确曲线。
但是，在工程实践中，设计人员习惯使用参数控制方法进行分段解析，且分段区间常常不同，一般的数学方法难以在常规设计流程中整段范围的实现。
因此，迫切需要一种可以在设计方面快捷可用，且在结果方面达到设计人员可接受精确程度的顶管空间路径生成方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，实现的目的是能够提供基于BIM技术在Revit软件内依赖其数据结构的顶管空间路径生成方法，使设计人员能够快速生成顶管在空间中的复杂曲线走向，并能够自动校验其全路径内最小弯曲半径，检测路径合格与否，满足电缆通道弯曲要求。
为实现上述目的，本发明公开了基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，步骤如下：
步骤1、根据实际工况要求，在Revit平台中输入顶管的平面路径，并记录起点至终点连线S；
步骤2、根据实际工况要求，在Revit平台中输入纵断路径，该路径由直线以及圆弧的数据结构在软件中表示；
步骤3、对由所述平面路径和所述纵断路径构成的顶管路径进行离散处理；
离散手段使用RevitAPI提供的基础几何模块构建实现流程，将该点集以备后续使用；其中，所述平面路径为M，离散得到的点集为平面点集P，纵断路径为Z，离散得到的点集为纵断点集O；
步骤4、分解点的坐标拟合，具体为：
步骤4.1、获得所述顶管路径的起点和终点间的连线S，作为总线；
步骤4.2、在所述总线向下延伸形成一个垂直于地面的平面W；
步骤4.3、将所述平面点集P投影到所述平面W得到投影点集P’；
步骤4.4、在所述投影点集P’和所述纵断点集O之间进行笛卡尔积得到连线集合L；
步骤4.5、进行准正交判断；使用所述连线集合L中的每个连线对所述总线做正交判断，所有连线判断完成后比较每个正交判断所得夹角，并从小到大进行排序，根据排序，保留数量为两组离散点P和O数量的最小个数，剩余所述连线去除；
步骤4.6、进行坐标点合成处理；所述连线集合L中最后保留下来的点对中，来自平面点集的点取出其坐标X值与Y值，来自纵向点集的点取出坐标高度Z值，合成新坐标点，形成控制点集合；所述控制点集合中的每个点都在所述顶管路径；
步骤5、排序拟合；对所述控制点集合中所有点都对所述顶管路径的起点做距离排序，然后拟合成所述顶管路径。
优选的，对所述顶管路径进行离散处理的方式为：
指定长度对所述顶管路径进行切分；
将前一路线切分后的末尾余量继承至后一路线的起始段，直至所述顶管路径的末尾。
优选的，对所述顶管路径进行离散处理的方式为：
指定所述顶管路径的离散切分数量和离散长度后，进行整段均分，即所述顶管路径的起终点直线距离为L，指定离散点数为N，则按照L/N长度切分路径。
优选的，在步骤5中，在所述控制点集合中间隔取点，均匀减少控制点数量，提升三维显示机能，将已排序完成的控制点集点集交由Revit-API做Hermite曲线拟合。
更优选的，依托Hermite曲线拟合后得到的曲线，在Revit软件的Hermite拟合曲线的数据中提供了获得其各个点的一阶导数和二阶导数的API接口，指定计算点在全线中的比例位置的百分比，通过设定百分比获得曲线上任意点处的曲率，由此取出曲线上均分1000个采样点进行曲率计算，得到所有点的曲率集合，并在集合中寻找最小曲率半径，以判定所述顶管路径的每一弯曲半径是否合格。
优选的，使用RevitAPI提供的导数工具对其进行曲率和弯曲半径校验。
本发明的有益效果：
本发明能够使设计人员能够快速生成顶管在空间中的复杂曲线走向，并能够自动校验其全路径内最小弯曲半径，检测路径合格与否，满足电缆通道弯曲要求。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例的流程图。
图2示出本发明一实施例中平面路径的示意图。
图3示出本发明一实施例中纵断路径的轴侧示意图。
图4示出本发明一实施例中纵断路径的侧面示意图。
图5示出本发明一实施例中平面路径和断路径的示意图。
图6示出本发明一实施例中指定长度对顶管路径进行切分的离散示意图。
图7示出本发明一实施例中通过离散后的点集P和O，生成复杂的空间顶管路径示意图。
具体实施方式
实施例
如图1至图7所示，基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，步骤如下：
步骤1、根据实际工况要求，在Revit平台中输入顶管的平面路径，并记录起点至终点连线S；
步骤2、根据实际工况要求，在Revit平台中输入纵断路径，该路径由直线以及圆弧的数据结构在软件中表示；
步骤3、对由所述平面路径和所述纵断路径构成的顶管路径进行离散处理；
离散手段使用RevitAPI提供的基础几何模块构建实现流程，将该点集以备后续使用；其中，所述平面路径为M，离散得到的点集为平面点集P，纵断路径为Z，离散得到的点集为纵断点集O；
步骤4、分解点的坐标拟合，具体为：
步骤4.1、获得所述顶管路径的起点和终点间的连线S，作为总线；
步骤4.2、在所述总线向下延伸形成一个垂直于地面的平面W；
步骤4.3、将所述平面点集P投影到所述平面W得到投影点集P’；
步骤4.4、在所述投影点集P’和所述纵断点集O之间进行笛卡尔积得到连线集合L；
步骤4.5、进行准正交判断；使用所述连线集合L中的每个连线对所述总线做正交判断，所有连线判断完成后比较每个正交判断所得夹角，并从小到大进行排序，根据排序，保留数量为两组离散点P和O数量的最小个数，剩余所述连线去除；
步骤4.6、进行坐标点合成处理；所述连线集合L中最后保留下来的点对中，来自平面点集的点取出其坐标X值与Y值，来自纵向点集的点取出坐标高度Z值，合成新坐标点，形成控制点集合；所述控制点集合中的每个点都在所述顶管路径；
步骤5、排序拟合；对控制点集合中所有点都对顶管路径的起点做距离排序，然后拟合成顶管路径。
本发明根据现实工况设计要求，以平面路径和纵断路径为参考，通过离散与拟合方法生成顶管空间路径，以符合输电线路工程设计人员快速生成复杂的曲线顶管路径。
本发明适用于工程实际设计流程，以工程人员的设计习惯，允许进行设计数据介入，快速生成顶管在空间中的复杂曲线走向，避免纯粹几何在工程设计上的直接应用的困难；将原本确定空间路径的平面路径和纵断路径参考进行离散投影和正交筛选操作来确定路径上控制点，并利用多项式插值曲线控制点拟合的曲线表达复杂顶管路径；并能够对结果进行自动校验，检查全路径内最小弯曲半径，检测路径合格与否，满足下一阶段设计中电缆通道弯曲的要求。
在某些实施例中，对顶管路径进行离散处理的方式为：
如图6所示，指定长度对顶管路径进行切分；
将前一路线切分后的末尾余量继承至后一路线的起始段，直至顶管路径的末尾。
在某些实施例中，对顶管路径进行离散处理的方式为：
指定顶管路径的离散切分数量和离散长度后，进行整段均分，即顶管路径的起终点直线距离为L，指定离散点数为N，则按照L/N长度切分路径。
如图7所示，在某些实施例中，在步骤5中，在控制点集合中间隔取点，均匀减少控制点数量，提升三维显示机能，将已排序完成的控制点集点集交由Revit-API做Hermite曲线拟合。
在实际应用中，通常在电缆线路设计中都是非回溯路径这类简单情况，所有点都对起点做距离排序即可，但是为了避免特殊情况下出现回溯路径，还可以采用在线处理方式对每个点做空间最近点查询，即可得到最终需要拟合的控制点有序集合。
在某些实施例中，依托Hermite曲线拟合后得到的曲线，在Revit软件的Hermite拟合曲线的数据中提供了获得其各个点的一阶导数和二阶导数的API接口，指定计算点在全线中的比例位置的百分比，通过设定百分比获得曲线上任意点处的曲率，由此取出曲线上均分1000个采样点进行曲率计算，得到所有点的曲率集合，并在集合中寻找最小曲率半径，以判定顶管路径的每一弯曲半径是否合格
在某些实施例中，使用RevitAPI提供的导数工具对其进行曲率和弯曲半径校验。
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做出诸多修改和变化。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 (6)
1.基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法；其特征在于，步骤如下：
步骤1、根据实际工况要求，在Revit平台中输入顶管的平面路径，并记录起点至终点连线S；
步骤2、根据实际工况要求，在Revit平台中输入纵断路径，该路径由直线以及圆弧的数据结构在软件中表示；
步骤3、对由所述平面路径和所述纵断路径构成的顶管路径进行离散处理；
离散手段使用RevitAPI提供的基础几何模块构建实现流程，将该点集以备后续使用；其中，所述平面路径为M，离散得到的点集为平面点集P，纵断路径为Z，离散得到的点集为纵断点集O；
步骤4、分解点的坐标拟合，具体为：
步骤4.1、获得所述顶管路径的起点和终点间的连线S，作为总线；
步骤4.2、在所述总线向下延伸形成一个垂直于地面的平面W；
步骤4.3、将所述平面点集P投影到所述平面W得到投影点集P’；
步骤4.4、在所述投影点集P’和所述纵断点集O之间进行笛卡尔积得到连线集合L；
步骤4.5、进行准正交判断；使用所述连线集合L中的每个连线对所述总线做正交判断，所有连线判断完成后比较每个正交判断所得夹角，并从小到大进行排序，根据排序，保留数量为两组离散点P和O数量的最小个数，剩余所述连线去除；
步骤4.6、进行坐标点合成处理；所述连线集合L中最后保留下来的点对中，来自平面点集的点取出其坐标X值与Y值，来自纵向点集的点取出坐标高度Z值，合成新坐标点，形成控制点集合；所述控制点集合中的每个点都在所述顶管路径；
步骤5、排序拟合；对所述控制点集合中所有点都对所述顶管路径的起点做距离排序，然后拟合成所述顶管路径。
2.根据权利要求1所述的基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，其特征在于，对所述顶管路径进行离散处理的方式为：
指定长度对所述顶管路径进行切分；
将前一路线切分后的末尾余量继承至后一路线的起始段，直至所述顶管路径的末尾。
3.根据权利要求1所述的基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，其特征在于，对所述顶管路径进行离散处理的方式为：
指定所述顶管路径的离散切分数量和离散长度后，进行整段均分，即所述顶管路径的起终点直线距离为L，指定离散点数为N，则按照L/N长度切分路径。
4.根据权利要求1所述的基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，其特征在于，在步骤5中，在所述控制点集合中间隔取点，均匀减少控制点数量，提升三维显示机能，将已排序完成的控制点集点集交由Revit-API做Hermite曲线拟合。
5.根据权利要求6所述的基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，其特征在于，依托Hermite曲线拟合后得到的曲线，在Revit软件的Hermite拟合曲线的数据中提供了获得其各个点的一阶导数和二阶导数的API接口，指定计算点在全线中的比例位置的百分比，通过设定百分比获得曲线上任意点处的曲率，由此取出曲线上均分1000个采样点进行曲率计算，得到所有点的曲率集合，并在集合中寻找最小曲率半径，以判定所述顶管路径的每一弯曲半径是否合格。
6.根据权利要求1所述的基于Revit平台的复杂顶管空间路径的确定方法，其特征在于，使用RevitAPI提供的导数工具对其进行曲率和弯曲半径校验。
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