(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210914542.4 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 王雅然　何志豪　由世俊　张欢　 陈冠益　郑雪晶　 (74)专利代理 机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 专利代理师 韩新城 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06V 30/422(2022.01) (54)发明名称 适用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别 与模型构建方法 (57)摘要 本发明公开一种适用于建筑人居环境仿真 的建筑图纸识别 与模型构建方法， 包括： 解析dxf 格式楼层图纸， 构建描述点线信息的图模型并预 处理成生成树 ‑余枝的标准图模型； 用基本关联 矩阵得到基本环路矩阵； 基于基本环路矩阵得到 若干相互嵌套的基本环路多边形后通过多边形 剪切得到最小多边形， 用最小多边形构建楼层各 房间几何模型； 将最小多边形与建筑信息结合， 构造每层楼层基本结构， 将上层的下楼板与下层 的上楼板沿相互交点与房间边界剪切， 构造相邻 两楼层的层间楼板， 得到一体化建筑模型； 解析 包括门、 窗、 楼梯间楼板的建筑构 件几何图纸， 结 合门窗高度、 做法， 构造门窗及其他建筑构件信 息模型。 本发 明能实现对建筑人居环 境仿真模型 的快速构建。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115391878 A 2022.11.25 CN 115391878 A 1.适用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别与模型构建方法， 其特 征在于， 包括 步骤： S1.解析dxf格式的楼层图纸， 读取楼层图纸中的图元信息， 根据图元信息构建一个描 述点线信息的图模型； S2.对图模型 预处理， 整理成生成树 ‑余枝的标准图模型； S3.用标准图模型的基本关联矩阵A得到标准图模型的基本环路矩阵Cf； 基本关联矩阵 描述标准模型中点和边的连接关系， 基本回路矩阵描述标准模型中的环形回路和边的关 系； S4.基于标准图模型的基本环路矩阵Cf， 得到若干相互嵌套的基本回路多边形， 利用几 何图形的交并计算， 使基本回路多边形相互剪切， 直至基本回路多边形间不再有交集， 得到 最小多边形， 根据最小 多边形构建楼层中各房间的几何模型； S5.将每层楼层图纸通过基本回路多边形相互剪切后获得的不存在交集的最小多边形 与建筑信息结合， 构 造出每层楼层所有的基本结构； 通过几何图形的交并计算， 将上层的下 楼板与下层的上楼板沿着相互的交点与房间边界剪切， 利用剪切获得的不存在交集的最小 多边形构造相邻两楼层的层间楼板， 得到一体化的建筑模型； S6.解析包括门、 窗、 楼梯间楼板在内的其他建筑构件的几何图纸， 结合门窗高度、 做法 信息， 构造门窗及其 他建筑构件信息模型。 2.根据权利要求1所述适用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别与模型构建方法， 其 特征在于， 步骤S1中， 所述图元信息包括楼层图纸中的点、 线、 多段线。 3.根据权利要求1所述适用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别与模型构建方法， 其 特征在于， 步骤S2中， 对图模型预处理的步骤是， 将图模型中相交、 重叠的线段打断、 去重 叠， 再利用Kruskal算法寻找图模 型的生成树， 利用深度优 先搜索算法遍历生 成树的节点和 边， 同时为节点、 边编号， 从而将图模型整理成生成树 ‑余枝的标准图模型。 4.根据权利要求1所述用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别与模型构建方法， 其特 征在于， 步骤S4中， 基于步骤S 3中所述基本环路矩阵Cf， 通过图形剪切算法识别单一楼层图 纸最小环路， 即最小 多边形； 多边形相互剪切过程为， 首先执行边的整理过程， 即对交集多边形相交、 重叠边的打断 和剔除； 再执行剪切过程， 即通过剪切边辨识， 辨识 三类线集： 两多边形共有边组成线集L ’， 被多边形P1包含的多边形P0的边形成线集L0’， 被多边形P0包含的多边形P1的边形成线集 L1’； 再分别对三类线集做判断， 在多边 形P0， 交集多边形ΔP中加入或去除线集中的边， 最终 实现多边形的剪切运 算， 得到剪切结果， 即被剪切后的多边形P0和交集多边形ΔP。 5.根据权利要求1所述适用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别与模型构建方法， 其 特征在于， 步骤S5中， 构建一体化基本建筑模型， 具体包括： S51.构建各楼层 及楼层中的房间： 单一楼层由若干房间组成， 单一房间由墙体、 上楼板、 下楼板组成； 约定室外环境为房 间0， 外墙、 上楼板、 下楼楼板方向统一由楼层的房间指向房间0,内墙由编号较小的房间， 指 向编号较大的房间； S511.构建空白新楼层； 以最小多边形集合为平面的几何结构， 构造初始房间、 房间下 楼板、 上楼板； S512.以单一 最小多边形为节点， 以多边形的线段为 边， 构建有向图邻接表；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115391878 A 2S513.遍历邻接表， 若边存在两个节点指向， 则以该线段为几何结构， 构造为内墙； S514.遍历邻接表， 若边有且只有一个节点指向， 则构造为外墙； S52.合并相邻楼层楼板： 约定相邻楼层， 较低的楼层编号较小， 反 之较大； S521.循环遍历 楼层L0、 L1， 若不属于同一楼层的房间RL0和RL1的几何模型PL0和PL1存在交 集， 记作PΔL； S522.房间RL0的上楼楼板几何结构变更为PL0‑PΔL； S523.房间RL0的下楼楼板几何结构变更为PL1‑PΔL； S524.以PΔL为几何结构 构建新楼板FΔL， 新楼板FΔL连接房间； 直至上下楼板的几何模型不存在交集， 结束 遍历。 6.根据权利要求1所述适用于建筑人居环境仿真的建筑图纸识别与模型构建方法， 其 特征在于， 步骤S 5中， 所述建筑信息包括楼层标高、 层高、 围护结构做法， 所述基本结构包括 房间、 墙体、 上下楼板。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115391878 A 3