缓和曲线形体结构参数化建模方法

技术领域

本发明涉及三维建模领域，特别涉及一种缓和曲线形体结构参数化建模方法。

背景技术

在缓和曲线形体结构的建模过程中，结构的截面位置随着缓和曲线线形的水平位移和纵向高程变化而变化，目前缓和曲线形体结构的建模通常使用Revit楼板结构样式进行构建，而楼板结构样式的结构形体具有一定的相似性，需要通过添加分割线和修改子图元来实现缓和曲线结构纵向高程的变化，虽然该方法实现了纵向高程的变化，但是会使楼板发生变形，进而使得结构模型的细度无法满足工程施工要求的精度，且调整过程比较繁琐，占用时间多，制约模型的高效应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种缓和曲线形体结构参数化建模方法，实现了缓和曲线形体结构的高细度模型的快速创建，避免了使用楼板结构样式进行高程调整出现的变形问题。

本发明通过如下方案来实现：一种缓和曲线形体结构参数化建模方法，包括步骤：

S1、获取缓和曲线形体结构中心线上多个点的平面坐标与纵断面高程值；

S2、以多个点的平面坐标与纵断面高程值作为三维坐标值并生成多个点实体模型，依次连接多个所述点实体模型并形成中心线实体模型；

S3、建立可通过写入所述缓和曲线形体结构的横断面轮廓参数来调整所述缓和曲线形体结构的截面形状的截面参数化族；

S4、将所述横断面轮廓参数数据写入所述截面参数化族，并按所述缓和曲线形体结构的设计里程位置放置所述截面参数化族，生成截面；

S5、驱动所述截面以所述中心线实体模型进行扫掠，生成缓和曲线形体结构实体模型。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法，通过以平面坐标与纵断面高程值作为中心线上点的三维坐标值、再利用三维坐标值生成高细度的中心线实体模型、然后通过驱动截面按照中心线实体模型进行掠扫的方式，实现了缓和曲线形体结构的高细度模型创建，避免了传统建模方式使用楼板结构样式进行高程调整出现的变形问题；另外，通过截面参数化族的建立，在该缓和曲线形体结构发生变化时，只需修改相应数据即可实现模型的适应性修改，极大地便利了模型的实施与应用。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法的进一步改进在于，所述截面参数化族包括所述缓和曲线形体结构的长度、宽度、高度和坡度信息。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法的进一步改进在于，所述缓和曲线形体结构为空心型缓和曲线形体结构，在所述步骤S3结束后，分两次进行所述步骤S4和所述步骤S5：

在第一次进行所述步骤S4和所述步骤S5时，以所述缓和曲线形体结构的横断面外轮廓参数作为所述横断面轮廓参数，生成第一缓和曲线形体结构实体模型；

在第二次进行所述步骤S4和所述步骤S5时，以所述缓和曲线形体结构的空心实体外轮廓参数作为所述横断面轮廓参数，生成第二缓和曲线形体结构实体模型；

在第二次进行所述步骤S4和所述步骤S5之后，将所述第一缓和曲线形体结构实体模型与所述第二缓和曲线形体结构实体模型进行差集布尔运算，得到空心型缓和曲线形体结构实体模型。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法的进一步改进在于：

在进行所述步骤S1时，利用图像处理软件将缓和曲线形体结构中心线的平面图和纵面图进行等距划分，获取每个分割点的平面坐标与纵断面高程值作为三维坐标值输出至表格；

在进行所述步骤S2时，读取所述表格中的三维坐标值并建立相应所述分割点的点实体模型。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法的进一步改进在于，所述图像处理软件为Autodesk Civil 3D软件。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法的进一步改进在于，所述步骤S3中的横断面轮廓参数是通过加宽缓和曲线高次方程计算得出的。

本发明缓和曲线形体结构参数化建模方法的进一步改进在于，所述三维建模软件为具有Dynamo的Revit软件。

附图说明

图1示出了本发明实施例的流程图。

图2示出了本发明实施例的截面生成后状态示意图。

图3示出了本发明实施例的缓和曲线形体结构实体模型效果图。

具体实施方式

为了解决传统缓和曲线形体结构建模方式使用楼板结构样式进行高程调整出现的变形问题，本发明提供了一种缓和曲线形体结构参数化建模方法，实现了缓和曲线形体结构的模型创建，提高了建模细度和建模效率。

下面结合附图对该缓和曲线形体结构参数化建模方法作进一步说明。

参阅图1和图2，图1示出了本发明实施例的流程图；图2示出了本发明实施例的截面生成后状态示意图。一种缓和曲线形体结构参数化建模方法，包括步骤：

步骤S1、获取缓和曲线形体结构中心线上多个点的平面坐标与纵断面高程值。

具体来说，上述的多个点的平面坐标与纵断面高程值通过既有的二维设计图纸来获取，具体地，利用图像处理软件将缓和曲线形体结构中心线的平面图和纵面图进行划分(优选为等距划分)，获取每个分割点(分割点数量越多，模型准确度越高，光滑度越好)的平面坐标与纵断面高程值作为三维坐标值输出至表格。

较佳地，该图像处理软件优选为Autodesk Civil 3D软件，该软件可直接从二维设计图纸中获取三维坐标值并以X、Y、Z形式输出至EXCEL表格。

步骤S2、以多个点的平面坐标与纵断面高程值作为三维坐标值并生成多个点实体模型1，依次连接多个该点实体模型1并形成中心线实体模型2。

具体来说，读取该表格中的三维坐标值(即X、Y、Z值)并建立相应该分割点的三维点实体模型。

步骤S3、建立可通过写入该缓和曲线形体结构的横断面轮廓参数来调整该缓和曲线形体结构的截面形状的截面参数化族。

具体来说，该横断面轮廓参数包括该缓和曲线形体结构的横断面在各设计里程位置的变化参数的名称和量值，其中，缓和曲线段变化量值使用加宽缓和曲线高次方程计算，该加宽缓和曲线高次方程为：

B

注：B

预先将该横断面轮廓参数和设计里程位置信息录入该表格中。

步骤S4、将该横断面轮廓参数数据写入该截面参数化族，并按该缓和曲线形体结构的设计里程位置放置该截面参数化族，生成截面3，如图2示出了分别对应多个分割点的多个截面3。

步骤S5、驱动该截面3以该中心线实体模型2进行扫掠，生成缓和曲线形体结构实体模型。

本发明方法中的步骤S2～步骤S5均利用三维建模软件来实现，本实施例优选该三维建模软件为具有Dynamo的Revit软件。其中：在进行步骤S2时，通过Dynamo来读取表格中的三维坐标信息并生成点实体模型1、进一步地生成线实体模型2；在进行步骤S3时，以Revit软件提供的公制常规模型族样板为基础来建立该截面参数化族，以截面中心线向两侧分别定义截面的长度、宽度、高度和坡度等实例参数，完成参数化截面；在进行步骤S4时，通过Dynamo来读取表格中的横断面轮廓参数和设计里程位置信息，并按变化参数的名称对应写入参数化界面，以修改该参数化截面的尺寸和位置，生成所需形状的截面3，按照该设计历程位置信息放置截面3，放置完截面3后的状态如图2所示；在进行步骤S5时，通过Dynamo编写程序节点，驱动放置完成的截面3沿中心线实体模型2进行掠扫。最后，可将该缓和曲线形体结构实体模型输出至该Revit软件的项目文件中，以供后续使用。

本发明方法，通过以平面坐标与纵断面高程值作为中心线上点的三维坐标值、再利用三维坐标值生成高细度的中心线实体模型、然后通过驱动截面按照中心线实体模型进行掠扫的方式，实现了缓和曲线形体结构的高细度模型创建，避免了传统建模方式使用楼板结构样式进行高程调整出现的变形问题；另外，通过截面参数化族的建立，在该缓和曲线形体结构发生变化时，只需修改相应数据即可实现模型的适应性修改，极大地便利了模型的实施与应用。

作为一较佳实施方式，配合图3，图3示出了本发明实施例的缓和曲线形体结构实体模型效果图。该缓和曲线形体结构为空心型缓和曲线形体结构，在该步骤S3结束后，分两次进行该步骤S4和该步骤S5：

在第一次进行该步骤S4和该步骤S5时，以该缓和曲线形体结构的横断面外轮廓参数作为该横断面轮廓参数，生成第一缓和曲线形体结构实体模型。

在第二次进行该步骤S4和该步骤S5时，以该缓和曲线形体结构的空心实体外轮廓参数作为该横断面轮廓参数，生成第二缓和曲线形体结构实体模型；

在第二次进行该步骤S4和该步骤S5之后，将该第一缓和曲线形体结构实体模型与该第二缓和曲线形体结构实体模型进行差集布尔运算，得到空心型缓和曲线形体结构实体模型(如图3所示)。

具体来说：该缓和曲线形体结构的横断面外轮廓参数以及该缓和曲线形体结构的空心实体外轮廓参数均预先录入该表格中，在分别生成实体模型时，通过Dynamo编写程序节点按需读取信息。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。