一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法及装置

技术领域

本发明涉及核电厂三维模型设计领域，具体涉及一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法及装置。

背景技术

在乏燃料后处理工厂施工图的三维设计过程中，存在大量物项穿墙、板需开通的孔洞、套管的情况，目前通过人工创建孔洞的效率极低、准确性差，经常出现漏建、错建、漏提资等问题。此外，由于施工现场绝大多数墙体结构等均为钢筋混凝土结构且钢筋密度大，墙、板厚度在800mm左右，较厚墙体甚至达到1400mm，一旦浇筑修改难度极大，会严重影响工程进度和质量。因此在三维设计中开孔的效率与准确性对实际的施工进度和质量有着至关重要的作用。

现有专利CN110991997A公开了一种基于BIM技术的综合管线设计施工方法，该方法包括如下步骤：首先基于BIM技术创建建筑三维综合管线模型，并对建筑三维综合管线模型中特定专业的管线模型进行两两碰撞检查，优化碰撞检查错误部位的管线设计布置及施工工艺；其次依据碰撞检查结果，对综合管线布置进行净空设计深化和支吊架设计深化；在碰撞检查正确并经相应设计深化后，根据机电专业的管线模型出具综合管线布置施工图、墙体开孔位置及尺寸施工图和支吊架设计施工图；最后根据建筑三维综合管线模型复核各施工图，并制作指导现场施工的虚拟动画模拟的技术交底。该方法通过将各专业管线模型进行碰撞检查，对碰撞的错误部位进行优化并指导实际施工，未解决现有技术中三维设计中开孔的效率与准确性较低的问题。

现有专利CN106951637A公开了一种基于BIM技术的中低压锅炉小管道二次设计施工方法，该方法通过对小管道三维模型及位置数据，与电气、热控设备专业位置进行三维立体模型图的碰撞检测；根据各次碰撞检测试验得到的信息优化模型直至不再发生碰撞，从而得到设计合理的施工方案确定施工图纸。该方法侧重于解决三维设计中各专业三维模型易发生碰撞的问题，通过碰撞检测对模型进行优化，从而得到较为合理的管道施工方案。

综上所述，上述两个现有专利均未解决现有技术中人工开孔效率极低、准确性差的问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法及装置，解决现有技术中人工开孔效率极低、准确性差的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法，该方法包括：

从乏燃料后处理厂的三维模型中获取待开孔物项及其对应的第一数据、被开孔物项及其对应的第二数据；

根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞；

如果发生碰撞，则确定被开孔物项的开孔位置；

基于预设开孔规则在开孔位置进行开孔，形成孔洞；

判断孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞；

如果存在二次碰撞，则修改孔洞的属性信息或者修改三维模型中待开孔物项的属性信息，并生成新的孔洞，属性信息包括位置坐标和规格。

进一步地，生成新的孔洞之后，

判断新的孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。

进一步地，还包括：

如果不存在二次碰撞，则利用预设碰撞规则对孔洞进行验证。

进一步地，预设碰撞规则包括：

孔洞的外边缘与被开孔物项的边缘的最小距离超出第一预设距离范围、待开孔物项同时穿过多个被开孔物项、待开孔物项的前一物项或后一物项与被开孔物项发生碰撞、孔洞与已有孔洞之间的净间距超出第二预设距离范围。

进一步地，还包括：

在孔洞验证通过后，对待开孔物项和被开孔物项进行提资。

进一步地，待开孔物项对应的第一数据包括：

物项唯一ID、物项名称、物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项相对坐标、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向、物项P3点的朝向、物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径、物项P3点的公称直径、待开孔物项的前一个物项、待开孔物项的后一个物项、包络性空间范围、待开孔物项等级、物项类型、所属专业、曲率半径、入口管外径、出口管外径和空间入侵核查结果。

进一步地，被开孔物项对应的第二数据包括：

物项唯一ID、物项名称、物项起点、物项终点、物项延伸的朝向、物项厚度、物项高度、物项绝对坐标、物项相对坐标（相对上一层次）、XYZ/EUN坐标系、包络性空间范围、物项类型、所属专业和空间入侵核查结果。

进一步地，根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞，包括：

根据物项P1点的朝向或物项P2点的朝向确定待开孔物项的朝向；

当待开孔物项的朝向为预设方向时，根据第一数据中的包络性空间范围与第二数据中的包络性空间范围，判断待开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉；

如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

进一步地，根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞，还包括：

当待开孔物项的朝向不为预设方向时，则根据第一数据中的物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向与入口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围；

根据第二数据中的物项起点、物项终点、XYZ/EUN坐标系、物项延伸的朝向、物项厚度与物项高度计算被开孔物项的第二包络性空间范围；

判断待开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉；

如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

进一步地，还包括：当入口管外径无法获取时，通过出口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围。

进一步地，还包括：

当入口管外径与出口管外径均无法获取时，通过物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径和待开孔物项等级确定出口管外径。

进一步地，根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞，还包括：

根据第一数据中的空间入侵核查结果，判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

为实现与上述方法相同的目的，本发明还提出一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置，该装置包括：

获取模块，用于从乏燃料后处理厂的三维模型中获取待开孔物项及其对应的第一数据、被开孔物项及其对应的第二数据；

第一判断模块，用于根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞；

确定模块，用于如果发生碰撞，则确定被开孔物项的开孔位置；

开孔模块，用于基于预设开孔规则在开孔位置进行开孔，形成孔洞；

第二判断模块，用于判断孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞；

修改模块，用于如果存在二次碰撞，则修改孔洞的属性信息或者修改三维模型中待开孔物项的属性信息，并生成新的孔洞，属性信息包括位置坐标和规格。

进一步地，生成新的孔洞之后，

判断新的孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。

进一步地，还包括：

验证模块，用于如果不存在二次碰撞，则利用预设碰撞规则对孔洞进行验证。

进一步地，预设碰撞规则包括：

孔洞的外边缘与被开孔物项的边缘的最小距离超出第一预设距离范围、待开孔物项同时穿过多个被开孔物项、待开孔物项的前一物项或后一物项与被开孔物项发生碰撞、孔洞与已有孔洞之间的净间距超出第二预设距离范围。

进一步地，还包括：

提资模块，用于在孔洞验证通过后，对待开孔物项和被开孔物项进行提资。

进一步地，待开孔物项对应的第一数据包括：

物项唯一ID、物项名称、物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项相对坐标、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向、物项P3点的朝向、物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径、物项P3点的公称直径、待开孔物项的前一个物项、待开孔物项的后一个物项、包络性空间范围、待开孔物项等级、物项类型、所属专业、曲率半径、入口管外径、出口管外径和空间入侵核查结果。

进一步地，被开孔物项对应的第二数据包括：

物项唯一ID、物项名称、物项起点、物项终点、物项延伸的朝向、物项厚度、物项高度、物项绝对坐标、物项相对坐标（相对上一层次）、XYZ/EUN坐标系、包络性空间范围、物项类型、所属专业和空间入侵核查结果。

进一步地，第一判断模块，具体用于：

根据物项P1点的朝向或物项P2点的朝向确定待开孔物项的朝向；

当待开孔物项的朝向为预设方向时，根据第一数据中的包络性空间范围与第二数据中的包络性空间范围，判断待开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉；

如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

进一步地，第一判断模块，还用于：

当待开孔物项的朝向不为预设方向时，则根据第一数据中的物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向与入口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围；

根据第二数据中的物项起点、物项终点、XYZ/EUN坐标系、物项延伸的朝向、物项厚度与物项高度计算被开孔物项的第二包络性空间范围；

判断待开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉；

如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

进一步地，第一判断模块，还用于：当入口管外径无法获取时，通过出口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围。

进一步地，第一判断模块，还用于：

当入口管外径与出口管外径均无法获取时，通过物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径和待开孔物项等级确定出口管外径。

进一步地，第一判断模块，还用于：

根据第一数据中的空间入侵核查结果，判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

基于上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

1、本发明通过对待开孔物项与开孔物项进行碰撞检测，将两者的碰撞点作为开孔位置，在完成开孔后又对所述孔洞与已有孔洞进行二次碰撞检测，能够避免所述孔洞与已有孔洞之间存在空间交叉，从而保证开孔位置及规格的准确性。

2、本发明的用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法中，当发现孔洞与与已有孔洞存在二次碰撞时，可在线修改孔洞属性信息或者修改所述三维模型中待开孔物项的属性信息，生成新的孔洞，该方法可操作性强，可快速、准确地在被开孔物项上创建符合业务要求的孔洞或套管，对于大型工程模型中千级及以上数量级的开孔效果明显，相比人工建模开孔、提资，其效率和准确性具有较大优势。

3、本发明在确定开孔位置后，基于预设规则确定孔洞或套管的规格，能够使得开设的孔洞或套管符合各专业要求，同时当确定所述孔洞与已有孔洞未产生二次碰撞时，增加预设碰撞规则对孔洞进行验证，进一步提升开孔的准确性，避免实际施工时由于孔洞位置或规格不合理导致修改难度较大的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法流程图；

图2为本发明一个实施例中判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的方法流程图；

图3为本发明另一个实施例中判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的方法流程图；

图4为本发明一个具体实施例中计算被开孔物项的第二包络性空间范围的示意图；

图5为本发明另一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法流程图；

图6为本发明又一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法流程图；

图7为本发明一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置示意图；

图8为本发明另一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置示意图；

图9为本发明又一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。

实施例

为解决现有技术中的人工开孔效率极低、准确性差的问题，本发明提出一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法及装置。

如图1中示出了本发明一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法流程图，如图1所示，该方法包括以下子步骤：

S1，从乏燃料后处理厂的三维模型中获取待开孔物项及其对应的第一数据、被开孔物项及其对应的第二数据。

其中，待开孔物项和被开孔物项可根据实际应用场景来确定。在该实施例中，待开孔物项包括管段、桥架、风管管段等；被开孔物项包括墙、板等。

具体来说，从乏燃料后处理厂的三维模型中获取的待开孔物项对应的第一数据包括：物项唯一ID（REF）、物项名称（NAME）、物项P1点的绝对坐标（POS WRT1/*）、物项P2点的绝对坐标（POS WRT2/*）、物项相对坐标(相对上一层次）（POS）、物项P1点的朝向（P1DIR）、物项P2点的朝向（P2DIR）、物项P3点的朝向（P3DIR）、物项P1点的公称直径（P1BORE）、物项P2点的公称直径（P2BORE）、物项P3点的公称直径（P3BORE）、待开孔物项的前一个物项（PRE）、待开孔物项的后一个物项（NEXT）、包络性空间范围（VOL）、待开孔物项等级（NAME OF SPEC OFSPREF）、物项类型（TYPE）、所属专业（FUNC OF SITE）、曲率半径（RADIUS)、入口管外径（AOD）、出口管外径（LOD）和空间入侵核查结果（OBST ALL）。

进一步地，从乏燃料后处理厂的三维模型中获取的被开孔物项对应的第二数据包括：物项唯一ID（REF）、物项名称（NAME）、物项起点（P2 POS OF PRE/HPOS）、物项终点（P1 OFNEXT/TPOS）、物项延伸的朝向（P2 DIR OF PRE/HDIR）、物项厚度（DESPARAM[1]）、物项高度（DESPARAM[2]）、物项绝对坐标（POS WRT /*）、物项相对坐标（相对上一层次）（POS）、XYZ/EUN坐标系（Orientation）、包络性空间范围（VOL）、物项类型（TYPE）、所属专业（FUNC OFSITE）和空间入侵核查结果（OBST ALL）。

S2，根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

本发明中提供了多种判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的方式，详细说明如下：

如图2所示，在本发明的一个具体实施例中，根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的过程如下：

S201，首先根据物项P1点的朝向或物项P2点的朝向确定待开孔物项的朝向。

具体来说，在实际判断中优先根据物项P1点的朝向确定待开孔物项的朝向，当无法获取物项P1点的朝向时，可根据物项P2点的朝向确定待开孔物项的朝向；当物项P1、P2点的朝向均无法获取时，可根据待开孔物项管线的方向确定待开孔物项的朝向。

S202，当待开孔物项的朝向为预设方向时，根据第一数据中的包络性空间范围与第二数据中的包络性空间范围，判断待开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉。

在本发明的一个实施例中，采用EUN坐标系，其中E代表东方向，N表示北方向，U表示0米以上方向，所述预设方向指的是所述待开孔物项的朝向为E（正东）或W（正西）或N（正北）或S（正南）或U（正上）或D（正下）。当所述待开孔物项的朝向为上述预设方向中的一种时，可执行步骤S202，判断待开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉。

S203，如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

所述包络性空间范围包括E、N、U三个方向的矢量坐标范围，如果待开孔物项与被开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标在三个方向上均存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一数据中的包络性空间范围为（W 1450mmS 3000mm D 9700mm to E 350mm S 800mm D 8900mm），第二数据中的包络性空间范围为（W360mm S 2000mm D 9700mm to E 320mm S 500mm D 8900mm），即待开孔物项在EUN坐标系上E-W方向的矢量坐标范围为W1450-E360，被开孔物项在EUN坐标系E-W方向的矢量坐标范围为W360-E320；待开孔物项在EUN坐标系N-S方向的矢量坐标范围为S3000-S800，被开孔物项在EUN坐标系N-S方向的矢量坐标范围为S2000-S500；待开孔物项在EUN坐标系U-D方向的矢量坐标范围为D9700-D8900，被开孔物项在EUN坐标系U-D方向的矢量坐标范围为D9700-D8900。

通过上述数据可以得知，所述待开孔物项在EUN坐标系E-W方向的矢量坐标范围与所述被开孔物项在EUN坐标系E-W方向的矢量坐标范围、所述待开孔物项在EUN坐标系N-S方向的矢量坐标范围与所述被开孔物项在EUN坐标系N-S方向的矢量坐标范围、所述待开孔物项在EUN坐标系U方向的矢量坐标范围与所述被开孔物项在EUN坐标系U方向的矢量坐标范围均存在交叉，因此可确定待开孔物项和被开孔物项发生了碰撞。

当待开孔物项的朝向不为预设方向时，根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的过程如图3所示，具体包括如下子步骤：

S210，根据第一数据中的物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向与入口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围。

假设物项P1点绝对坐标为（E 0mm N 0mm U 0mm），物项P2点绝对坐标为（E 1732mmN 0mm U 1000mm），入口管外径为60.3mm，P1朝向为Y is N Z is E 30 U，所述物项的Y方向对应NUE坐标系中的N方向，所述物项的Z方向对应NUE坐标系中的E方向，该物项P1点的朝向由E方向向U方向偏离30°。在计算待开孔物项的第二包络性空间范围之前，预先确定第二包络性空间的对角点坐标。

其中，P1点所在端面对角点M点坐标的计算过程如下：

1）确定P1点所在端面对角点M点在E方向坐标值。根据入口管外径为60.3mm，可得其半径为30.15mm，从图4中可以看到P1点所在端面与水平面夹角为60°，由于P1点在E方向的坐标值为0，因此P1点所在端面对角点M点在E方向坐标值为

2）确定P1点所在端面对角点M点在U方向坐标值。由于P1点在U方向的坐标值为0，因此P1点所在端面对角点U方向坐标值为

3）确定P1点所在端面对角点M点在N方向坐标值。由于所述物项的Y方向对应NUE坐标系中的N方向，即P1点在N方向上未发生偏移，根据入口管外径可得到其半径为30.15mm，因此P1点所在端面对角点N方向坐标值为30.15mm。

通过上述过程，可确定P1点所在端面对角点M点的坐标为（W 15.075mm N 30.15mmD 20.11mm）。

P2点所在端面对角点K点（图4中未示出）坐标的计算过程如下：

1）确定P2点所在端面对角点K点在E方向的坐标值。由于P2点在E方向的坐标值为1732mm，因此P2点所在端面对角点K点在E方向上的坐标值为

2）确定P2点所在端面对角点K点在U方向的坐标值。由于P2点在U方向的坐标值为1000，因此P2点所在端面对角点K点在U方向坐标值为

3）确定P2点所在端面对角点K点在N方向坐标值。由于P2点在N方向的坐标值为0mm，根据入口管外径可得到半径为30.15mm，因此P2点所在端面对角点K点在N方向坐标值为-30.15mm，即对角点K点在S方向的坐标值为30.15mm。

通过上述过程，可确定P2点所在端面对角点K点的坐标为（E 1747.075mm S30.15mm U 1020.11mm）。

根据第二包络性空间的对角点M的坐标与对角点K点的坐标，可得到待开孔物项的第二包络性空间范围为（W 15.075mm N 30.15mm D 20.11mm to E 1747.075mm S 30.15mmU 1020.11mm）。

此外，本发明还提出当入口管外径无法获取时，可通过出口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围，该计算方式与上述利用入口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围相同。

当入口管外径与出口管外径均无法获取时，通过物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径和待开孔物项等级确定出口管外径。

例如，待开孔物项P1点的公称直径（P1BORE）为50mm，表示公称直径为DN50，该点的公称直径在所述待开孔物项等级（NAME OF SPEC OF SPREF）中对应的等级为HP1，所述HP1等级中DN50的外径为60.3mm，那么待开孔物项P1点出口管外径为60.3mm。

S211，根据第二数据中的物项起点、物项终点、XYZ/EUN坐标系、物项延伸的朝向、物项厚度与物项高度计算被开孔物项的第二包络性空间范围。

假设第二数据中的物项起点为（E 0mm N 0mm U 0mm），物项终点坐标为（E 0mm S2000mm U 0mm），物项延伸方向为E方向，物项厚度为800mm、物项高度为6000mm，XYZ/EUN坐标系的对应关系为，X坐标轴对应E坐标轴，Y坐标轴对应U坐标轴，Z坐标轴对应S坐标轴。进一步地，X坐标值对应物项厚度，Y坐标值对应物项高度。

基于上述数据可确定第二包络性空间的两个对角点坐标，从而确定被开孔物项的第二包络性空间范围。在该示例中，将物项起始点即坐标原点位置作为其中一个对角点，即该对角点坐标为（E 0mm N 0mm U 0mm），另一个对角点的计算过程如下：

1）确定该对角点在E方向坐标值。由于该示例中物项延伸方向为E且X坐标轴对应E坐标轴，因此，该对角点在E方向的坐标值为0mm+800mm，即E 800mm。

2）确定该对角点在U方向坐标值。由于该示例中物项延伸方向为E且Y坐标值对应物项高度，因此，该对角点在U方向坐标值为0mm+6000mm，即U 6000mm。

3）确定该对角点在N方向坐标值。由于该示例中物项延伸方向为E且终点坐标为（E0mm S 2000mm U 0mm），Z坐标轴对应S坐标轴，因此该对角点在S方向的坐标值为2000mm+0mm，即S 2000mm。

综上所述，另一个对角点的坐标为（E 800mm S 2000mm U 6000mm），被开孔物项的第二包络性空间范围为（E 0mm S 0mm U 0mm to E 800mm S 2000mm U 6000mm）。

S212，判断待开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉。

S213，如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

具体确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞的方式与步骤S203示例中的确定方式相同，此处不再赘述。

进一步地，上述步骤S210至S213为本发明一个实施例中所述被开孔物项为圆形管道时，判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的方式。

在本发明的另一个实施例中，当所述被开孔物项为弧形管道时，判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞的方式还包括：根据第一数据中的空间入侵核查结果，判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

其中，所述空间入侵核查结果会返回待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞与碰撞点坐标，可更直接地确定待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

S3，如果发生碰撞，则确定被开孔物项的开孔位置。

通过步骤S2可得知待开孔物项和被开孔物项的碰撞检测结果，若二者发生碰撞，则将碰撞点的坐标作为被开孔物项的开孔位置。

S4，基于预设开孔规则在开孔位置进行开孔，形成孔洞。

所述预设开孔规则包括：孔洞规格选择、是否预埋套管、套管规格选择、材质选择规则和孔洞或套管的本专业或跨专业合并规则。其中，所述孔洞规格包括直径、长宽高和曲率半径；套管规格包括直径、长宽高、曲率半径、外径、壁厚、出墙长度、直管段要求等。

例如，待开孔物项为通风专业风管，该管道外径长800mm×宽600mm，在确定开孔位置后，根据开孔规则中的孔洞规格选择规则确定孔洞的大小，其对应的孔洞规格选择规则为：在该管道外径长、宽的基础上各加50mm,即孔洞大小为850mm×650mm。

此外，如果根据所述预设开孔规则得知所述孔洞位置需要预埋套管，在该步骤中还需要确定预埋套管的规格。

例如，无保温或伴热时，所述待开孔物项为工艺专业，该专业对应的套管规格选择规则包括：如果待开孔物项外径为50mm以下，则对应选择外径为88.9mm的套管；如果待开孔物项外径为100mm-250mm之间，则在待开孔物项外径基础上增加50mm并向上取相近套管外径。

又如，有保温或伴热时，可在上述选择套管规格的规则基础上增加保温层厚度，确定最终的套管规格。

应当理解的是，所述详细的预设开孔规则可根据实际需求制定，本发明中所述孔洞的形状包括方洞、圆洞、弧形孔洞、S型孔洞等，套管类型包括圆形套管、方形套管、弧形套管、带直管段的弧形套管、S型套管等。

S5，判断孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。

为了避免通过上述步骤开设的孔洞与已有孔洞重叠，还需要再次判断孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。具体来说，该步骤中判断是否存在二次碰撞的方法与步骤S2中判断待开孔物项与被开孔物项的方式类似，通过判断所述孔洞的包络性空间范围与所述已有孔洞的包络性空间范围是否存在交叉，从而判断二者之间是否存在二次碰撞，故此处不再进行详细举例。

S6，如果存在二次碰撞，则修改孔洞的属性信息或者修改三维模型中待开孔物项的属性信息，并生成新的孔洞。

所述属性信息包括位置坐标与规格。若经过步骤S5判断得到孔洞与已有孔洞之间存在二次碰撞，则说明所述孔洞与已有孔洞之间有重叠空间，具体可通过以下两种方式进行调整。

第一种方式为，修改孔洞的属性信息，将修改后的孔洞作为新的孔洞以避免二次碰撞，如同时修改孔洞的位置坐标和规格，或者仅修改所述孔洞的位置坐标或规格，从而消除孔洞之间的二次碰撞。

第二种方式为，删除当前生成的孔洞，并修改三维模型中待开孔物项的位置坐标和规格，或者修改待开孔物项的位置坐标或规格，修改完成后重新执行步骤S1至S4生成新的孔洞。

在本发明的另一个实施例中，在修改孔洞信息生成新的孔洞之后，执行步骤S7，判断新的孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。该判断方式与上述步骤S5中的判断方式相同，故此处不再赘述。

如图5所示，在本发明的又一个实施例中，经过步骤S5判断后确定孔洞与已有孔洞之间不存在二次碰撞，执行步骤S8利用预设碰撞规则对孔洞进行验证。

具体来说，预设碰撞规则包括：孔洞的外边缘与被开孔物项的边缘的最小距离超出第一预设距离范围、待开孔物项同时穿过多个被开孔物项、待开孔物项的前一物项或后一物项与被开孔物项发生碰撞、孔洞与已有孔洞之间的净间距超出第二预设距离范围。如果利用预设碰撞规则对孔洞验证后，所述孔洞符合预设碰撞规则中的任一项规则，则表示该孔洞未达到预设要求。

例如，在本发明的一个具体实施例中，预设规则中直径或边长小于等于300mm的孔洞之间的净间距应不小于100mm，直径或边长大于300mm小于等于500mm的孔洞之间的净间距应不小于200mm，直径或边长大于500mm的孔洞之间的净间距应不小于300mm。

应当理解的是，上述具体实施例中给出的预设碰撞规则仅供参考，在实际应用中可根据应用场景制定不同的预设碰撞规则。

如图6所示，在本发明的又一个实施例中，在执行步骤S8确定所述孔洞合规后，执行步骤S9，对待开孔物项和被开孔物项进行提资，所述提资流程可通过人工手动发起或自动发起。

为实现与上述方法相同的目的，本发明还提出一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置。

如图7中示出了本发明一个实施例的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置示意图，如图7所示，该装置包括：获取模块71、第一判断模块72、确定模块73、开孔模块74、第二判断模块75和修改模块76。以下将围绕各模块的功能进行详细介绍。

获取模块71，用于从乏燃料后处理厂的三维模型中获取待开孔物项及其对应的第一数据、被开孔物项及其对应的第二数据。

进一步地，待开孔物项对应的第一数据包括：

物项唯一ID、物项名称、物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项相对坐标(相对上一层次）、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向、物项P3点的朝向、物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径、物项P3点的公称直径、待开孔物项的前一个物项、待开孔物项的后一个物项、包络性空间范围、待开孔物项等级、物项类型、所属专业、曲率半径、入口管外径、出口管外径和空间入侵核查结果。

进一步地，被开孔物项对应的第二数据包括：

物项唯一ID、物项名称、物项起点、物项终点、物项延伸的朝向、物项厚度、物项高度、物项绝对坐标、物项相对坐标（相对上一层次）、XYZ/EUN坐标系、包络性空间范围、物项类型、所属专业和空间入侵核查结果。

第一判断模块72，用于根据第一数据和第二数据判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

进一步地，第一判断模块72，具体用于：

根据物项P1点的朝向或物项P2点的朝向确定待开孔物项的朝向。

当待开孔物项的朝向为预设方向时，根据第一数据中的包络性空间范围与第二数据中的包络性空间范围，判断待开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉。

如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

进一步地，第一判断模块72，还用于：

当待开孔物项的朝向不为预设方向时，则根据第一数据中的物项P1点的绝对坐标、物项P2点的绝对坐标、物项P1点的朝向、物项P2点的朝向与入口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围。

根据第二数据中的物项起点、物项终点、XYZ/EUN坐标系、物项延伸的朝向、物项厚度与物项高度计算被开孔物项的第二包络性空间范围。

判断待开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标与被开孔物项的第二包络性空间范围的矢量坐标是否存在交叉。

如果存在交叉，则确定待开孔物项和被开孔物项发生碰撞。

进一步地，第一判断模块72，还用于：当入口管外径无法获取时，通过出口管外径计算待开孔物项的第二包络性空间范围。

进一步地，第一判断模块72，还用于：当入口管外径与出口管外径均无法获取时，通过物项P1点的公称直径、物项P2点的公称直径和待开孔物项等级确定出口管外径。

进一步地，第一判断模块72，还用于：

根据第一数据中的空间入侵核查结果，判断待开孔物项和被开孔物项是否发生碰撞。

确定模块73，用于如果发生碰撞，则确定被开孔物项的开孔位置。

开孔模块74，用于基于预设开孔规则在开孔位置进行开孔，形成孔洞。

第二判断模块75，用于判断孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。

修改模块76，用于如果存在二次碰撞，则修改孔洞的属性信息或者修改三维模型中待开孔物项的属性信息，并生成新的孔洞，属性信息包括位置坐标和规格。

进一步地，生成新的孔洞之后，

判断新的孔洞与已有孔洞之间是否存在二次碰撞。

进一步地，如图8所示，所述装置还包括：

验证模块77，用于如果不存在二次碰撞，则利用预设碰撞规则对孔洞进行验证。

进一步地，预设碰撞规则包括：

孔洞的外边缘与被开孔物项的边缘的最小距离超出第一预设距离范围、待开孔物项同时穿过多个被开孔物项、待开孔物项的前一物项或后一物项与被开孔物项发生碰撞、孔洞与已有孔洞之间的净间距超出第二预设距离范围。

进一步地，如图9所示，该装置还包括：提资模块78，用于在孔洞验证通过后，对待开孔物项和被开孔物项进行提资。

应当理解的是，一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔装置与其对应的一种用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法实施例描述一致，故本实施例不再赘述。

总之，从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现如下技术效果：

1、本发明通过对待开孔物项与开孔物项进行碰撞检测，将两者的碰撞点作为开孔位置，在完成开孔后又对所述孔洞与已有孔洞进行二次碰撞检测，能够避免所述孔洞与已有孔洞之间存在空间交叉，从而保证开孔位置及规格的准确性。

2、本发明的用于乏燃料后处理厂的三维模型开孔方法中，当发现孔洞与与已有孔洞存在二次碰撞时，可在线修改孔洞属性信息或者修改所述三维模型中待开孔物项的属性信息，生成新的孔洞，该方法可操作性强，可快速、准确地在被开孔物项上创建符合业务要求的孔洞或套管，对于大型工程模型中千级及以上数量级的开孔效果明显，相比人工建模开孔、提资，其效率和准确性具有较大优势。

3、本发明在确定开孔位置后，基于预设规则确定孔洞或套管的规格，能够使得开设的孔洞或套管符合各专业要求，同时当确定所述孔洞与已有孔洞未产生二次碰撞时，增加预设碰撞规则对孔洞进行验证，进一步提升开孔的准确性，避免实际施工时由于孔洞位置或规格不合理导致修改难度较大的问题。

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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。