bim中碰撞检测算法的研究

《bim中碰撞检测算法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：公开中图分类号：TU83硕士学位论文BIM中碰撞检测算法的研究研究生：王嘉导师：李孔清副教授学科：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：建筑节能2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterResearchonCollisionDetectionAlgorithminBIMCandidate：WangJiaSupervisorandRank：Prof.LiKongqingBIM中碰撞检测算法的研究学术类型学术型学位作者姓名王嘉作者学号15010103002学科（专业学位类别)供热、供燃气、通风及空调工程研究方向（专业领域)建筑节能导师姓名及职

2、称李孔清副教授实践导师姓名及职称所在学院土木工程学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或

3、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要建筑领域由于各专业之间信息的不对称性，常常导致发生管线碰撞的情况。而BIM技术将建设、设计、施工和监理单位等项目参与方放到同一平台上，利用BIM中的碰撞检测软件可及早发现问题，避免潜在的碰撞，从而减少返工，节省人力物力。因此，提高碰撞检测的精度在建筑领域有非常重要的意义。本文的主要研究内容如下：（1）开发了BIM图形系统，可实现暖通专业常见管线的建模。本文的碰撞检测模型均可在该软件上建立，该软件实用性强且界面简单，可有效提高建模效

4、率。（2）详细描述了层次包围盒算法，其可分为包围球（Sphere)、沿坐标轴的轴向包围盒(AABB)、方向包围盒(OBB)、离散方向多面体(K-DOP)等。本文着重研究了基于K-DOP的碰撞检测方法。K-DOP是一种有向多面体，通过调整K的大小，可在紧密性和简单性之间达到相对平衡。因此，更适用于复杂的管线系统。案例分析中针对可能会出现的两大类的情况，首先构建8-DOP，然后用C++编程检测是否碰撞。将检测结果与实际情况做对比。其中，出现了对象实际不碰撞，检测却碰撞的错误情况。（3）提出了基于主成分分析的碰撞检测算法。该算法利用降维的思想将多个成分转化为少数几个成分作为主成分，其中获得的主

5、成分可以体现初始数据的大量信息。将研究对象的主成分作为法向量来构建K-DOP，可使包围盒更加均匀且贴近物体形状，从而可进一步提高检测的正确性。案例分析中针对8-DOP中检测错误的情况，提出了两种优化算法。其一是在8-DOP的基础上增加两个基于主成分的法向量来构建成12-DOP，其二是增加两个固定的法向量构建成12-DOP。之后为进一步提高检测的精度，将这两种方法结合起来构建成16-DOP。关键词：BIM；图形系统；碰撞检测；包围盒；K-DOP；主成分分析iiiABSTRACTDuetothemisalignmentofinformationamongthevariousprofessio

6、ns,pipelinecollisionsareoftencausedinthefieldofarchitecture.BIMtechnologyputsbuilding,design,constructionandsupervisionunitsintothesameplatform,thecollisiondetectionsoftwareinBIMcandetectproblemsearlyandavoidpotentialcollisions,thusreducingreworkandsavingmanpowerandmaterialresources.Therefore,iti

7、sofgreatsignificancetoimprovetheprecisionofcollisiondetectioninthefieldofarchitecture.Themaincontentsareasfollows:(1)TheBIMgraphicssystemhasbeendevelopedtorealizethemodelingofcommonHVACpipelines.Thecollisiondetectionmo