从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法及系统，该方法包括如下步骤：获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息；滤除数字化三维模型中识别信息与二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图；对于在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从二维图块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图；根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。本发明通过对数据库图纸数据的调用，有效地提高了出图效率和图纸深度。
【专利说明】从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法及系统
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及变电设计【技术领域】，特别涉及一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法及系统。
【【背景技术】】
[0002]国内变电设计的技术手段由原来的手工制图向二维CAD设计过渡之后，如今正在向三维数字化设计转变。变电三维数字化设计技术是一种应用于变电工程设计建造管理的数据化工具，通过三维可视化模型整合各种设备的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种设备信息作出正确理解和高效应对，为设计单位以及包括运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。因此，变电三维数字化设计是电网设计领域的重大技术革新，将有效提高设计效率，节约成本，控制工程造价，为电网资产全生命周期信息化管理提供最重要、最全面的数据支撑，推动智能电网建设。
[0003]目前国内设计单位纷纷开展变电三维数字化设计，其中不少单位都是采用AutoCAD或以其进行二次开发的设计软件。由于施工单位的施工习惯和档案保存等各种条件的限制，施工图成品目前还是以图纸为主，不过采用了三维数字化设计以后，图纸都是从三维模型中抽取生成，与以往CAD制图的方式截然不同。
[0004]目前国内采用AutoCAD变电三维数字化设计的出图过程一般需要经过定义视图、模型消隐和平面投影三个步骤。
[0005]定义视图
[0006]二维工程图样通常由若干视图组成，为了将三维模型投影为二维平面图形，需要在CAD应用环境中定义合适的视图。
[0007]模型消隐
[0008]在AutoCAD软件中，三维模型是以前后透视的线框图进行显示的，而在二维电气施工图中，设备通常根据其外形轮廓进行绘制。因此，在定义了合适的视图之后，还不能直接将三维模型向二维平面投影，必须先对三维模型进行必要的消隐处理。
[0009]平面投影
[0010]对三维模型进行消隐处理后，还需要将消隐后的三维模型向二维平面投影，才能得到正确的平面图形。
[0011]目前在变电设计过程中，大部分设备厂家只能提供二维图纸，一般设计单位都是直接用厂家的二维图纸进行加工和设计，三维设计时，通过三维模型消隐、投影后得到的平面图形由于没有经过二次加工，细节部分处理不到位，往往达不到施工图的深度，还需要大量的手工调整。
[0012]另一方面，在三维模型较大时，显示三维模型需要占用大量的时间和计算机资源，之后进行的消隐和投影操作，常常因为计算机资源不足而导致效率低下，并且在操作过程中需要频繁的进行内存页面切换，因此对出图应用程序的质量要求颇高，稍有不慎就会导致软件崩溃退出，前功尽弃。按照现有的一般水准，在三维模型较大时，正常生成图纸需要半小时，有时甚至一小时以上，出图效率非常低。
【
【发明内容】
】
[0013]基于此，本发明提供一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法和系统，提高出图效率，提高图纸深度。
[0014]本发明实施例的内容如下:
[0015]一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，包括如下步骤:
[0016]获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息；
[0017]滤除数字化三维模型中识别信息与二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图；所述二维图块数据库包括电气设备的二维图块以及与电气设备和二维图块分别对应的识别信息；
[0018]对于在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从二维图块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图；
[0019]根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。
[0020]相应的，本发明提供一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，包括:
[0021]二维图块数据库模块，用于存储电气设备的二维图块以及与电气设备和二维图块对应的识别信息；
[0022]标记模块，用于获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息；
[0023]第一生成模块，用于滤除数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图；
[0024]第二生成模块，用于对在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从所述二维图块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图；
[0025]合成模块，用于根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。
[0026]本发明通过对数据库图纸数据的调用，替代了部分三维模型投影的计算，大幅减少计算机运算的负担，杜绝系统崩溃现象，缩短了出图时间，提高出图效率，另外由于调用了数据库中存储的电气设备的二维图块(该二维图块可由电气设备生产厂家提供)，也有效保证了施工图纸的深度。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0027]图1为本发明实施例中一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法的流程示意图；
[0028]图2为本发明实施例中一种获取二维图块的方法的流程示意图；
[0029]图3为电气设备厂家提供的二维图纸示意图；
[0030]图4为根据厂家提供的二维图纸获得的三维模型；
[0031]图5为本发明实施例中一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统的结构示意图；
[0032]图6为本发明实施例中二维图块获取模块的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0033]下面结合具体实施例对本发明的内容作进一步的阐述。
[0034]如图1所示，一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，包括如下步骤:
[0035]SllO获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息；
[0036]S120滤除数字化三维模型中识别信息与二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图；
[0037]其中所述二维图块数据库包括电气设备的二维图块以及与电气设备和二维图块分别对应的识别信息；
[0038]S130对于在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从二维图块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图；
[0039]S140根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。
[0040]目前大部分设计单位进行变电三维数字化设计时都是采用AutoCAD，本实施例就以AutoCAD为例，介绍本发明的从数字化三维模型提取二维电气施工图的方法。
[0041]具体的，在三维模型建模的过程中，对电气设备添加识别信息，使之与二维图块数据库中的识别信息对应。所述的二维图块数据库是一个预先存储各种电气设备的二维图块的数据库，该二维图块数据库中还存储有识别信息，该识别信息与电气设备及其二维图块都是对应的，因此，在该二维图块数据库中可以通过识别信息找到电气设备对应的二维图块。
[0042]完成三维模型的建模后，从三维模型里抽取二维图纸时，首先过滤掉那些已经存在于二维图块数据库中的电气设备。若三维模型中电气设备的识别信息在二维图块数据库存储的识别信息相同时，则表明该识别信息对应的电气设备的二维图块，在二维图块数据库中已有存储，因此不需要导出这些电气设备的二维图，将这些电气设备过滤之后，对余下部分的三维模型进行传统方法中的切图、投影等操作，生成第一二维图。
[0043]之后，对第一二维图上缺失的电气设备，即在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，依据该电气设备对应的设别信息，从二维图块数据库中检索出预先存入的与该识别信息对应的二维图块，生成第二二维图。
[0044]然后，按照现有的技术将第一二维图和第二二维图进行合成，譬如将第二二维图添加至第一二维图的对应位置，就可以得到最终的二维电气施工图。
[0045]其中所述的识别信息可包括二维图块关键字和投影角度信息，通过二维图块关键字可确定需要的二维视图，投影角度信息则是根据实际情况决定。在变电设计以及电气施工领域，由于电气设备的特殊性，实际所需的投影角度信息量要远远少于一般的机械设计所需的投影角度信息量。
[0046] 二维图块可以由电气设备厂家提供，另外，如果提供的二维图块不满足需求时，还可以通过如下方法获得。如图2所示，在一种实施方式中，所述二维图块数据库中电气设备的二维图块通过如下步骤获得:
[0047]S210根据电气设备的二维图纸获取该电气设备的三维模型；
[0048]S220对所述电气设备的三维模型进行简化；
[0049]S230获取电气设备连线点以及原点，所述原点为该电气设备的特征点；
[0050]S240根据简化后的电气设备的三维模型以及所述电气设备连线点以及原点，生成该电气设备的二维图块。
[0051]具体的，一般电气设备生产厂家都会提供该设备的二维图纸，厂家提供的二维图纸包含了该设备的平立剖三面视图。核准厂家图纸中所有设备尺寸均按比例正确绘制。厂家提供的图纸一般如图3所示。
[0052]然后根据厂家提供的二维图纸建立三维模型，按1:1比例绘制，确保三维模型的组成结构与空间关系与厂家图纸一致，能够满足应用计算、分析统计及运行模拟展示等应用。图4所示为根据图3建立的电气设备的三维模型。
[0053]然后按照现有的技术手段对电气设备的三维模型进行简化，简化不影响碰撞检查及安全净距校验的次要部分，比如对于内部结构和部分外部细节，可将其修改为简单的结构或者直接删除。
[0054]另外，还需要定义电气设备连线点和原点，具体的，在与导线连接端子部分定义电气设备接线点，电气设备的原点应位于设备的特征点上，如设备的几何中点或重心，并体现各子设备的相对定位，数字化三维模型中各个子设备的建立和几何体的建立应当以电气设备的原点为基准，二维图块数据库中存入的电气设备的二维图块的原点必须与三维模型的原点保持一致。
[0055]然后根据定义了电气设备连线点以及原点的三维模型，导出电气设备的二维图块。
[0056]将上述导出的二维图块存储至二维图块数据库时还需要添加对应的识别信息，使在提取二维电气施工图时便于调用。
[0057]鉴于电气施工的需要，上述的电气设备的二维图块包括电气设备的平面图、侧面图以及断面图，均按照1:1的比例存储在二维图块数据库中。
[0058]综上所述，本发明通过对数据库图纸数据的调用，减少了出图过程中大部分电气设备的三维模型的出现。由于数字化三维模型中电气设备的三维模型相对于其它三维结构，需要占用大量资源，因此本发明能够大幅减少出图时的运算量和计算机内存资源的负担，可缩短50%至70%的出图时间，显著提高了出图效率。同时，因为出图过程中图形平台占用了较少资源，也减少了因内存不足而导致系统整体崩溃的可能性。
[0059]另外，由于本发明二维图块数据库中存储了较为精细的二维图块，该二维图块可为厂家提供的精细化设备图纸，出图时调用精细化的设备图纸，替代电气设备三维模型的投影图，提高了图纸深度。
[0060]本发明还提供了一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，如图5所示，包括:
[0061]二维图块数据库模块410，用于存储电气设备的二维图块以及与电气设备和二维图块对应的识别信息；
[0062]标记模块420，用于获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息；
[0063]第一生成模块430，用于滤除数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图；
[0064]第二生成模块440，用于对在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从所述二维图块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图；
[0065]合成模块450，用于根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。
[0066]应用上述系统，在完成数字化三维模型的建模过程后，通过标记模块420获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息，根据该识别信息过滤掉在二维图块数据库模块410中存储了对应二维图块的电气设备，通过第一生成模块430对余下部分的三模模型进行切图、投影等操作，生成第一二维图。
[0067]之后，对第一二维图上缺失的电气设备，依据该电气设备对应的设别信息，从二维图块数据库模块410中检索出预先存入的与该识别信息对应的二维图块，生成第二二维图。
[0068]然后，将第一二维图和第二二维图通过合成模块450进行合成，得到最终的二维电气施工图。
[0069]在一【具体实施方式】中，如图6所示，上述系统还包括二维图块获取模块，所述二维图块获取模块包括:
[0070]建模模块510，用于根据电气设备的二维图纸获取该电气设备的三维模型；
[0071]简化模块520，用于对所述电气设备的三维模型进行简化；
[0072]定位模块530，用于获取电气设备连线点以及原点，所述原点为该电气设备的特征占.
[0073]导出模块540，根据简化后的电气设备的三维模型以及所述电气设备连线点及原点，生成该电气设备的二维图块。
[0074]建模模块510根据电气设备的二维图纸(可向电气设备厂家索取)提供建立该电气设备的三维模型，确保三维模型的组成结构与空间关系与二维图纸一致，能够满足应用计算、分析统计及运行模拟展示等应用。
[0075]通过简化模块520对电气设备的三维模型进行简化，简化不影响碰撞检查及安全净距校验的次要部分(例如内部结构和部分外部细节)。
[0076]另外，还需要定义电气设备连线点和原点，具体的，定位模块530在与导线连接端子部分定义电气设备接线点，在电气设备的特征点处定义原点，原点为设备的几何中点或重心。
[0077]导出模块540根据定义了电气设备连线点以及原点的简化后的三维模型，导出电气设备的二维图块。
[0078]然后将上述导出的二维图块存储至二维图块数据库模块410，同时还需要添加对应的识别信息，例如二维图块关键字和投影角度信息。
[0079]鉴于电气施工的需要，导出模块540导出的二维图块包括电气设备的平面图、侧面图以及断面图，均存储在二维图块数据库模块410中。
[0080]上述系统各功能的实现均可参照上述实施例中的方法，此处不进行赘述。
[0081]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，其特征在于，包括如下步骤: 获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息； 滤除数字化三维模型中识别信息与二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图；所述二维图块数据库包括电气设备的二维图块以及与电气设备和二维图块分别对应的识别信息； 对于在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从二维图 块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图； 根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。
2.根据权利要求1所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，其特征在于，所述二维图块数据库中电气设备的二维图块通过如下步骤获得: 根据电气设备的二维图纸获取该电气设备的三维模型； 对所述电气设备的三维模型进行简化； 获取电气设备连线点以及原点，所述原点为该电气设备的特征点； 根据简化后的电气设备的三维模型以及所述电气设备连线点以及原点，生成该电气设备的二维图块。
3.根据权利要求1所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，其特征在于，所述识别信息包括二维图块关键字和投影角度信息。
4.根据权利要求1或2或3所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，其特征在于，所述电气设备的二维图块包括电气设备的平面图、侧面图以及断面图。
5.根据权利要求2所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的方法，其特征在于，所述电气设备的特征点为电气设备的几何中心或重心。
6.一种从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，其特征在于，包括: 二维图块数据库模块，用于存储电气设备的二维图块以及与电气设备和二维图块对应的识别息; 标记模块，用于获取数字化三维模型中引用的电气设备的识别信息； 第一生成模块，用于滤除数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，根据余下部分的数字化三维模型获得第一二维图； 第二生成模块，用于对在数字化三维模型中识别信息与所述二维图块数据库中的识别信息相同的电气设备，从所述二维图块数据库中寻找与该电气设备的识别信息对应的二维图块，获得第二二维图； 合成模块，用于根据所述第一二维图和所述第二二维图合成二维电气施工图。
7.根据权利要求6所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，其特征在于，还包括二维图块获取模块，所述二维图块获取模块包括: 建模模块，用于根据电气设备的二维图纸获取该电气设备的三维模型； 简化模块，用于对所述电气设备的三维模型进行简化； 定位模块，用于获取电气设备连线点以及原点，所述原点为该电气设备的特征点； 导出模块，根据简化后的电气设备的三维模型以及所述电气设备连线点及原点，生成该电气设备的二维图块。
8.根据权利要求6所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，其特征在于，所述识别信息包括二维图块关键字和投影角度信息。
9.根据权利要求6或7或8所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，其特征在于，所述电气设备的二维图块包括该设备的平面图、侧面图以及断面图。
10.根据权利要求7所述的从数字化三维模型中提取二维电气施工图的系统，其特征在于，所述电气设备的 特征点为设备的几何中心或重心。
【文档编号】G06F17/50GK104077446SQ201410310122
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】黄旭丹, 朱海华, 周敏, 陈荔, 李俊锦, 董仕镇 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院