(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 202210715535.1 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 同济大学 地址 200000 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 贾金原　黄安宁　张乾　 (74)专利代理 机构 北京中睿智恒知识产权代理 事务所(普通 合伙) 16025 专利代理师 侯文峰 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 15/04(2011.01) (54)发明名称 基于深度图的建筑物的细粒度化分划与场 景图组织方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于深度图的建筑物的 细粒度化分划与场景图组织方法， 属于大规模 BIM建筑模型网页在线实时可视化技术领域。 本 发明透过对整个BIM建筑模型进行结构分析， 首 先， 将BIM建筑模型分划为外体与内体。 然后， 再 进一步将内体分划为若干可视性独立的封闭子 空间。 最后进行场景图组织。 这样就有效地降低 BIM建筑模型的颗粒度， 使得在线可视化过程中 的BIM数据调度单位变得更小， 得以在低网络带 宽与低缓存的情况下， 依然能够快速访问、 传输、 渲染、 存取和管理， 显著地提高系统资源的利用 率， 使得移动 在线实时WebBIM动态可视化成为可 能。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115239873 A 2022.10.25 CN 115239873 A 1.一种基于深度图的建筑物的细粒度化分划与场景图组织方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： S1， 对于建筑整体， 使用外壳抽取算法， 将BIM建筑模型分割为外体和内体两 部分； S2， 对于建筑内体， 使用封闭空间划分算法， 将楼层划分为 一个个单独的封闭空间； S3， 根据子空间分划的结果， 计算各部分之间的拓扑关系， 建立索引结构， 并进行存 储。 2.根据权利要求1所述的一种基于深度图的建筑物的细粒度化分划与场景图组织方 法， 其特征在于， 所述 步骤S1中， 具体包括： S1.1， 构件标注： 将RGB颜色值作为构件的标注， 建立与模型对象相似的树结构， 标记的 方法是生成随机的RGB颜色值、 创建材质对象， 经过标注后， 画布上看到的每一种颜色， 就代 表建筑物模型的对应构件； S1.2， 深度图： 建筑物模型被RGB颜色值标注并将其添加到场景中后， 通过canvas对其 进行分析处理， 对画布的每个像素进 行分析， 查找出画布上出现的所有颜色， 并将其整理为 列表， 将这个颜色值列表与建筑物构件一一对应起来， 就代表了相 机从当前视点观察到的 所有构件； S1.3， 观察外体： 从建筑物包围盒外选取视点， 在第一步的初步观察中， 选择的包围盒 六个面的中心点以及八个顶点， 然后选择包围盒12条边的中点作为检查点再次观察， 若从 某个视点观察到了新的颜色， 则将该视点作为旋转相机、 再次观察的起始点， 相机在与其所 在边垂直的平面内旋转， 同时对建筑物模型进行观察， 全部观察完 毕后， 则根据颜色值与构 件的对应关系， 将颜色列表转换为构件列表， 即 建筑物外体构件集 合。 3.根据权利要求1所述的一种基于深度图的建筑物的细粒度化分划与场景图组织方 法， 其特征在于， 所述 步骤S2中， 具体包括： S2.1， 内体分块： 将建筑内体均匀划分成若干块， 对分块的构件填充度进行判断。 若在 某一高度上， 被构件填充的分块达到一定比例， 则将此高度视为上下两个楼层之间的分隔 楼板， 找出 所有的分隔楼板后则将建筑内体分划为若干个楼层； S2.2， 去除过近视点： 将楼层内部每个分块的中心作为视点， 在楼层碰撞盒内均匀分 布， 在第一步去除中， 要去除距离 建筑物构件过近或处于构件内部的视点， 若距离小于碰撞 盒长宽/这一方向的视点数量， 则说明视点距离楼层内构件过近， 去除该视点； S2.3， 视点合并： 合并处于 同一区域的视点， 根据视点的位置， 将找到的矩形区域内的 所有点x、 y坐标之和除以点的数量， 获得中心点坐标， 直到所有视点都被划分完毕为止， 最 终获得一个中心点列表； S2.4， 深度图观察： 在选定的视点位置使用深度图的方法进行观察， 观察的方向是x轴 正负方向、 y轴正负方向四个方向， 观察这四个方向后能够获得一个颜色值列表， 这个列表 就代表从该视点能够观察到的所有构件； S2.5， 构造封闭空间： 合并是通过两个列表之间的相似度判断的， 对于某个颜色值列 表， 将它与合并后的封闭空间列表比较， 若它与其中某个封闭空间的相似度大于0.7， 则将 它与该封闭空间合并， 将它的颜色值添加到封闭空间中； 若它与任何一个封闭空间的相似 度都不大于0.7， 则将它视为一个新的封闭空间， 重复以上比较步骤， 直到所有颜色值列表 都处理完毕， 得到封闭空间列表， 最后将颜色值列表转换为构件列表， 完成封闭空间的构 造。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115239873 A 24.根据权利要求1所述的一种基于深度图的建筑物的细粒度化分划与场景图组织方 法， 其特征在于， 所述 步骤S3中， 具体包括： S3.1， 空间关系计算： 计算子空间之间的空间连接关系， 使用语义的方法确定空间中门 的位置后， 将相机放置在门的中心 坐标， 使其可以通过旋转观察到连通的多个子空间， 使用 深度图观察， 将获得 的构件列表与子空间的构件列表进行相似度判断， 确定门的两侧属于 哪两个子空间， 重复以上步骤直到所有门都处 理完毕， 即可获得子空间之间的连接关系； S3.2， 生成室内场景贴图： 获取子空间的连接关系后， 使用相机获取室内场景的贴图， 通过子空间包围盒计算子空间中心坐标， 将相 机放置在空间坐标 的位置， 并调整相 机视角 角度和宽高比， 使相机视锥的远平面正好与墙面重合， 向房间所有墙面的方向进 行观察， 并 保存画布上的图像， 直到所有墙面都观察完毕， 最终生成若干张室内场景贴图； S3.3， 构造可视化空间结构： 在子空间连通处， 即 “门”的位置构造可视化的子空间关联 结构， 该空间结构类似子空间的投影， 将连通子空间的门视为其所在的一面墙壁， 按墙面长 宽比例制作出一个与子空间形状相似的小 型空间结构， 将空间结构的墙面材质设置为相应 方向上的室内场景贴图， 当用户在子空间外进行观察时， 即可看到 子空间内场景的贴图； S3.4， 索引结构构建： 构建加载索引， 当用户漫游到不同位置时， 加载相应的空间构件 列表， 模型被划分为外体和内体， 内体被再次划分为若干楼层， 楼层之间通过楼梯相互连 接； 同一楼层的构件被划分为若干子空间， 子空间之间通过门或通道， 以及相应的可视化空 间结构进行 连接。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115239873 A 3