[发明专利]一种屋顶建模的方法和装置

权利要求书

1.一种屋顶建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：预处理输入的外墙轮廓线；

步骤二：离散所述外墙轮廓线中的圆弧；

步骤三：根据预处理和离散后的多边形计算并生成屋顶的直骨架；

步骤四：计算直骨架节点的Z坐标；

步骤五：基于生成的所述直骨架及其坐标生成线框和屋顶多面体模型；

步骤六：在输入的所述外墙轮廓线中包含圆弧时生成圆锥面；

步骤七：生成屋顶下表面模型；

步骤八：生成屋檐；

其中，所述计算并生成屋顶的直骨架的步骤包括：

针对所述外墙轮廓线上的每一个顶点v_i，保存数据结构：角分线b_i、前一条边E_a和后一条边E_b，其中v_i表示第i个顶点，所述外墙轮廓线上的顶点根据凹凸性的不同，需要做不同的处理，所述处理包括凸顶点的处理和凹顶点的处理；

所述凹顶点的处理具体包括：

对于每个凹顶点v_i，除了计算所述凹顶点v_i与其相邻前后两个顶点v_i-1和v_i+1的角分线的交点之外，还需要计算凹顶点v_i与对边的交点，具体为：

(1)将所述凹顶点v_i的前一条边E_a和后一条边E_b延长并与对边E_d相交，获得E_a和E_b与对边E_d的交点B_a、B_b，计算E_a和E_b延长线与对边E_d的交线，并计算在交点B_a、B_b处的角分线；

(2)计算三角形(B_a，B_b，v_i)的内心n_i，计算n_i与对边E_d的距离，并将n_i存入Q中；

(3)如果Q中距离对边最近的顶点为凹点，将其内心n_i分解为两个位置相同的点n_i及N_i，设置n_i的E_a和E_b分别为v_i的E_a和E_d，N_i的E_a和E_b为E_d和v_i的E_b；

(4)将线段(v_i，n_i)和(v_i，N_i)加入直骨架列表S中；

(5)根据n_i和N_i的E_a和E_b分别计算其角分线，并与相邻角分线求交，交点信息压入队列Q；

对于E_a和E_b的坡面角不相同的情况，b_i将不再是角分线，b_i的计算需要考虑E_a和E_b对应的坡面角α和β：如果相邻坡面角不同，则上述角分线求交，变为下面定义的b_i之间的求交：

其中，(x_a，y_a)(x_b，y_b)分别表示相邻边E_a和E_b的单位向量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理用于修复输入的所述外墙轮廓线的瑕疵，具体包括：

(1)删除极短边；

(2)合并共线的相邻边；

(3)通过微调线段的端点或延长求交，使相邻的边首尾相接；

(4)删除重复边和往返边。