[发明专利]一种核电三维布置设计模型体素化方法及系统

说明书

本发明提供了一种核电三维布置设计模型体素化方法以及系统，该方法包括：获取厂房空间范围信息和三维模型列表；根据厂房空间范围信息将待体素化的厂房空间范围划分为体素网格；将三维模型列表中的三维模型进行分类并确定其类型参数；将三维模型列表中的三维模型进行分层，并生成相应层次的包围盒；进行包围盒与体素网格的相交计算，获得与包围盒相交的相交网格；将三维模型的类型参数与相交网格的索引信息相关联，生成体素化模型数据。本发明提供的核电三维布置设计模型体素化方法以及系统可将复杂且难以利用的核电工程设计三维模型转化为离散的体素化模型数据，使得核电三维模型数据被进一步深化利用成为可能，具有良好的技术效果。

技术领域

本发明涉及核电工程三维布置设计模型技术领域，尤其涉及一种核电三维布置设计模型体素化方法及系统。

背景技术

体素(voxel)是体积元素(Volume Pixel)的简称，包含体素的立体可以通过立体渲染或者提取给定阈值轮廓的多边形等值面表现出来。体素是数字数据于三维空间分割上的最小单位，概念上类似二维空间的最小单位-像素，像素用在二维计算机图像的影响数据上，而体素用于三维成像、科学数据与医学影响等领域。

类似于图像，体素的网格特征在于其分辨率，例如在高、宽和深的维度中的体素数量。网格中体素的总数量是网格的高、宽和深的乘积，存储体素网格所需的计算存储器的量与网格中的体素的总数成正比。目前，国内核电工程设计行业已基本完成从传统的二维设计向三维正向设计转型，国内几家大型核电工程设计公司现阶段主要使用PDMS(PlantDesign Management System，工厂设计管理系统)系列与PDS/S3D系列三维厂房设计平台。以PDMS平台为例，核电三维布置设计模型与普通三维模型相比具有多专业、多物项、多层次等特点，模型中的几何外形等信息除了设计软件自带的碰撞检查功能外难以被二次利用。因此，开发一种对核电厂三维模型在一定尺度上进行体素化，并将相关信息存储于体素内的技术将有利于模型数据在智能化设计与大数据、辐射剂量模拟、总体设计模拟等新兴领域的深化利用。

已有的三维模型体素化方法是基于三角面片模型，实现三维面片模型的体素化转换，获得表示组织内部空间信息的三维面片体素模型。然而，该方法使用遍历三角形求交的方法的计算量与三角形的数量、体素分辨率直接相关，当三角形数量增多，分辨率增大时，计算量将急剧增加，导致计算十分缓慢。并且，PDMS等设计平台中的核电厂三维模型体素化要求精度远低于模型三角片面的尺度，使用现有技术实施模型体素化将造成时间复杂度与空间复杂度双双偏高，导致计算资源浪费。另外，体素与三角片面相交测试采用阈值判断存在精度低、数据保存与利用困难等缺陷，不能完全满足核电工程设计领域需要。因此，需开发一种新的针对核电工程设计三维模型的体素化方法及系统。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的问题，提供了一种核电三维布置设计模型体素化方法及系统，在满足数据精度要求的条件下，实现了核电工程三维布置设计模型的高效体素化。

本发明用于解决以上技术问题的技术方案为：一方面，提供一种核电三维布置设计模型体素化方法，包括步骤：

获取厂房空间范围信息和三维模型列表；

根据所述厂房空间范围信息将待体素化的厂房空间范围划分为体素网格；

将所述三维模型列表中的三维模型进行分类并确定其类型参数；

将所述三维模型列表中的三维模型进行分层，并生成相应层次的包围盒；

进行包围盒与体素网格的相交计算，获得与包围盒相交的相交网格；

将三维模型的类型参数与相交网格的索引信息相关联，生成体素化模型数据。

本发明上述的核电三维布置设计模型体素化方法中，所述将所述三维模型列表中的三维模型进行分层，并生成相应层次的包围盒，包括：