[发明专利]在建筑中计算平面内任意点到点最短路径的方法及系统

说明书

本发明属于建筑平面中相关数据处理技术领域，公开了一种在建筑中计算平面内任意点到点最短路径的方法及系统，将平面空间抽象为计算机可操作的点Point、边Edge、多边形Polygon和图Graph；对初始的图Graph使用可见点算法进行可见性图Visibility Graph的计算；对要计算的点，将额外的可见边Additional Visibility Edges添加到可见性图Visibility Graph中；使用Dijkstra算法寻找最短路径。本发明提供的最短路径计算中，计算出的最短路径，为真实最短路径；相比现有技术准确度得到了极大提升。

技术领域

本发明属于建筑平面中相关数据处理技术领域，尤其涉及一种在建筑中计算平面内任意点到点最短路径的方法及系统。

背景技术

建筑业每年有大量项目，几乎所有项目需考量对建筑法规的符合情况。目前，这项工作都是由人工进行操作。从建筑师自身的设计过程，到设计单位内部校审，再到政府审批，每个环节都要考虑建筑法规，耗费大量时间与人力资源。

实际上，建筑合规情况的审核可以通过计算机编程的方式实现一定程度上的自动化处理。而在这个过程中，有一个核心问题必须解决，即平面中点到点最短路径(及该路径长度)的计算。大量的规范判定都要基于该问题展开，如：从房间门到疏散门的最短路径的总长度是否超过规定的值，房间内任意点到房间门的最短路径的总长度是否超过规定的值。

解决此核心问题，可为进一步的建筑合规检测提供基础，最终实现规范审核自动化/半自动化，提升行业效率。

目前，建筑业界中未见有解决该核心问题的软件。Autodesk公司最新推出的Revit2020软件中，添加了“最短路径”的新功能，但是该功能实际上将建筑空间网格化，在网格中求处近似最短路径，而非真实最短路径；计算机业界存在接近满足该需要的工具，如pyvisgraph(一个python的库)。但是pyvisgraph等库，常用于地理信息系统(GIS)，对于建筑中面临的情况并不完全适用，如无法考虑存在外轮廓的情况，又或无法考虑起始点/目标点在任意轮廓上的情况，故无法直接用于建筑中点到点最短路径的计算。

综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有建筑业界中未见有解决该核心问题的软件，但计算机业界已存在接近满足该需要的算法。本算法参考了pyvisgraph(一个开源的Python库)，但其无法计算存在外轮廓的情况，且当起始点/目标点在任意轮廓上时，会导致计算错误。而现有技术不能进行补充和修正。

(2)当前行业内，进行建筑合规审核时，平面中点到点最短路径计算由人工进行操作，耗费大量时间与人力资源。

(3)Autodesk公司的Revit2020产品未能计算真实最短路径，仅通过建筑空间网格化，在网格中寻路，从而求得近似的最短路径。

(4)pyvisgraph非针对建筑平面设计，对于存在外轮廓的情况，又或考虑起始点/目标点在任意轮廓上的情况，无法计算。

解决上述技术问题的难度：基于pyvisgraph改善类的定义、可见点算法、以及对起始点/目标点的补充判断，从而完善应对建筑中存在外轮廓，以及起始点/目标点在任意轮廓上的情况。

解决上述技术问题的意义：本发明提供的有效计算建筑平面中点到点最短路径的方法，将为各种更进一步的合规性判断提供基本的依据，以助于建筑合规性自动化检查的逐步发展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种在建筑中计算平面内任意点到点最短路径的方法及系统。

本发明是这样实现的，一种在建筑中计算平面内任意点到点最短路径的方法，包括以下步骤：

步骤一，将平面空间抽象为计算机可操作的点Point、边Edge、多边形Polygon和图Graph；