[发明专利]一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法及系统

权利要求书

1.一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，其特征在于，该方法包括：

S1：从BIM三维场景模型中获取三维核设施厂房的场景数据，同时获取物项吊运相关参数；

S2：对获取的场景数据及物项吊运相关参数进行栅格化处理，得到栅格化的场景参数；

S3：根据栅格化的场景参数，物项吊运过程中，进行障碍物数据预处理，得到障碍物栅格矩阵；

S4：根据所述障碍物栅格矩阵，采用三维物项吊运空间轨迹A*方法进行物项的吊运空间轨迹规划，得到物项吊运空间轨迹规划结果并输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，其特征在于，步骤S1中从BIM场景模型中获取三维核设施厂房的场景数据包括核设施厂房三维尺寸大小，核设施厂房内的具体空间布置；

获取的物项吊运相关参数包括物项吊运的起始点和终点的具体位置坐标，待吊运的物项包围盒的三维尺寸大小。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，其特征在于，步骤S2中对获取的场景数据及物项吊运相关参数进行栅格化处理，得到栅格化的场景参数；包括：

S21、定义compress参数为核设施厂房的BIM三维模型场景的栅格化压缩比例，对核设施厂房的场景数据以及待吊运物项的相关参数进行处理，以实际场景参数尺寸和获取的吊运物项相关参数与定义的compress参数之比，得到栅格化后的场景参数；所述栅格化的场景参数包括核设施厂房三维模型数据、核设施厂房内三维障碍场矩阵、物项吊运起始点和终点、待吊运物体包围盒尺寸大小；

S22、对栅格化后的场景参数的尺寸数据，进行简化处理；其中不满一个栅格的部分，通过ceil函数向上取整简化处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，其特征在于，步骤S4中采用三维物项吊运空间轨迹A*方法进行物项的吊运空间轨迹规划，其中，所述三维物项吊运空间轨迹A*方法为改进的三维A*路径规划算法；具体包括：

S41、选择起始Z平面，起始Z平面的选择方式为：选择物项吊运的起始点和终点坐标中Z坐标较大点的Z坐标作为起始Z平面；

S42、将障碍物栅格矩阵进行障碍物矩阵维度变换，对确定Z平面的三维的障碍物栅格矩阵降维成二维的障碍物矩阵，即对于Z平面的障碍物栅格矩阵去掉Z坐标，变换成二维栅格点矩阵；

S43、采用二维A*路径规划算法，计算吊运起点、吊运终点在Z平面的最优轨迹；二维A*路径规划算法中采用欧式距离最短为算法代价函数，并且通过四向搜索的方式来拓展下一栅格点；

S44、根据二维A*路径规划算法的计算结果来判断当前Z平面是否存在可行吊运路线，若吊运起始点和终点之间存在障碍物栅格点时，则当前Z平面不存在可行吊运路线；若当前Z平面存在可行吊运路线时，执行S45；

S45、判断当前Z平面是否到达最大可吊运高度，若当前Z平面大于核设施厂房自身的最大高度时，增加Z的高度将碰撞厂房顶部，算法结束；若当前Z平面小于于核设施厂房自身的最大高度时，执行S46；

S46、Z平面增加Δh，以z＝z+Δh的平面作为新的Z平面继续进行物项吊运的空间轨迹规划；

S47、对起点Z平面，终点Z平面的垂直方向上的吊运轨迹以及最终Z平面的可行轨迹进行整合，形成最终的物项吊运空间轨迹。

5.根据权利要求4所述的一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，其特征在于，步骤S47中整合的轨迹包括：起点Z平面到最终Z平面的垂直方向上的拉升吊运，最终Z平面内的二维吊运轨迹，最终Z平面垂直方向上下降到终点位置。