【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字孪生系统，特别涉及一种构建建筑设备三维模型的方法和数字孪生系统。
技术介绍
1、在建筑能源数字孪生系统中，包括暖通空调系统、给排水系统、新风系统、消防管道系统等的能源系统，其由各种建筑空间、设备、管线、末端设施组成一个庞大复杂的系统，存在开发，维护难度高，难以应用部署的问题。
2、传统的数字孪生系统模型一般基于外部3d引擎直接开发，虽然这种方法能够创建高度逼真的虚拟环境，但通常需要深厚的编程能力和对引擎的深入理解，导致开发周期长、成本高。此外，外部引擎的定制性和灵活性有限，难以满足特定能源管理系统的复杂需求。
3、又或是通过外部3d编辑软件建模，如revit、3dmax等工具虽然能够创建精细的3d模型，但模型体积大、细节多，导致后期在数字孪生系统中加载和渲染时性能低下。此外，这些模型往往缺乏与物理系统的实时交互能力，需要额外的开发工作来实现数据的动态更新和同步。
4、此外，随着物理系统的运行，数据会不断产生和变化。如何在保证数据实时性的同时，实现虚拟模型与物理系统的准确同步，是一个技术难题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提出了一种构建建筑设备三维模型的方法和数字孪生系统，结合了参数化建模、基于规则的建模以及模板化建模的优势，极大地提升了设备模型构建的自动化程度和准确性。从而解决了现有数字孪生系统开发周期长、成本高、模型体量大的问题。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、获取cad图纸，并对cad图纸进行预处理，以将cad图纸对应的二维模型显示在3d空间中；
5、在二维模型上，确定要创建的三维模型的模型图层和模型对象；
6、确定每个模型对象在二维平面上的位置信息、垂直方向上的位置信息以及自身的高度信息，以确定三维模型在3d空间中的三维坐标；
7、确定三维模型的类型，从预设模型资源库中选取相应的预制体模型；
8、为每个模型对象创建一个预制体模型的实例，并根据计算出的三维坐标确定每个实例在3d空间中的位置，以得到三维模型。
9、可选地，对cad图纸进行预处理，以将cad图纸对应的二维模型显示在3d空间中，包括：
10、使用dwg格式解析脚本对dwg格式图纸进行解析，提取图纸中的绘制对象及其属性信息，属性信息包括坐标信息、尺寸信息和图层信息；
11、将提取的绘制对象按照数据类型和图层信息分类存储到对应的预设数据结构中；
12、遍历存储的绘制对象，根据绘制对象的数据类型和属性信息在3d空间中创建相应的图形元素，得到二维模型。
13、可选地，在二维模型上，确定要创建的三维模型的模型图层和模型对象，包括：
14、当二维模型中的图例线条被选定时，识别被选定的图例线条的名称和所属的图层名称；
15、遍历选定的图层，筛选出与选定的图例线条名称相匹配的所有图例线条，得到模型对象。
16、可选地，将提取的绘制对象按照数据类型和图层信息分类存储到对应的预设数据结构中，包括：
17、将解析出的绘制对象按照所属数据类型和图层创建实例，所述实例中存放插入点坐标、起止点坐标或文本内容，并将所述实例存储到对应类型的数据表中；
18、数据类型包括以下任一项或其组合：插入块、直线、曲线、文本、圆形、椭圆、图像。
19、可选地，确定每个模型对象自身的高度信息，包括：
20、接收用户输入的模型对象在垂直方向上的高度值，或根据预制体模型与模型对象在垂直方向上的高度值的关联关系自动生成相应的高度值。
21、可选地，该方法还包括：
22、从二维模型中，提取出与模型对象相关的标签数据；
23、计算提取的每个标签数据的与模型对象的距离；
24、从计算出的距离中找到最小距离，并将最小距离对应的标签数据与模型对象进行绑定。
25、可选地，该方法还包括：
26、获取三维模型的卡片类型；
27、从卡片资源库中选取与卡片类型对应的卡片模版和卡片id，并将卡片id与模型对象进行绑定；
28、当建筑设备运行时，根据相应的事件确认所述模型对象的卡片id属性是否显示和/或隐藏；
29、当检测结果为显示时，则显示相应的卡片信息。
30、可选地，该方法还包括：
31、为三维模型配置一个动态数据id，动态数据id用于从数据源中检索对应的数据值，其中数据源为建筑设备的运行数据；
32、将动态数据id与三维模型的卡片对象进行绑定，以将检索到的数据值显示在卡片上。
33、本专利技术第二方面提供了一种数字孪生系统，用于构建建筑设备的三维模型，包括：
34、图纸预处理模块，用于获取cad图纸，并对cad图纸进行预处理，以将cad图纸对应的二维模型显示在3d空间中；
35、模型创建模块，用于在二维模型上，确定要创建的三维模型的模型图层和模型对象；
36、模型创建模块，还用于确定每个模型对象在二维平面上的位置信息、垂直方向上的位置信息以及自身的高度信息，以确定三维模型在3d空间中的三维坐标；
37、模型创建模块，还用于确定三维模型的类型，从预设模型资源库中选取相应的预制体模型；为每个模型对象创建一个预制体模型的实例，并根据计算出的三维坐标确定每个实例在3d空间中的位置，以得到三维模型。
38、可选地，该系统还包括：
39、标签处理模块，用于从二维模型中，提取出与模型对象相关的标签数据；计算提取的每个标签数据的与模型对象的距离；从计算出的距离中找到最小距离，并将最小距离对应的标签数据与模型对象进行绑定。
40、可选地，该系统还包括：
41、卡片处理模块，用于当卡片类型被选定时，根据选定的卡片类型，从预设卡片资源库中选取对应的卡片模版和卡片id，并将卡片id与模型对象进行绑定；当建筑设备运行时，检测每个模型对象的卡片id属性；当卡片id属性存在且有效时，则显示相应的卡片信息。
42、可选地，该系统还包括：
43、数据源处理模块，用于为每个3d设备配置一个动态数据id，动态数据id用于从数据源中检索对应的数据值；将动态数据id与3d设备的卡片对象进行绑定，以将检索到的数据值显示在卡片上。
44、本专利技术提供的构建建筑设备三维模型的方法和数字孪生系统，结合了参数化建模、基于规则的建模以及模板化建模的优势，极大地提升了设备模型构建的自动化程度和准确性。通过定义图层模型和参数信息规则，系统能够自动解析cad图纸中的设备信息，并依据用户配置的规则批量生成三维设备模型。这一过程大大减少了人工建模的时间和成本，同时降低了人为错误的可能性。
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1.一种构建建筑设备三维模型的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述CAD图纸进行预处理，以将所述CAD图纸对应的二维模型显示在3D空间中，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将提取的绘制对象按照数据类型和图层信息分类存储到对应的预设数据结构中，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述二维模型上，确定要创建的三维模型的模型图层和模型对象，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个模型对象自身的高度信息，包括：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
9.一种数字孪生系统，用于构建建筑设备的三维模型，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：
【技术特征摘要】
1.一种构建建筑设备三维模型的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述cad图纸进行预处理，以将所述cad图纸对应的二维模型显示在3d空间中，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将提取的绘制对象按照数据类型和图层信息分类存储到对应的预设数据结构中，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述二维模型上，确定要创建的三维模型的模型图层和模型对象，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙豹，王子鹏，
申请(专利权)人：中瑞恒北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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