專利名稱：建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，更特別是涉及便于建筑模塊化結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)建筑方法(例如磚混建筑)的一些特性使其不適于快速和/或低成本發(fā)展， 例如當(dāng)被運(yùn)用到軍事行動時或者響應(yīng)自然災(zāi)害時。特別是，這樣傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)需要使用很多熟練工人，例如磚匠、混凝土工、泥水匠、水管工、木匠等等。當(dāng)中偏遠(yuǎn)區(qū)域建筑建筑物時， 與需求熟練工人相關(guān)的問題就會更嚴(yán)重。建筑過程是勞工和材料密集型，耗時且昂貴的。為響應(yīng)更適于建筑的快速低成本發(fā)展，公開號為No. W02005/1M049的國際申請揭示一種建筑的模塊化結(jié)構(gòu)，其具有墻體模塊、樓面布置圖模塊、天花板模塊以及屋頂模塊。這一結(jié)構(gòu)為可運(yùn)輸模塊設(shè)置，其無需在建筑前進(jìn)行大范圍現(xiàn)場制備。就這樣，模塊化建筑可以快速現(xiàn)場組裝，而無需熟練工人。公開號為No. WO 2005/124049的國家申請以及相應(yīng)的每個專利申請no. 11/629，702，在這里作為參考?？苫谛枰獊泶_定模塊化建筑的尺寸和形狀。而模塊化結(jié)構(gòu)的機(jī)動性也會使得建筑工序放緩。每個被建筑的結(jié)構(gòu)必須先被設(shè)計(jì)。當(dāng)設(shè)計(jì)完成，必須準(zhǔn)備組件類型數(shù)量詳細(xì)目錄。所需組件必須被收集、包裝、運(yùn)輸?shù)浇ㄖ攸c(diǎn)。傳統(tǒng)起草和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)幫助建筑師和設(shè)計(jì)師完成技術(shù)制圖。然而這些系統(tǒng)依賴于熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)以及下述技術(shù)領(lǐng)域的個體。所得圖紙也需要專業(yè)人
士解釋。因此需要提供一個非專業(yè)操作人員可使用的方法，其可以設(shè)計(jì)模塊化建筑。這樣的方法可以為用戶提供所設(shè)計(jì)的建筑的最終外觀，并驗(yàn)證最終建筑設(shè)計(jì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，例如工程強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，而無需用戶具有相應(yīng)的專門技術(shù)?；诒景l(fā)明的目標(biāo)，提供一種方法和系統(tǒng)輔助或使得非本領(lǐng)域熟練操作者可以設(shè)計(jì)一個模塊化建筑。本發(fā)明實(shí)施例非限制性地涉及模塊化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其利用了 WO 2005/124049號國際專利申請所公開的原理和成分。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供一種從選自預(yù)設(shè)模塊化元件類型的模塊化元件自動生成建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的方法，所述方法包括如下步驟接收代表用戶生成的平面圖的計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)，其包括復(fù)數(shù)個依照規(guī)則網(wǎng)格設(shè)置的模塊化元件；處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)，其包括基于平面圖的從所述模塊化元件建造該建筑的規(guī)范；以及生成至少一個輸出文件，所述文件包括用于建造依照建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的建筑第信肩、O
本發(fā)明的實(shí)施例可以利用模塊化建筑建造的特別限制，例如有限的可用模塊化元件類型，以及約束模塊化元件發(fā)布方法和相互連接，以避免過分地建筑設(shè)計(jì)自動化，進(jìn)而使得相對不熟練的操作人員可以設(shè)計(jì)出滿足相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的完整建筑。優(yōu)選實(shí)施例中，所述處理輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的步驟包括驗(yàn)證輸入數(shù)據(jù)代表一個閉合建筑結(jié)構(gòu)平面圖和/或識別所述平面圖的閉合區(qū)域。這一步驟有助于防止用戶設(shè)計(jì)不切實(shí)際、不適當(dāng)和/或結(jié)構(gòu)不健全的建筑。用于識別所閉合區(qū)域的優(yōu)選方法包括一個或多個步驟掃描規(guī)則網(wǎng)格以識別初始模塊化墻體元件位置，以及從初始模塊化墻體元件開始，通過鄰接模塊化墻體元件的周界以識別所閉合區(qū)域。特定的建筑設(shè)計(jì)可包括墻內(nèi)區(qū)域和/或不包括清晰分割區(qū)域或房間的部分，相應(yīng)的，用于穿過周界的算法可包括一個或多個可能路徑，用于多個模塊化墻體元件鄰接的情況。處理輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的步驟優(yōu)選還包括基于輸入數(shù)據(jù)所示平面圖而生成建筑屋頂建筑規(guī)范的步驟。本發(fā)明實(shí)施例的常見特效是屋頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和規(guī)范可以完全自動化完成，從而使得操作這可以不用投入與此相關(guān)的任何復(fù)雜任務(wù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，完成生成屋頂建造規(guī)范只需要平面圖。在優(yōu)選實(shí)施例中，生成屋頂建造規(guī)范包括確定屋頂線的高度和位置，所述屋頂線包括屋脊、四坡頂和/或屋頂排水溝。特別優(yōu)選的算法包括一個或多個如下步驟掃描所述規(guī)則網(wǎng)格以識別初始屋頂元件位置，從所述初始屋頂元件開始，穿過與初始屋頂元件處于同一高度的一系列鄰接屋頂元件。以此方法，所述算法有效地識別了一套屋頂"等高線"。更優(yōu)選的，所述算法便于確定如下屋頂線復(fù)數(shù)個四坡頂，其由從所述建筑物一個外角開始逐漸增高的斜線限定；零個或多個屋脊，其由非閉合的等高路徑限定；以及零個或多個屋頂排水溝，其由從所述建筑物一個內(nèi)角開始逐漸增高的斜線限定。優(yōu)選實(shí)施例中，生成屋頂建造規(guī)范進(jìn)一步包括生成屋頂支撐結(jié)構(gòu)建造規(guī)范。優(yōu)選方案中，生成所述屋頂支撐結(jié)構(gòu)規(guī)范包括確定復(fù)數(shù)個第一支撐部件(例如拉長的桁架，例如編織桁架)布局，所述部件沿與所述規(guī)則網(wǎng)格平行的側(cè)向和橫向線定位，并被設(shè)置在一個水平結(jié)構(gòu)上。所述方法優(yōu)選進(jìn)一步包括確定復(fù)數(shù)個第二支撐部件(例如其他拉長的桁架，例如波浪狀桁架)的布局，所述部件沿所述屋頂周線和相應(yīng)最近屋頂線之間的漸高線定位。對于包括一個或多個屋頂排水溝的結(jié)構(gòu)，所述方法進(jìn)一步包括復(fù)數(shù)個第二支撐部件的布局，所述部件沿屋頂排水溝和相應(yīng)最近的屋脊/四坡頂之間的漸高線定位。生成屋頂支撐結(jié)構(gòu)規(guī)范還包括確定復(fù)數(shù)個第三支撐部件(例如適宜的支柱)的布局，所述部件位于所述屋頂中，并從沿與所述規(guī)則網(wǎng)格平行的側(cè)向和橫向線定位的第一支撐部件上的節(jié)點(diǎn)開始延伸。處理輸入數(shù)據(jù)的步驟優(yōu)選還包括確定建造所述建筑所需的所有連接的位置、類型和特性。建筑設(shè)計(jì)自動化確保操作人員無需掌握技巧和知識來識別和指定建造所述建筑所需的全部連接。
自動生成的輸出文件可包括一個或多個零件目錄，其包括所有建造所述建筑所需的組件和模塊化元件；費(fèi)用清單，包括所有建造所述建筑所需的組件和模塊化元件的價格；以及建造所述建筑的說明。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法包括進(jìn)一步的驗(yàn)證所述建筑建造符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，例如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，的步驟。在另一方面，本發(fā)明提供一個計(jì)算機(jī)可實(shí)施系統(tǒng)用于從選定類型的的模塊化元件生成建筑建造規(guī)范，所述系統(tǒng)包括一個或多個處理器；至少一個輸入界面可操作地連接到處理器；至少一個輸出界面可操作地連接到處理器；以及至少一個儲存介質(zhì)，其包含處理器執(zhí)行的程序指令，所述程序指令使得處理器執(zhí)行如下步驟通過至少一個輸入界面接收計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)表現(xiàn)用戶生成的平面圖，所述平面圖包括復(fù)數(shù)個依照規(guī)則網(wǎng)格設(shè)置的所述模塊化元件；處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)，其包括從依照所述平面圖的模塊化元件的建筑建造規(guī)范；以及在所述至少一個輸出界面生成至少一個輸出文件，該文件包括用于依照建筑規(guī)范數(shù)據(jù)建造建筑的信息。優(yōu)選的，所述輸入和輸出界面包括至少一個網(wǎng)絡(luò)界面以便將一個或多個處理器連接到一個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中輸入數(shù)據(jù)和輸出文件通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在所述系統(tǒng)和終端用戶之間傳送。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)，所述系統(tǒng)提供基于萬維網(wǎng)的建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。這使得用戶可以從任何可訪問互聯(lián)網(wǎng)的地方，利用傳統(tǒng)瀏覽器訪問所述建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。另一方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可實(shí)施系統(tǒng)或設(shè)備用于從選定類型的模塊化元件生成建筑建造規(guī)范，所述系統(tǒng)或設(shè)備包括接收計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)的裝置，所述數(shù)據(jù)代表用戶生成的平面圖，其包括依照規(guī)則網(wǎng)格設(shè)置的復(fù)數(shù)個所述模塊化元件；處理輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的裝置，其包括依照所述平面圖的模塊化元件的建筑建造規(guī)范；以及生成至少一個輸出文件的裝置，該文件包括用于建筑規(guī)范數(shù)據(jù)建造建筑的信息。在另一方面，本發(fā)明提供計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其可使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行基于本發(fā)明實(shí)施例的方法。特別是，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是光盤(例如CD或 DVD盤)、磁盤(例如軟盤或硬盤)或固態(tài)設(shè)備(例如USB閃存)或類似設(shè)備，所述介質(zhì)上存儲有安裝和/或可執(zhí)行指令代碼，以計(jì)算機(jī)程序的形式來實(shí)施所述建筑設(shè)計(jì)方法。下述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述可以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)，所述實(shí)施例并非限制前述或所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。


參照附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1 (a)是可用本發(fā)明發(fā)明設(shè)計(jì)的建筑的局部剖面圖；圖1 (b)示出建筑示范性平面圖；圖2 (a)和2b)是表現(xiàn)本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和建筑的框圖；圖3 (a)和3 (b)是依照本發(fā)明實(shí)施例生成建筑建造規(guī)范方法流程圖；圖4是基于本發(fā)明實(shí)施例的算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法用于確定區(qū)域是否閉合；圖5是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法是圖4中算法的一個步驟用于確認(rèn)下一個點(diǎn)；圖6是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法是圖4中算法的一個步驟用于找到連接樓面布置圖模塊；圖7(a)_7(e)示出圖1(b)平面圖依照圖4_6所示算法進(jìn)行操作的示意圖；圖8是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法用于放置屋頂元件并確定建筑屋頂線，所述建筑是基于本發(fā)明實(shí)施例的；圖9是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法是圖8算法一個步驟，用于移動到下一個鄰接屋頂方塊；圖10是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法是圖8算法一個步驟，用于掃描下一個屋頂方塊；圖11是圖1(b)平面圖依照圖8-10所示流程圖的算法的操作示意圖；圖12是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法用于確定在基于本發(fā)明實(shí)施例的建筑中第一類屋頂支撐桁架的位置；圖13是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法用于確定在基于本發(fā)明實(shí)施例的建筑中第二類屋頂支撐桁架的位置；圖14是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法用于確定在基于本發(fā)明實(shí)施例的建筑中屋頂支撐柱的位置；圖15是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法用于確定在基于本發(fā)明實(shí)施例的建筑中連接類型；圖16是算法細(xì)節(jié)流程圖，所述算法是圖15算法的一個步驟用于找到一個連接方案；圖17示出基于本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)的依照圖1(b)平面圖的建筑的3維圖形模型。
具體實(shí)施例方式圖1(a)示出建筑局部剖面圖，所述建筑基于WO 2005/124049國際申請所公開的系統(tǒng)的模塊化元件而建造。所述模塊化元件包括墻板(10) —個地板組件(60)，一個天花板組件(94)和一個屋頂組件(96)。本發(fā)明用于幫助用戶使用這些和相關(guān)模塊化元件設(shè)計(jì)建筑。特別是，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其在模塊化建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范和設(shè)計(jì)中利用模塊化結(jié)構(gòu)元素。圖1(b)示范一個模塊化建筑結(jié)構(gòu)示范性平面圖100。為便于說明，平面圖100中的所有模塊化墻體元件為厚墻板。然而，在實(shí)踐中可以包括其他內(nèi)部或外部模塊化元件，例如門窗，所有這些模塊化元件均可視為"墻體元件"，其用于閉合所述建筑的內(nèi)部區(qū)域。所述建筑平面圖100包括外墻102，104，106，108，110，112。平面圖100內(nèi)部包括
73個分別封閉的區(qū)域114，116，118。所述內(nèi)部區(qū)域114具有由模塊化墻板120，122，124限定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所述3個區(qū)域114，116，118由內(nèi)墻126，128，130，132彼此隔開，這些墻體也都由模塊化墻板構(gòu)成。所有構(gòu)成平面圖100的模塊化元件被布局于概念化的網(wǎng)格134(其穿越平面圖100的整體，雖然圖中只是示范性給出了左上角部分)?；诒景l(fā)明的實(shí)施例， 用戶在計(jì)算機(jī)可實(shí)施系統(tǒng)輔助下可以設(shè)計(jì)如圖1(b)所示的具有圖100這樣平面圖的建筑。圖2(a)為示意圖，其代表用于本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)200。所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)200包括服務(wù)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)202，該系統(tǒng)可由一個或多個用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如204，206，通過例如互聯(lián)網(wǎng)208這樣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)訪問。優(yōu)選實(shí)施例中，已知的通訊協(xié)議(例如TCP/IP)和軟件應(yīng)用(例如具有插入即用組件的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器軟件)可以常規(guī)方法通過所述網(wǎng)絡(luò)208訪問所述服務(wù)器202。所述系統(tǒng)200中，所述服務(wù)器202由單一計(jì)算機(jī)組成，下面給出其結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)。應(yīng)該明白，這一示范性實(shí)施例只是最簡單的應(yīng)用，在其它實(shí)施例中，所述服務(wù)器202可以包括多個互聯(lián)或通過網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)和/或處理器(未示出)。典型服務(wù)器202包括至少一個處理器210，其具有隨機(jī)存取存儲器212，用于保存程序指令和與服務(wù)器202提供的服務(wù)操作相關(guān)的過度數(shù)據(jù)。處理器210還可操作地連接有其他存儲設(shè)備214，例如一個或多個硬盤，用于長期存儲程序，以及存儲所述服務(wù)器202常規(guī)操作數(shù)據(jù)，并執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例，下面進(jìn)行詳述。在任何時間，所述存儲器212含有一個程序指令216主體，當(dāng)其被處理器210執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)所述服務(wù)器202所有功能。這包括常規(guī)系統(tǒng)操作功能，以及與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的特殊功能，下面參照圖2(b)進(jìn)行描述。更特別的，圖2(b)是一個框圖218，其示范出本發(fā)明實(shí)施例軟件結(jié)構(gòu)。所述軟件使得網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器220可利用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過互聯(lián)網(wǎng)208從客戶端計(jì)算機(jī)204，206訪問。 所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可訪問數(shù)據(jù)庫222，例如MySQL 數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫被物理儲存在儲存介質(zhì) 214。所述軟件還包括模塊224，該模塊包括工程測試引擎和文件生成包。模塊2M管理所述建筑設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程，以及含有基于用戶需要的建造建筑所用信息的輸出數(shù)據(jù)文件。在優(yōu)選實(shí)施例中，模塊2M利用自動控制界面2 以便訪問結(jié)構(gòu)工程軟件模塊228 的功能。特別的，結(jié)構(gòu)工程軟件2 可以是整合有R)rmSysTM結(jié)構(gòu)工程軟件的Multiframe 。 Multiframe 軟件在Microsoft Windows 環(huán)境中提供自動控制界面，其可通過Visual Basic訪問。結(jié)構(gòu)工程軟件2 可進(jìn)行已完成的建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)測試和驗(yàn)證，例如關(guān)于工程強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。基于優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)計(jì)軟件組件被認(rèn)為是可在用戶/客戶端計(jì)算機(jī)204，206上運(yùn)行的。特別是，一個Java 程序從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器220下載到客戶端計(jì)算機(jī)204，206，并且在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器環(huán)境中運(yùn)行。所述Java 程序?yàn)橛脩籼峁┮粋€設(shè)計(jì)界面以進(jìn)入建筑設(shè)計(jì)，以平面圖的形式，并開始不同的設(shè)計(jì)步驟，對此下文參照圖3-17進(jìn)行詳述。還應(yīng)理解，在這一特定軟件結(jié)構(gòu)中，下面給出細(xì)節(jié)的一些算法可以在客戶端計(jì)算機(jī)204，206上運(yùn)行的程序執(zhí)行，也可以在，所述服務(wù)器202上運(yùn)行的軟件中執(zhí)行，或者在兩個位置上結(jié)合。本發(fā)明具有所述計(jì)算機(jī)環(huán)境的實(shí)施例均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
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在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述Java 程序提供一個圖形用戶界面，通過這一界面用戶可以進(jìn)入平面圖形式的設(shè)計(jì)，如圖1(b)所示，并看到整個設(shè)計(jì)過程的中間和最終結(jié)果。所述圖形用戶界面為用戶提供一個網(wǎng)格134其由規(guī)則排列的正方形單元組成，每個單元有與模塊化建筑結(jié)構(gòu)中所用墻模塊10尺寸相應(yīng)的邊。例如，在特定實(shí)施例中，每個網(wǎng)格單元的邊與600mm的墻模塊一致。所述圖形用戶界面使得用戶可以繪制2維建筑平面圖，例如網(wǎng)格134中的100。用戶可以選擇元件，例如墻板、窗戶和門(均可視為墻模塊化元件)以便布置所需平面圖。對于用戶設(shè)計(jì)的一個限制是所有元件必須沿方網(wǎng)格的一個邊延伸，所有元件必須或彼此平行或彼此垂直。類似的，墻體長度必須是單元網(wǎng)格尺寸(例如600mm)的倍數(shù)。當(dāng)用戶通過圖形用戶界面進(jìn)入建筑平面圖，存儲于客戶端計(jì)算機(jī)(例如204)和/ 或所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)202存儲器的計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)將其設(shè)置為用戶生成的平面圖。進(jìn)一步的處理步驟基于由此設(shè)置的輸入數(shù)據(jù)而進(jìn)行。用于生成相應(yīng)建筑的建造規(guī)范的方法如圖3(a)中流程圖300所示。特別的，所述輸入平面圖數(shù)據(jù)302是指在步驟304被處理的， 以便生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)，其包括依照用戶定義平面圖從模塊化元件建造建筑規(guī)范。生成的規(guī)范可用于形成一個或多個輸出建筑規(guī)范數(shù)據(jù)文件306。所形成的輸出數(shù)據(jù)文件可非限制的包括用于表現(xiàn)完整建筑設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)文件，計(jì)算機(jī)和/或人類可讀輸出文件，該文件指明最終建筑結(jié)構(gòu)的特性、特征和/或性質(zhì)，例如所需組件目錄、建造所述建筑指南、建筑結(jié)構(gòu)特征、建筑成本等等。圖3(b)流程圖給出優(yōu)選的建筑規(guī)范生成程序304的細(xì)節(jié)。平面圖數(shù)據(jù)308在在步驟310被分析以驗(yàn)證其代表閉合建筑結(jié)構(gòu)。在步驟312自動生成一個屋頂規(guī)范。在步驟 314生成屋頂支撐規(guī)范。程序304生成最終建筑規(guī)范316?，F(xiàn)在描述前述程序步驟所用算法。圖4所示優(yōu)選實(shí)施例的流程圖400給出算法細(xì)節(jié)，該算法用于確定建筑平面圖是否為完全閉合區(qū)域。概括地說，所述算法包括掃描布局有平面圖的完整網(wǎng)格，以識別用戶所設(shè)置模塊化墻體元件的位置。在優(yōu)選實(shí)施例在，所述掃描程序從網(wǎng)格左上角開始，并依照從左到右從上到下的順序以便找到未處理的樓面布置圖模塊。一旦識別到未處理的模塊，所述算法有效地"跟隨"相應(yīng)閉合區(qū)域的墻體以確認(rèn)該程序回到初始識別模塊。其他閉合區(qū)域然后被其他未處理模塊連續(xù)網(wǎng)格掃描而識別。一旦到達(dá)網(wǎng)格末端(即，右下角)程序結(jié)束。更特別的，所述算法400通過確定網(wǎng)格上平面圖左上點(diǎn)在步驟402開始。常規(guī)掃描程序在步驟404檢查以確認(rèn)是否識別到未處理的樓面布置圖模塊，如果沒有則掃描的下一個點(diǎn)在步驟406確認(rèn)。依照步驟408的判定持續(xù)此循環(huán)直到網(wǎng)格末端。圖5流程圖給出用于確認(rèn)下一點(diǎn)的所述算法406的細(xì)節(jié)。到此算法的輸入502是當(dāng)前網(wǎng)格點(diǎn)和相應(yīng)樓面布置圖模塊。如果在網(wǎng)格點(diǎn)上沒有模塊(即，所有鄰接網(wǎng)格線是空的)則輸入模塊為零。在這一情況下，轉(zhuǎn)到步驟504-步驟506，其沿著網(wǎng)格右側(cè)掃描下一個點(diǎn)。這樣掃描步驟通過判定508重復(fù)，直到所有未處理樓面布置圖模塊被找到或者到達(dá)網(wǎng)格末端。更特別的，步驟510是檢查步驟，其查看是否到達(dá)平面圖的右手邊。如果沒有，則未處理的樓面布置圖模塊掃描繼續(xù)沿網(wǎng)格直到右邊。如果到達(dá)右邊，則在步驟512進(jìn)行檢查以確認(rèn)是否到達(dá)平面圖網(wǎng)格底部。如果沒有，則當(dāng)前點(diǎn)下降一個網(wǎng)格單元，并回到網(wǎng)格最左邊。當(dāng)?shù)竭_(dá)網(wǎng)格末端且沒有識別到未處理的樓面布置圖模塊，控制路徑到步驟518，其設(shè)定下一個點(diǎn)為零。或者，如果在步驟508發(fā)現(xiàn)未處理的樓面布置圖模塊，則該模塊相應(yīng)點(diǎn)變?yōu)橄乱粋€點(diǎn)?；氐讲襟E504，如果所述算法406在當(dāng)前點(diǎn)通過一個有效樓面布置圖模塊，則下一個點(diǎn)被確定，在步驟522，作為唯一輸入當(dāng)前點(diǎn)相對末端的點(diǎn)。因此，步驟522執(zhí)行跟隨平面圖墻體模塊的程序，無論是否有其他模塊構(gòu)成之前已經(jīng)處理的墻體。所述算法406的輸出 520是下一個處理的點(diǎn)?；氐綀D4中所述算法400，一旦在步驟404識別到一個未處理的樓面布置圖模塊， 轉(zhuǎn)到步驟410，其功能是驗(yàn)證和采集相應(yīng)閉合區(qū)域。為做到這一點(diǎn)，在步驟412使用一種算法來識別所有樓面布置圖模塊鄰接當(dāng)前點(diǎn)。在步驟414進(jìn)行檢查，如果是鄰接的模塊則轉(zhuǎn)到步驟416，在該步驟檢查確定是否所述算法是否回到網(wǎng)格點(diǎn)，該點(diǎn)與轉(zhuǎn)移到步驟410的初始未處理平面圖模相應(yīng)。如果是這樣，則閉合區(qū)域被確認(rèn)，轉(zhuǎn)移到步驟418，標(biāo)記該區(qū)域?yàn)殚]合區(qū)域。如果沒有到達(dá)起始網(wǎng)格點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟410繼續(xù)進(jìn)行區(qū)域采集程序。如果在步驟 414沒有識別到鄰接模塊，則區(qū)域采集程序到達(dá)"終結(jié)端"，是不能找到完成路徑回到初始網(wǎng)格點(diǎn)的。這是預(yù)示一個未閉合區(qū)域，轉(zhuǎn)到步驟420以標(biāo)記其為未閉合。貫穿前述程序，所述算法保持在先處理點(diǎn)隊(duì)列422，以及用于識別標(biāo)記閉合和非閉合區(qū)域的區(qū)域采集信息424。圖6流程圖給出發(fā)現(xiàn)鄰接樓面布置圖模塊412的程序的更多細(xì)節(jié)。算法的輸入 602是一個樓面布置圖模塊，其位于當(dāng)前調(diào)查下的區(qū)域的周界。在步驟604通過掃描網(wǎng)格上周圍單元方塊邊以生成樓面布置圖模塊清單。清單上第一樓面布置圖模塊然后被確定。在步驟606，如果所確定的樓面布置圖模塊與初始輸入樓面布置圖模塊不同，則在步驟608進(jìn)行檢查以確定是還不是一個鄰接樓面布置圖模塊?？梢岳斫猓矫鎴D中網(wǎng)格上多個鄰接樓面布置圖模塊代表"連接"。在連接處，存在多個可能的路徑，其中任一或全部可位于閉合區(qū)域的周界。因而所述算法412必須確保所有這些可能的路徑可以被檢查到。這樣，在步驟610任何連接模塊都被添加到點(diǎn)隊(duì)列422。在步驟612中清單中下一個樓面布置圖模塊被選中。轉(zhuǎn)到判定步驟606，在該步驟中下一個樓面布置圖模塊再次與初始輸入602樓面布置圖模塊進(jìn)行比對。當(dāng)步驟606所檢查的當(dāng)前樓面布置圖模塊與輸入樓面布置圖模塊相同，在步驟 614進(jìn)行一個檢查以確定是否為清單上最后一個樓面布置圖模塊。如果不是，則這里還有其他需要檢查的鄰接模塊，并轉(zhuǎn)到步驟612。然而，一旦輸入模塊是最后一個模塊，則所有可能的鄰接模塊都被檢查到，轉(zhuǎn)到步驟616。在這一點(diǎn)所述算法412，所述點(diǎn)隊(duì)列422包括所有可能的下一個點(diǎn)可沿鄰接模塊化墻體元件訪問到。在步驟616 “最左側(cè)”模塊被選定，相應(yīng)的點(diǎn)從隊(duì)列422移出。最左側(cè)模塊將是一個模塊化墻體元件，其沿著網(wǎng)格延伸到左側(cè)，如果存在，或者如果沒有，則下一個將是向上元件，然后是向下元件，最后是向右元件。算法的這樣特殊選擇是沿閉合區(qū)域逆時針通過。在判定步驟618，進(jìn)行檢查以確定是否有相關(guān)模塊在步驟616被識別。如果是這樣，則被識別的模塊是輸出620。如果不是，"最左側(cè)"模塊將為零，并產(chǎn)生一個零輸出 622。后一個結(jié)果與步驟414中沒有鄰接模塊相應(yīng)，這樣在步驟420做此區(qū)域被標(biāo)記為未封閉。圖7(a)_7(e)示出所述算法400識別平面圖100的三個閉合區(qū)域114，116，118的操作。圖7(a)的702描述所述算法的初始狀態(tài)，在該狀態(tài)下平面圖100的左上點(diǎn)700被識
10別。所述算法根據(jù)"最左側(cè)"規(guī)則從這一點(diǎn)繼續(xù)，如箭頭704所示，直到到達(dá)連接706。所述算法再次從最左側(cè)可能的方向開始，直到到達(dá)終結(jié)端707。然而，連接706處的其他可能鄰接模塊路徑還留在點(diǎn)隊(duì)列422，因此其被移出該隊(duì)列，所述算法如圖7(b)的圖708所示。特別的，所述算法如箭頭710所示沿所述墻體模塊元件向下進(jìn)行，直到連接712， 在這一點(diǎn)最左側(cè)路徑算法導(dǎo)致分區(qū)1 被跟隨，直到到達(dá)端點(diǎn)713。再次，從連接712還有其他可替代的路徑，所以所述算法回到這一點(diǎn)并繼續(xù)，如圖7(c)的圖714所示。特別的，所述算法基于最左側(cè)判定規(guī)則限制繼續(xù)饒箭頭716所示路徑回到初始點(diǎn)700，因此區(qū)域114被識別為閉合區(qū)域。如圖7(d)中圖718所示，下一點(diǎn)決定算法繼續(xù)識別未處理的模塊化墻體元件，其含有連接點(diǎn)720的鄰接(即，到右邊)，閉合區(qū)域算法400繼續(xù)饒?jiān)搮^(qū)域的周界，如箭頭722 所示，進(jìn)而識別閉合區(qū)域116。最后，如圖7(e)的圖7 所示，所示下一點(diǎn)決定算法406識別一個未處理的鄰接點(diǎn)7 的模塊化墻體元件(即，在其右側(cè))，從該處，所示閉合區(qū)域算法400以逆時針方向繼續(xù)，如箭頭7 所示。結(jié)果最終識別閉合區(qū)域118。已經(jīng)驗(yàn)證所述建筑平面圖100包括一個有效閉合區(qū)域，自動設(shè)計(jì)程序進(jìn)行步驟 312生成適當(dāng)?shù)奈蓓斠?guī)范。用于在優(yōu)選實(shí)施例中的所述算法如圖8-10中流程圖所示。通常，這一算法是基于觀察屋頂通常由復(fù)數(shù)個傾斜屋頂元件組成，在這些不同元件上會存在多個等高線(即，線性"等高線"片段)，最終在結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)界定一個或多個屋頂線和/或頂點(diǎn)。通過從所述建筑的外周(如平面圖100中的外墻102，104，106，108，110，112)開始， 整個外部屋頂結(jié)構(gòu)和屋頂線可以被確定。用于確定屋頂線的整體算法800如圖8所示。在優(yōu)選實(shí)施例中，確定屋頂線的所述算法800運(yùn)行使用具有單元方塊的長度為主網(wǎng)格長度一半的網(wǎng)格設(shè)計(jì)所需建筑。這樣， 在優(yōu)選實(shí)施例在有一個600mm的基礎(chǔ)網(wǎng)格，所述屋頂線確定算法800在300mm網(wǎng)格上運(yùn)作。 利用這一點(diǎn)，確保建筑的每個墻體覆蓋每個網(wǎng)格方塊。另外，所述算法800開始于一個所述建筑外墻外的(更小的)網(wǎng)格方塊，進(jìn)而為所述建筑限定300mm的屋檐。所述算法然后繞一系列饒所述建筑屋頂外部的路徑而行，彼此相差90度方位。每個路徑上每個點(diǎn)與等高屋頂相對應(yīng)。當(dāng)起始點(diǎn)到達(dá)一個特定路徑，即，當(dāng)在相應(yīng)高度的屋頂被完全穿過，所述算法通過一個小(300mm)網(wǎng)格步驟移入(并向上)，然后再次沿著繞所述建筑外周的路徑前行。更特別的，如流程圖800所示，所述算法通過確定網(wǎng)格上平面圖左上點(diǎn)在步驟802 開始運(yùn)行，即一個(小)網(wǎng)格單元指向點(diǎn)700(平面圖外墻左上點(diǎn))的上方和左向。因?yàn)檫@一第一點(diǎn)被觀察到是未處理的(因?yàn)樗鏊惴▌倓傞_始)，控制路徑從判定步驟804轉(zhuǎn)到進(jìn)一步檢查806，是否該點(diǎn)位所述建筑平面圖的一個角落。如果是(為所述建筑平面圖100 的左上點(diǎn))所述算法分配一個從所述角落發(fā)出的斜向屋頂線，即從左上方到右下方。在步驟810中，在相應(yīng)網(wǎng)格點(diǎn)生成適當(dāng)?shù)奈蓓敺綁K。步驟812的檢查用于確定是否所述算法在目前屋頂水平面返回初始屋頂方塊。如果不是，轉(zhuǎn)到程序814，其識別并移動到當(dāng)前水平面上的下一鄰接方塊，這樣所述算法800將繼續(xù)圍繞所述建筑的外周，S卩，回到步驟804。如果在步驟812已經(jīng)確認(rèn)已經(jīng)到達(dá)當(dāng)前水平面上的初始點(diǎn)，則轉(zhuǎn)到程序816，其掃描所述建筑圖以識別在與(小)屋頂網(wǎng)格相應(yīng)的下一個最高水平面的下一個將被處理的屋頂方塊。一旦到達(dá)網(wǎng)格末端，即沒有未處理的屋頂方塊，步驟818的檢查結(jié)果是所述算法800被結(jié)束。貫穿所述算法800到操作，屋頂方塊820清單被保持，其記錄在步驟810所產(chǎn)生的所有屋頂元件。圖9的流程圖給出確定下一鄰接屋頂方塊的程序814更多的細(xì)節(jié)。程序814的輸入902是當(dāng)前方塊，在步驟904所述算法試圖在最左側(cè)的方向上調(diào)整當(dāng)前坐標(biāo)。在步驟 906，進(jìn)行檢查以探知是否所得坐標(biāo)是否與未處理的屋頂方塊一致。如果如此，則此屋頂方塊被輸出908做下一個鄰接方塊?；蛘撸诓襟E910所述算法檢查是否鄰近當(dāng)前方塊902 的所有可用方塊已經(jīng)被處理。如果不是，則重復(fù)步驟904、906以及(如果需要)910直到或者每個未處理的鄰接屋頂方塊被識別(并輸出908)或者所有這些可用鄰接方塊已經(jīng)被處理。后一個結(jié)果在所述算法正常操作中不會發(fā)生，但是這樣例外時通過在步驟912中設(shè)定下一鄰接方塊為零。參考圖10，示出用于掃描下一個屋頂方塊的程序816的流程圖。輸入1002是當(dāng)前點(diǎn)，所述算法816的基本策略是在步驟1004開始檢索這一點(diǎn)的右側(cè)。在步驟1006進(jìn)行檢查以確定是否這一新點(diǎn)是平面圖周界內(nèi)未處理的點(diǎn)。如果不是，在步驟1008進(jìn)行進(jìn)一步檢查以探明是否到達(dá)平面圖的(右手)邊界。如果不是在1004進(jìn)一步轉(zhuǎn)向右，否則進(jìn)行檢查1010以確定是否當(dāng)前點(diǎn)是在平面圖的底部。如果不是，在在步驟1012將當(dāng)前點(diǎn)轉(zhuǎn)向下一個屋頂方塊單元(即，初始王朝尺寸一半)，并在步驟1012回到所述網(wǎng)格最左側(cè)邊界。還應(yīng)理解，對下一方塊的掃描是從左到右，從上到下進(jìn)行的。如果在此程序任一階段由檢查1006識別到平面圖周界內(nèi)部一個未處理點(diǎn)，則這一點(diǎn)被輸出1014做下一待處理點(diǎn)。如果在識別到平面圖底部右手角時沒有發(fā)現(xiàn)這樣的點(diǎn)， 則在步驟1016將下一點(diǎn)設(shè)為零，此零值是輸出1014。圖11是圖標(biāo)1100，其示意出圖1(b)平面圖在圖8-10所示算法的初始操作。所述算法從平面圖1102左上點(diǎn)開始。從這里其移動"最左側(cè)"鄰近的未處理屋頂方塊，其位于點(diǎn)1102正下方，然后如路徑1104所示繞屋頂周界逆時針方向前行。一旦路徑回到初始點(diǎn)1102，掃描算法816開始搜索右側(cè)，然后向下，查找第一未處理點(diǎn)，該點(diǎn)位于平面圖周界內(nèi)一個初始點(diǎn)1102下方和右側(cè)屋頂單元，即點(diǎn)1106。再次，所述算法814逆時針方向圍繞周界追索定高屋頂相應(yīng)路徑1108。這以程序持續(xù)到所有恒定高度的"等高線"都被追索。在每個路徑每90度轉(zhuǎn)則點(diǎn)，例如1104、1108，斜向屋頂線被標(biāo)記為808。以此方法所有上升屋頂線都被識別。例如屋頂線1110是四坡頂，其從所述圖右上角開始抬升。另一類屋頂線是屋頂排水溝1112。圖1100所示是水平屋脊1114，以及一個屋頂頂點(diǎn)1116。所有這些特點(diǎn)被所述屋頂線算法800完全確定。另外當(dāng)完成所述算法，屋頂所在區(qū)域內(nèi)的每個網(wǎng)格交叉點(diǎn)具有與之相關(guān)的高度。通常，所有屋頂線落入圖1100所示例的種類1110、1112、 1114中的一個。特別的，從所述建筑一個外角向上延伸的屋頂線界定一個四坡頂。從所述建筑一個內(nèi)角向上延伸到屋頂線限定一個屋頂排水溝。一個恒定高度未閉合路徑界定一個屋脊?；氐綀D3(b)，一旦一個屋頂規(guī)范312被生成，所有程序中下一步驟是生成屋頂支撐規(guī)范314。這樣的目的是確定在哪、如何定位屋頂?shù)闹尾考??；趦?yōu)選實(shí)施，支撐部件包括拉長的桁架。用于確定這些桁架位置的算法的細(xì)節(jié)中圖12、13的流程圖1200、1300中示出。
優(yōu)選的，每個桁架長度是基礎(chǔ)長度的整數(shù)倍數(shù)，其本身是初始網(wǎng)格尺寸的整數(shù)倍數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，例如桁架基本長度單位是1200mm，S卩，初始網(wǎng)格尺寸的2倍。桁架部件相對于所述建筑圖或沿平行于下方網(wǎng)格的線的側(cè)向或橫向線設(shè)置，(“水平"或"垂直")。桁架部件的起始和截至點(diǎn)必須位于覆蓋的桁架網(wǎng)格上，在優(yōu)選實(shí)施例中其為單位長度(1200mm)兩倍于下方網(wǎng)格(600mm)的網(wǎng)格。所述算法1200的目標(biāo)因此是識別所有成對桁架端點(diǎn)，在端點(diǎn)之間設(shè)有相應(yīng)編織桁架。所述算法1200優(yōu)選利用單一參照物，通常是平面圖中所述建筑的左上角。在這一方案中，包括支撐桁架的天花板模塊將直接位于屋頂?shù)南鄳?yīng)支撐桁架下方。在步驟1202從屋頂方塊清單820中選出第一屋頂方塊。根據(jù)檢查1204，如果此屋頂方塊位于角落，下一個步驟1206是堅(jiān)持是否這一方塊與參照點(diǎn)(即左上角)有正確的相對距離。相對正確的距離是基本單元桁架長度的倍數(shù)，即優(yōu)選實(shí)施例中1200mm及其倍數(shù)。如果是在這一情況下， 在步驟1208所述算法1200確定當(dāng)前屋頂方塊和之前角落屋頂方塊之間的距離，并且在步驟1210形成這些連續(xù)角落屋頂方塊點(diǎn)之間的編織桁架，在步驟1212其被添加到相應(yīng)清單 1214。所述算法然后在步驟1216選擇所述清單820的下一個屋頂方塊。所述算法1200連續(xù)運(yùn)用這一方法，直到在步驟1218確定已經(jīng)到達(dá)清單中最后一塊屋頂方塊。所述算法1200的結(jié)果是編織桁架清單1214，其包括一套排列在側(cè)向和橫向方向上的支撐桁架，其均沿屋頂?shù)南鄳?yīng)連續(xù)角落之間等高線設(shè)于屋頂內(nèi)。應(yīng)該理解，通常，所述算法1200依照等高線(例如圖11中路徑1104、1108)而行，并沿這些路徑中的部分(無需全部)設(shè)置支撐編織桁架。不選擇在全部等高路徑上設(shè)置相應(yīng)支撐桁架的原因是這些路徑是指一個較小的網(wǎng)格(在優(yōu)選實(shí)施例中300mm)確定的，而桁架則是依照一個大網(wǎng)格(在優(yōu)選實(shí)施例中1200mm)設(shè)置的。在另一實(shí)施例中，因?yàn)橄鄳?yīng)網(wǎng)格可具有同樣單元尺寸，支撐桁架可以被設(shè)于所述等高路徑中的每一個上。雖然所述算法1200沿屋頂結(jié)構(gòu)內(nèi)等高線設(shè)置編織桁架支撐，圖13的流程圖給出細(xì)節(jié)的算法1300是將瓦楞桁架沿屋頂表面下的變高線設(shè)置。在步驟1302，所述算法1300 首先在清單820中選擇第一對屋頂方塊。所述算法1300穿過屋頂周界，相應(yīng)的當(dāng)其被發(fā)現(xiàn)后截至，在步驟1304，選定的屋頂方塊不在周界水平面。所述算法首先進(jìn)行步驟1306，該步驟檢查是否所選定的屋頂方塊位于內(nèi)角。如果不是，則在步驟1308所述算法訪問所述屋頂線清單822，并確認(rèn)在當(dāng)前屋頂方塊位置沿與所述周界垂直的方向到最接近的內(nèi)部屋頂線的距離。或者，如果屋頂方塊位于內(nèi)角處，所述屋頂線清單822訪問到步驟1310，以便確認(rèn)在垂直于屋頂排水溝(例如圖11中的屋頂線1112)方向上與最近內(nèi)部屋頂線的距離。在任一情況下，在步驟1312中在當(dāng)前選定屋頂方塊和步驟1308/1310中識別的最近屋頂線之間形成支撐瓦楞桁架。在步驟1314將這一瓦楞桁架添加到相應(yīng)清單1316。在步驟1318選定下一對屋頂方塊，通過步驟1304繼續(xù)所述算法，直到周界水平面上的所有屋頂方塊都被處理。生成屋頂結(jié)構(gòu)的最后階段是識別支撐屋頂支柱的適當(dāng)位置及相應(yīng)節(jié)點(diǎn)。特別是， 在優(yōu)選實(shí)施例中所設(shè)計(jì)的建筑物中，支撐桁架部件由從節(jié)點(diǎn)開始延伸到支柱保持在位置。 每個節(jié)點(diǎn)由兩個支柱支撐，所述支柱等長且與特定節(jié)點(diǎn)處的屋頂?shù)雀?。一個支柱的方向是從節(jié)點(diǎn)朝向最近的所述建筑周界，另一個則是朝向相反方向。所有支柱穿過相同側(cè)向距離。 用于實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)目標(biāo)的常用程序首先識別桁架部件中一個上的適宜初始節(jié)點(diǎn)，然后選擇連續(xù)節(jié)點(diǎn)，所述連續(xù)節(jié)點(diǎn)具有預(yù)設(shè)的間隔。相應(yīng)對準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)被置于每個第二平行支撐編織桁架元件上，通過插入織桁架元件，節(jié)點(diǎn)被側(cè)向偏移一個半節(jié)點(diǎn)的距離。這使得節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)鉆石型圖案。這樣程序完成編織桁架元件沿側(cè)向?qū)?zhǔn)，并重復(fù)識別在橫向?qū)?zhǔn)的編織桁架元件的適宜節(jié)點(diǎn)。所述算法1400用于定位節(jié)點(diǎn)和支柱，其細(xì)節(jié)顯示在圖14的流程圖中。首先在步驟1402中左上角的第一屋頂方塊從屋頂方塊清單820中被選定。在步驟1404中進(jìn)行檢查以確定所選定的屋頂方塊與參照點(diǎn)之間的距離是否正確。所謂"正確距離"的確定方法與于確定編織桁架布局的所述算法1200的步驟1206所用方法一致。這樣確保每個節(jié)點(diǎn)是位于一個編織桁架支撐部件上。在步驟1406進(jìn)行進(jìn)一步檢查以確定是否屋頂方塊與之前設(shè)置的節(jié)點(diǎn)處于相應(yīng)距離。這一距離與預(yù)設(shè)節(jié)點(diǎn)間隔一致，并確保節(jié)點(diǎn)被按需設(shè)置間隔。只有當(dāng)所有測試1404、1406都通過，才轉(zhuǎn)向步驟1408，在這一步驟中相應(yīng)的成對支柱線以及節(jié)點(diǎn)高度被制定。在步驟HlOthe產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)并添加到節(jié)點(diǎn)清單1412，然后在步驟1414生成支柱并添加到支柱清單1416。在步驟1418，清單820中下一個屋頂方塊被選中，如果其在步驟1420未被確定為最后一個屋頂方塊，則節(jié)點(diǎn)和支柱確定算法繼續(xù)，直到所有屋頂方塊被處理。為生成最終建筑規(guī)范316，需要考慮構(gòu)成這一結(jié)構(gòu)的每個獨(dú)立元件是如何與其他元件連接的。特別是，這些元件由連接點(diǎn)連接，至少部分連接點(diǎn)以角度的形式表征，不同的被連接元件在該處結(jié)合。優(yōu)選實(shí)施例中，所有可能的連接類型和角度被儲存在數(shù)據(jù)庫中，被稱為連接"方案"，每個方案具有唯一識別碼。對每個連接方案而言，數(shù)據(jù)庫還包括例如所需連接元件細(xì)節(jié)、成本、重量等信息。圖15、16所示流程圖1500、1508給出建筑設(shè)計(jì)中確定所有連接類型的算法。在所述算法1500的起始部分，第一步驟1502從所述建筑設(shè)計(jì)所有元件清單1504中選擇第一元件，并識別第一相應(yīng)元件端點(diǎn)。在步驟1506，檢索清單1504以便識別所有其他元件共享同一端點(diǎn)坐標(biāo)。明顯的，共享同一端點(diǎn)坐標(biāo)的元件是在該點(diǎn)被連接的。在步驟1508，所述算法嘗試在數(shù)據(jù)庫1510中找到一個相應(yīng)連接方案。假定存在如步驟1512所確定的方案，在步驟1514從數(shù)據(jù)庫1510抽出相應(yīng)連接類型信息。如果沒有存在的方案，例如元件所需連接是非常規(guī)的，則在步驟1516將相應(yīng)新方案添加到數(shù)據(jù)庫 1510。在步驟1518進(jìn)行檢查以確定是否最后一個元件端點(diǎn)已經(jīng)被處理。如果不是，在步驟1520從元件清單1504中選擇一個新的元件端點(diǎn)。否則結(jié)束所述算法。圖16顯示出尋找連接方法的程序1508的更多細(xì)節(jié)。如前所述，連接方案包括至少2個或更多元件沿其間角度被連接。相對角度可以有連接幾何來確定，特別是通過三角形算法。連接可存在于結(jié)構(gòu)元件之間(規(guī)范如前述)，或者可被連接到所述建筑的非結(jié)構(gòu)性部件，例如屋頂元件截止到檐槽、或者墻體元件截止到門口。在后一情況下，連接角可設(shè)為零。為找到相應(yīng)連接方案，從構(gòu)成所述連接點(diǎn)元件中找到鑰匙元件1602。為便捷搜索數(shù)據(jù)庫，每個連接方法被關(guān)聯(lián)到一個特定建筑元件，然后其作為進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的鑰匙。連接角和連接部件，可以隨后參照所進(jìn)入的鑰匙而被確定。這樣，在步驟1604中生成鑰匙元件連接類型并添加到當(dāng)前連接方案1606。在步驟1610，在連接清單1608中識別第一元件，在步
14驟1612中確定這一元件的類型。所選元件連接到鑰匙元件的角度是在步驟1614中計(jì)算。 元件角度和類型在步驟1616添加到方案1606中。而連接元件清單1608中還有其他元件， 如在步驟1618所確定的，所述算法步驟1620繼續(xù)在連接清單中確定下一個元件，然后重復(fù)步驟1612、1614和1616直到所有元件被處理。最終結(jié)果是在數(shù)據(jù)庫1510中一個元件連接方案1606對應(yīng)一個連接方案。每個建筑元件的長度可以進(jìn)一步通過相關(guān)幾何和/或三角公式來確認(rèn)。元件組合，例如桁架和支柱，可具有不同的長度，可涉及連接多種小尺寸部件。相應(yīng)的，可以使用不同數(shù)據(jù)庫表，其含義基本元件長度相關(guān)信息，以及對兩個或多個元件連接的說明，當(dāng)需要時，達(dá)到所需長度。一旦所述建筑設(shè)計(jì)完成，和/或所述建筑設(shè)計(jì)程序中在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)，所述設(shè)計(jì)會被測試以便確定預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，例如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，是否被遵守。特別是，參照圖2 (b)， 儲存在數(shù)據(jù)庫222中的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)信息通過工程測試引擎2M訪問，然后通過自動界面2 進(jìn)入結(jié)構(gòu)工程軟件組件228。所述結(jié)構(gòu)工程軟件2 被用于由相關(guān)工程代碼測試所述結(jié)構(gòu)。 或者，加上，通過使用結(jié)構(gòu)工程軟件2 所得預(yù)設(shè)規(guī)則可被儲存在數(shù)據(jù)庫222中，并被工程測試引擎2M使用以便驗(yàn)證設(shè)計(jì)滿足相應(yīng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。圖17示出一個使用計(jì)算機(jī)軟件可實(shí)施的本發(fā)明實(shí)施例的建筑設(shè)計(jì)的3維圖形模型1700，并與圖1(b)所示平面圖100相一致。許多通過前述方法和算法(參照圖4-16)所得的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)可以在"線框"模型1700在觀察到。外墻，例如110，是清晰可見的。此外，以全自動方式生成的完整屋頂設(shè)計(jì)1702，也可見，其包括內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)元件。線框模型 1700中清晰表示了所述屋頂線，包括，例如，四坡頂1110，屋頂排水溝1112，和屋脊1114。在線框模型1700中還可清晰看到的是編織桁架，例如1704，瓦楞桁架，例如1706， 節(jié)點(diǎn)，例如1708，支柱，例如1710，包括自動生成的屋頂支撐結(jié)構(gòu)。一旦最終設(shè)計(jì)完成并被確認(rèn)，相關(guān)輸出文件被生成。特別是，可生成一個零件目錄，其包括建造所述建筑所需所有組件和模塊化元件。有利的是，所述零件目錄可以以任何所需順序設(shè)置。特別是，生成零件目錄時以建造所述建筑所需部件順序設(shè)置。這樣部件可以建造所需的順序來包裝運(yùn)輸，這樣先需要的部件在后需要的部件之前被解封。這樣便于最終建筑物的有效包裝、運(yùn)輸、解封、建造。額外的輸出數(shù)據(jù)和文件也可被生成，包括費(fèi)用清單、建造所述建筑所需的組件和模塊化元件的價格和/或所有相關(guān)的。還可以有輸出文件，其包括相關(guān)的建造所述建筑的說明。這些示范性輸出文件并不是限制，還應(yīng)理解其他信息，例如結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，以及其他設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)也可被生成、儲存和/或輸出，作為整個計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序的一部分?？梢岳斫?，這里雖然給出本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但其并不限制由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
1.一種從選自預(yù)設(shè)模塊化元件類型的模塊化元件自動生成建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的方法，所述方法包括如下步驟接收代表用戶生成的平面圖的計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)，其包括復(fù)數(shù)個依照規(guī)則網(wǎng)格設(shè)置的模塊化元件；處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)，其包括依照所述平面圖從模塊化元件建造建筑的規(guī)范；以及生成至少一個輸出文件，其包括依照所述建筑規(guī)范數(shù)據(jù)建造建筑所用信息。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述處理輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的步驟包括驗(yàn)證輸入數(shù)據(jù)代表一個閉合建筑結(jié)構(gòu)平面圖和/或識別所述平面圖的閉合區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其中識別閉合區(qū)域包括一個或多個如下步驟掃描規(guī)則網(wǎng)格以識別初始模塊化墻體元件位置，并從所述初始模塊化墻體元件開始， 穿過鄰接模塊化墻體元件周界以識別閉合區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述方法，其中當(dāng)遇到有多個塊化墻體元件情況下穿越周界包括如下一個或多個可能路徑。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其中處理輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的步驟進(jìn)一步包括生成基于所輸入數(shù)據(jù)的平面圖的建筑屋頂?shù)慕ㄔ煲?guī)范。
6.如權(quán)利要求5所述方法，其中生成屋頂建造規(guī)范包括確定屋頂線的高度和位置，所述屋頂線包括屋脊、四坡頂和/或屋頂排水溝。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中生成屋頂建造規(guī)范包括一個或多個步驟掃描規(guī)則網(wǎng)格以識別初始屋頂元件的位置，以及從所述初始屋頂元件開始，穿過與之相同高度處的連續(xù)鄰接屋頂元件。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中確定屋頂線包括復(fù)數(shù)個四坡頂，其由從所述建筑物一個外角開始逐漸增高的斜線所限定；零個或多個屋脊，其有等高非閉合路徑限定；以及零個或多個屋頂排水溝，其有從所述建筑一個內(nèi)角開始逐漸增高的斜線所限定。
9.如權(quán)利要求5所述方法，其中生成屋頂?shù)慕ㄔ煲?guī)范進(jìn)一步包括生成屋頂支撐結(jié)構(gòu)的建造規(guī)范。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中生成所述屋頂支撐結(jié)構(gòu)規(guī)范包括確定復(fù)數(shù)個第一支撐部件的布局，所述支撐部件沿平行于規(guī)則網(wǎng)格線的側(cè)向和橫向線設(shè)置，并被置于水平結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求9所述方法，其中生成所述屋頂支撐結(jié)構(gòu)規(guī)范包括確定復(fù)數(shù)個第二支撐部件的布局，所述部件沿屋頂和相應(yīng)最近屋頂線直接漸高線設(shè)置。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括確定復(fù)數(shù)個第二支撐部件的布局，所述部件沿屋頂排水溝與相應(yīng)最近的屋脊或四坡頂之間的漸高線設(shè)置。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中生成屋頂支撐結(jié)構(gòu)規(guī)范包括確定復(fù)數(shù)個第三支撐部件的布局，所述部件設(shè)于所述屋頂內(nèi)，并從沿平行于規(guī)則網(wǎng)格線的側(cè)向和橫向線設(shè)置第一支撐部件上的節(jié)點(diǎn)開始延伸。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理輸入數(shù)據(jù)的步驟進(jìn)一步包括確定建造所述建筑所需所有連接的位置、類型和特性。
15.如權(quán)利要求1所述方法，其中自動生成的輸出文件包括一個或多個 零件目錄，其包括建造所述建筑所需所有組件和模塊化元件；費(fèi)用清單，其包括建造所述建筑所需所有組件和模塊化元件的價格；以及建造所述建筑的說明。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括驗(yàn)證所述建筑滿足相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的步驟， 所述標(biāo)準(zhǔn)例如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。
17.一種計(jì)算機(jī)可實(shí)施系統(tǒng)，其用于從預(yù)設(shè)類型中選定的模塊化元件生成建筑建造規(guī)范，所述系統(tǒng)包括一個或多個處理器；至少一個輸入界面，其可操作地連接到處理器； 至少一個輸出界面，其可操作地連接到處理器；至少一個儲存介質(zhì)，其由所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述程序指令使得所述處理器執(zhí)行如下步驟通過所述至少一個輸入界面接收代表用戶生成的平面圖的計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)，其包括依照規(guī)則網(wǎng)格設(shè)置的復(fù)數(shù)個所述模塊化元件；處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)，其包括一個依照所述平面圖的源自所述模塊化元件的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范；以及在所述至少一個輸出界面生成至少一個輸出文件，其包括依照建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的用于建筑結(jié)構(gòu)的信息。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述輸入和輸出界面包括至少一個網(wǎng)絡(luò)界面，其將一個或多個處理器連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)和終端用戶之間傳輸輸入數(shù)據(jù)和輸出文件。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是萬維網(wǎng)，所述系統(tǒng)提供基于網(wǎng)絡(luò)的建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。
20.一種計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)或設(shè)備，其用于從預(yù)設(shè)類型中選定的模塊化元件生成建筑建造規(guī)范，所述系統(tǒng)或設(shè)備包括接收計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)的裝置，所述數(shù)據(jù)代表一個用戶生成的平面圖，所述平面圖包括依照規(guī)則網(wǎng)格設(shè)置的復(fù)數(shù)個所述模塊化元件；處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成計(jì)算機(jī)可讀建筑規(guī)范數(shù)據(jù)的裝置，所述規(guī)范數(shù)據(jù)包括源自依照所述平面圖的所述模塊化元件的建筑建造規(guī)范；以及生成至少一個輸出文件的裝置，所述文件包括依照建筑規(guī)范數(shù)據(jù)建造建筑所用的信息。
21.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其收錄有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，當(dāng)所述指令執(zhí)行時使得一個計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-16中任一所述的方法。
全文摘要
一種自動化方法(300)和系統(tǒng)(200)，其生成一個基于平面圖(100)并使用選自預(yù)設(shè)類型的模塊化元件(10，60，94，96)的規(guī)范或建造建筑(1700)。代表用戶生成的平面圖(100)的計(jì)算機(jī)可讀輸入數(shù)據(jù)被接收(302)，其由依照規(guī)則網(wǎng)格(134)設(shè)置的模塊化元件構(gòu)成。所述輸入數(shù)據(jù)被處理(304)以生成計(jì)算機(jī)可讀規(guī)范數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括依照平面圖(100)的源自模塊化元件的建造建筑規(guī)范。至少一個輸出文件被生成(306)，其包括依照所述建筑規(guī)范數(shù)據(jù)建造建筑所用信息。本發(fā)明可以設(shè)計(jì)模塊化建筑結(jié)構(gòu)，其可由無建筑設(shè)計(jì)和/或結(jié)構(gòu)工程特殊技巧的用戶迅速且廉價地應(yīng)用。所述系統(tǒng)和方法特別適用于用于偏遠(yuǎn)區(qū)域以及軍事行動或響應(yīng)自然災(zāi)害時所用的建筑。
文檔編號G06Q50/00GK102165450SQ200980125402
公開日2011年8月24日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者尼可·托馬斯·薩斯維爾, 拉塞爾·喬治·貝利, 泰其·麥德森 申請人:三腳架組件私人有限公司