改进边折叠算法的数字孪生模型几何轻量化设计

目的基于经典的边折叠算法,提出一种提高数字孪生技术中虚实映射关系实时性与稳定性的数字孪生模型几何轻量化方法,解决数字孪生模型占用内存大的难题。方法首先分析缝袋机器人码垛流水线的数字孪生模型的数据结构;其次基于经典的边折叠算法,引入二次误差度量作为边折叠代价,设计控制折叠因子,并运用多细节层次技术改进边折叠算法;最后设计四组对比实验进行测试。结果简化后的顶点数量平均减少了50.14%;简化后的文件所占用的内存降低了79.08%;符合数字孪生模型的几何形状误差要求并且大大提高了场景动画的帧率。结论笔者所提出的数字孪生模型几何轻量化方法大大减少了模型的几何图元,降低了模型文件所占用的内存,有效地改善了在数字孪生技术中虚拟产品和物理产品之间一一映射关系的实时性与稳定性差的问题,提升了场景实时渲染效果,保持了模型的细节特征和视觉效果。

基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法

针对BIM模型几何复杂、与GIS融合时构件结构难以准确恢复等问题,提出一种基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法。首先,对IFC格式的构件装配关系进行解析,确定各构件的参考模型和空间变换矩阵;然后,利用边折叠简化算法对模型面片顶点进行二次误差测度,在保证质量的前提下对参考模型进行几何简化;最后,将构件实例的相对空间方位信息转换为3D GIS平台的绝对位置姿态信息,实现BIM模型在3D GIS场景中的构件级重装配。通过实验对比分析,验证了本文方法可将模型的几何轻量化比率提高1.9倍,并确保3D GIS平台中BIM模型各构件之间的拓扑联接关系得到完整恢复。本文方法能够为基于BIM与GIS的精细化建设管理提供一套可靠的数据交换方案。