[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

说明书

本发明公开了一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法及系统，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。本发明解决了当下缺乏物项吊运三维空间轨迹规划方法的困境，有利于提高大型物项吊运作业工艺设计效率，有利于较小物项吊运发生碰撞的风险。

技术领域

本发明涉及物项吊运空间轨迹规划技术领域，具体涉及一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法及系统。

背景技术

设备、仪器、物资等物项的吊运轨迹规划是大型吊装方案设计中最为重要的任务之一，吊运的空间轨迹规划不当会导致严重的后果，甚至机毁人亡。物项吊装空间轨迹规划是指在有障碍物的吊运环境中，考虑被吊运物项的实际三维尺寸，通过一定的空间轨迹规划算法计算出便捷、合理、安全的吊运路线。物项吊运空间轨迹规划是一种三维空间路径规划问题，在考虑吊机本身工作特性影响的同时，还要考虑吊机、被吊物项以及作业环境之间的碰撞。

核设施厂房固定设备、仪器、管道种类繁多且密集排布，在核设施维修/退役进行物项吊运时，若发生物体碰撞，极易发生涉核介质泄露，进而造成重大核安全事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中缺乏物项吊运三维空间轨迹规划方法的困境，作业中存在物项吊运碰撞风险，存在施工安全风险。本发明目的在于提供一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法及系统，本发明以栅格法作为三维建模方法，并利用改进的A*算法在栅格化的三维场景中进行空间轨迹规划；通过合理的三维环境建模手段结合匹配的空间轨迹规划方法，规划出核设施维修/退役过程中安全的物项吊运路径。本发明减小物项吊运碰撞风险，保障施工安全。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，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。

根据物项吊运空间轨迹规划结果，将整合的物项吊运空间轨迹输入到BIM系统模型中，可实现核设施厂房内物项吊运空间轨迹虚拟模拟。

基于现有技术中缺乏物项吊运三维空间轨迹规划方法的困境，作业中存在物项吊运碰撞风险，存在施工安全风险。本发明设计了一种基于BIM技术的物项吊运空间轨迹规划方法，以栅格法作为三维建模方法，并利用改进的A*算法在栅格化的三维场景中进行空间轨迹规划，减小物项吊运碰撞风险，保障施工安全。在实际使用过程中，本发明体现出了以下有益效果：

(1)解决了当下缺乏物项吊运三维空间轨迹规划方法的困境；

(2)有利于提高大型物项吊运作业工艺设计效率；

(3)有利于较小物项吊运发生碰撞的风险。

进一步地，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；具体地：