1.一种综合管线碰撞检测方法,其特征在于,所述方法包括:
获取管线的三维模型,若管线是弯管,则根据弯曲程度自适应分段;提取管线的中轴线,根据管线分布和复杂度确定管线疏密程度,若管线分布稀疏,则利用中心轴线建立胶囊体,根据胶囊体通过粗碰撞检测筛选出可能碰撞的管线;若管线分布密集,则采用基于空间索引方法结合包围盒筛选出可能碰撞的管线;
在两个可能碰撞的管线表面根据管线的曲率和复杂度采样一定数量的点得到两个点集,根据两个点集中元素的分布确定是否存在碰撞点,若存在碰撞点,在管线的三维模型中显示碰撞点。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据两个点集中元素的分布确定是否存在碰撞点,具体为:将两个点集一个作为目标点集,一个作为源点集,并记录目标点集对应的管线以及源点集对应的管线;
将目标点集中所有元素减去从源点集中选取的点,若计算结果中每个卦限以及坐标轴上距离原点最近的点围成的区域涵盖了原点,则将选取的点标注为碰撞点,否则,继续从源点集中选取点,重复上述操作,得到源点集的碰撞点集合;
将源点集中所有元素减去从目标点集中选取的点,若计算结果中每个卦限以及坐标轴上距离原点最近的点围成的区域涵盖了原点,则将选取的点标注为碰撞点,否则,继续从目标点集中选取点,重复上述操作,得到目标点集的碰撞点集合;
若源点集的碰撞点集合和/或目标点集的碰撞点集合不为空,则存在碰撞点。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据弯曲程度自适应分段,具体为:获取管线的中轴线,将管线的中心轴线离散成一系列有序的点,计算中心轴线上的每个点的曲率;
初始化管线中所述有序的点的第一个点为起始点;
如果当前点的曲率大于阈值并且当前点距离起始点的距离大于预设值,则将初始点和当前点的前一个点之间的部分作为一个分割段,将当前点作为起始点,重复分段判断过程;
遍历结束后,将最后起始点和管线终点之间的区域作为一个分割段加入分割结果。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据管线分布和复杂度确定管线疏密程度,具体为:获取管线的中轴线,计算管线的中轴线的方向一致性;
若方向一致性满足预设条件,则将管线疏密程度标识为稀疏;否则,计算管线的中轴线的平均距离,根据所述方向一致性和所述平均距离确定管线是稀疏还是密集。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述方向一致性和所述平均距离确定管线是否稀疏,具体为:利用管线的平均直径对所述平均距离进行归一化,若方向一致性小于方向预定值且归一化后平均距离大于距离预定值,则将管线标识为稀疏,否则,将管线标识为密集。
6.一种综合管线碰撞检测系统,其特征在于,所述系统包括:
粗碰撞检测模块,用于获取管线的三维模型,若管线是弯管,则根据弯曲程度自适应分段;提取管线的中轴线,根据管线分布和复杂度确定管线疏密程度,若管线分布稀疏,则利用中心轴线建立胶囊体,根据胶囊体通过粗碰撞检测筛选出可能碰撞的管线;若管线分布密集,则采用基于空间索引方法结合包围盒筛选出可能碰撞的管线;
细碰撞检测模块,用于在两个可能碰撞的管线表面根据管线的曲率和复杂度采样一定数量的点得到两个点集,根据两个点集中元素的分布确定是否存在碰撞点,若存在碰撞点,在管线的三维模型中显示碰撞点。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述根据两个点集中元素的分布确定是否存在碰撞点,具体为:将两个点集一个作为目标点集,一个作为源点集,并记录目标点集对应的管线以及源点集对应的管线;
将目标点集中所有元素减去从源点集中选取的点,若计算结果中每个卦限以及坐标轴上距离原点最近的点围成的区域涵盖了原点,则将选取的点标注为碰撞点,否则,继续从源点集中选取点,重复上述操作,得到源点集的碰撞点集合;
将源点集中所有元素减去从目标点集中选取的点,若计算结果中每个卦限以及坐标轴上距离原点最近的点围成的区域涵盖了原点,则将选取的点标注为碰撞点,否则,继续从目标点集中选取点,重复上述操作,得到目标点集的碰撞点集合;
若源点集的碰撞点集合和/或目标点集的碰撞点集合不为空,则存在碰撞点。
8.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述根据弯曲程度自适应分段,具体为:获取管线的中轴线,将管线的中心轴线离散成一系列有序的点,计算中心轴线上的每个点的曲率;
初始化管线中所述有序的点的第一个点为起始点;
如果当前点的曲率大于阈值并且当前点距离起始点的距离大于预设值,则将初始点和当前点的前一个点之间的部分作为一个分割段,将当前点作为起始点,重复分段判断过程;
遍历结束后,将最后起始点和管线终点之间的区域作为一个分割段加入分割结果。
9.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述根据管线分布和复杂度确定管线疏密程度,具体为:获取管线的中轴线,计算管线的中轴线的方向一致性;
若方向一致性满足预设条件,则将管线疏密程度标识为稀疏;否则,计算管线的中轴线的平均距离,根据所述方向一致性和所述平均距离确定管线是稀疏还是密集。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述根据所述方向一致性和所述平均距离确定管线是否稀疏,具体为:利用管线的平均直径对所述平均距离进行归一化,若方向一致性小于方向预定值且归一化后平均距离大于距离预定值,则将管线标识为稀疏,否则,将管线标识为密集。