基于数字孪生的建筑设计方法、装置、设备及存储介质与流程

    专利2025-12-29  7


    本技术实施例涉及建筑设计领域,特别是涉及一种基于数字孪生的建筑设计方法、装置、设备及存储介质。


    背景技术:

    1、建筑设计目前常规的工作流,一般先要通过现场考察和项目调研,进而构思概念、手绘草图,再通过参数化设计软件生成效果图,人工倒模制作三维建筑模型,整个过程从时间和空间分不同的阶段进行,不同的阶段会使用不同的设计软件辅助进行。这就导致目前一个完整的建筑设计流程割裂为几个部分,不同流程的设计成果需要在不同的软件进行拼接融合,使得建筑设计的效率较低、返工率较高。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种基于数字孪生的建筑设计方法、装置、计算机设备及存储介质,基于数字孪生平台实现建筑设计全流程的协同工作,从而辅助生成多种建筑设计方案,提升了建筑设计效率,降低了返工率。

    2、第一方面,本发明提供了一种基于数字孪生的建筑设计方法,包括如下步骤:

    3、获取目标区域的图像信息;

    4、通过所述图像信息,构建所述目标区域的三维模型,并根据所述三维模型,搭建所述目标区域的数字孪生平台;

    5、通过在所述数字孪生平台预设目标参数,确认所述目标区域的建筑强排方案;

    6、根据所述建筑强排方案,对目标区域建筑进行渲染,获取目标区域建筑效果图;

    7、通过nerf模型,对所述目标区域建筑效果图进行重建,获取目标区域的三维建筑模型。

    8、进一步地,所述通过所述图像信息,构建所述目标区域的三维模型,并根据所述三维模型,搭建所述目标区域的数字孪生平台,包括:

    9、根据相邻的所述图像信息之间的重叠部分进行定位和匹配,获取目标区域点云数据;

    10、根据所述目标区域点云数据,获取目标区域地形图和目标区域三维模型;

    11、对所述目标区域地形图和所述目标区域三维模型进行数据轻量化处理,获取优化后的实景三维模型;

    12、根据所述优化后的实景三维模型,进行场景地编和场景美术操作,搭建所述目标区域的数字孪生平台。

    13、进一步地,所述通过在所述数字孪生平台预设目标参数,确认所述目标区域的建筑强排方案,包括:

    14、获取地块的坐标信息和地块性质,并根据所述坐标信息,获取所述地块的地块红线和地块面积;

    15、根据所述地块坐标信息、所述地块性质和预设退线要求,识别所述目标区域的元素;

    16、根据所述目标区域元素和预设的目标建筑的参数阈值,生成目标建筑体块;

    17、根据所述目标建筑体块,确认所述目标区域的建筑强排方案和所述目标区域的建筑布局。

    18、进一步地,所述根据所述建筑强排方案,对目标区域建筑进行渲染,获取目标区域建筑效果图,包括:

    19、预设渲染参数、渲染风格类型和关键词,其中,所述关键词包括正向关键词和反向关键词;

    20、根据所述渲染参数、所述渲染风格类型和所述关键词,对所述建筑体块进行渲染,获取所述目标区域建筑效果图。

    21、进一步地,所述通过nerf模型,对所述目标区域建筑效果图进行重建,获取目标区域的三维建筑模型,包括:

    22、通过卷积神经网络的深度学习,获取所述目标区域建筑效果图的空间特征;

    23、对所述空间特征进行对齐融合操作,获取特征图时序拼接序列;

    24、根据所述特征图时序拼接序列,通过长短期记忆递归神经网络,获取目标区域建筑效果图的时间特征;

    25、根据所述时间特征,通过全连接层对图像采集设备参数进行预测;

    26、将所述目标区域建筑效果图输入时变nerf模型,根据所述预测的图像采集设备参数,获取所述目标区域的三维建筑模型。

    27、第二方面,本发明还提供了一种基于数字孪生的建筑设计装置,包括:

    28、图像获取模块,用于获取目标区域的图像信息;

    29、数字孪生平台搭建模块,用于通过所述图像信息,构建所述目标区域的三维模型,并根据所述三维模型,搭建所述目标区域的数字孪生平台;

    30、强排方案生成模块,用于通过在所述数字孪生平台预设目标参数,确认所述目标区域的建筑强排方案;

    31、建筑效果获取模块,用于根据所述建筑强排方案,对目标区域建筑进行渲染,获取目标区域建筑效果图;

    32、三维建筑模型获取模块,用于通过nerf模型,对所述目标区域建筑效果图进行重建,获取目标区域的三维建筑模型。

    33、进一步地,所述数字孪生平台搭建模块,还包括:

    34、点云数据获取单元,用于根据相邻的所述图像信息之间的重叠部分进行定位和匹配,获取目标区域点云数据;

    35、目标区域模型生成单元,用于根据所述目标区域点云数据,获取目标区域地形图和目标区域三维模型;

    36、实景模型优化单元,用于对所述目标区域地形图和所述目标区域三维模型进行数据轻量化处理,获取优化后的实景三维模型;

    37、场景编辑单元,用于根据所述优化后的实景三维模型,进行场景地编和场景美术操作,搭建所述目标区域的数字孪生平台。

    38、进一步地,所述三维建筑模型获取模块,还包括:

    39、空间特征获取单元,用于通过卷积神经网络的深度学习,获取所述目标区域建筑效果图的空间特征;

    40、特征图时序拼接序列获取单元,用于对所述空间特征进行对齐融合操作,获取特征图时序拼接序列;

    41、时间特征获取单元,用于根据所述特征图时序拼接序列,通过长短期记忆递归神经网络,获取目标区域建筑效果图的时间特征;

    42、参数预测单元,用于根据所述时间特征,通过全连接层对图像采集设备参数进行预测;

    43、数据输出单元,用于将所述目标区域建筑效果图输入时变nerf模型,根据所述预测的图像采集设备参数,获取所述目标区域的三维建筑模型。

    44、第三方面,本发明还提供一种计算机设备,包括:

    45、至少一个存储器以及至少一个处理器;

    46、所述存储器,用于存储一个或多个程序;

    47、当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的基于数字孪生的建筑设计方法的步骤。

    48、第四方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于数字孪生的建筑设计方法的步骤。

    49、本技术通过获取目标区域的图像信息;再通过所述图像信息,构建所述目标区域的三维模型,并根据所述三维模型,搭建所述目标区域的数字孪生平台;通过在所述数字孪生平台预设目标参数,确认所述目标区域的建筑强排方案;根据所述建筑强排方案,对目标区域建筑进行渲染,获取目标区域建筑效果图;最后通过nerf模型,对所述目标区域建筑效果图进行重建,获取目标区域的三维建筑模型。本技术将建筑设计全流程操作在一个数字孪生平台串联协同实现。实现了从地块到强排方案、从强排方案到二维建筑效果图、从二维建筑效果图到三维建筑模型的全流程串联进行,每一步设计操作可以同步联动原本割裂的设计流程、在线更改设计方案,优化原有线下多轮、反复的沟通修改过程,缩短决策链条和时间、大幅提高决策效率。

    50、为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。


    技术特征:

    1.一种基于数字孪生的建筑设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的建筑设计方法,其特征在于,所述通过所述图像信息,构建所述目标区域的三维模型,并根据所述三维模型,搭建所述目标区域的数字孪生平台,包括:

    3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的建筑设计方法,其特征在于,所述通过在所述数字孪生平台预设目标参数,确认所述目标区域的建筑强排方案,包括:

    4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的建筑设计方法,其特征在于,所述根据所述建筑强排方案,对目标区域建筑进行渲染,获取目标区域建筑效果图,包括:

    5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的建筑设计方法,其特征在于,所述通过nerf模型,对所述目标区域建筑效果图进行重建,获取目标区域的三维建筑模型,包括:

    6.一种基于数字孪生的建筑设计装置,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的建筑设计装置,其特征在于,所述数字孪生平台搭建模块,还包括:

    8.根据权利要求6所述的基于数字孪生的建筑设计装置,其特征在于,所述三维建筑模型获取模块,还包括:

    9.一种计算机设备,其特征在于,包括:

    10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的基于数字孪生的建筑设计方法的步骤。


    技术总结
    本发明提供了一种基于数字孪生的建筑设计方法、装置、设备及存储介质,通过获取目标区域的图像信息;再通过图像信息,构建目标区域的三维模型,并根据三维模型,搭建目标区域的数字孪生平台;通过在数字孪生平台预设目标参数,确认目标区域的建筑强排方案;根据建筑强排方案,对目标区域建筑进行渲染,获取目标区域建筑效果图;最后通过NeRF模型,对目标区域建筑效果图进行重建,获取目标区域的三维建筑模型。本申请将建筑设计全流程操作在一个数字孪生平台串联协同,实现每一步设计操作都可以同步联动原本割裂的设计流程、在线更改设计方案,优化原有线下多轮、反复的沟通修改过程,缩短决策链条和时间、大幅提高决策效率。

    技术研发人员:杜志远,杨家鑫,邹煜星,杨饶扬,陈嘉健,曾加贝
    受保护的技术使用者:广州市城市规划勘测设计研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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