建筑领域由于各专业之间信息的不对称性,常常导致发生管线碰撞的情况。而BIM技术将建设、设计、施工和监理单位等项目参与方放到同一平台上,利用BIM中的碰撞检测软件可及早发现问题,避免潜在的碰撞,从而减少返工,节省人力物力。因此,提高碰撞检测的精度在建筑领域有非常重要的意义。本文的主要研究内容如下:(1)开发了BIM图形系统,可实现暖通专业常见管线的建模。本文的碰撞检测模型均可在该软件上建立,该软件实用性强且界面简单,可有效提高建模效率。(2)详细描述了层次包围盒算法,其可分为包围球(Sphere)、沿坐标轴的轴向包围盒(AABB)、方向包围盒(OBB)、离散方向多面体(K-DOP)等。本文着重研究了基于K-DOP的碰撞检测方法。K-DOP是一种有向多面体,通过调整K的大小,可在紧密性和简单性之间达到相对平衡。因此,更适用于复杂的管线系统。案例分析中针对可能会出现的两大类的情况,首先构建8-DOP,然后用C++编程检测是否碰撞。将检测结果与实际情况做对比。其中,出现了对象实际不碰撞,检测却碰撞的错误情况。(3)提出了基于主成分分析的碰撞检测算法。该算法利用降维的思想将多个成分转化为少数几个成分作为主成分,其中获得的主成分可以体现初始数据的大量信息。将研究对象的主成分作为法向量来构建K-DOP,可使包围盒更加均匀且贴近物体形状,从而可进一步提高检测的正确性。案例分析中针对8-DOP中检测错误的情况,提出了两种优化算法。其一是在8-DOP的基础上增加两个基于主成分的法向量来构建成12-DOP,其二是增加两个固定的法向量构建成12-DOP。之后为进一步提高检测的精度,将这两种方法结合起来构建成16-DOP。