一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法。它包括如下步骤，步骤一：将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上；步骤二：计算每组散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区；步骤三：构建标注线和标注文本卷积核；步骤四：计算标注线损失权重图、局部标注文本干涉图；步骤五：在标注兴趣区内检索计算散布筋标注，若存在满足检索要求的散布筋标注，则进行绘制；步骤六：基于标注文本卷积核构建全局标注文本干涉图，基于钢筋图构建像素有向连通图；步骤七：在全图范围检索计算散布筋标注，并进行绘制。本发明专利技术具有能够基于三维模型的剖切视图信息，自动生成干涉小、结构规整且易于阅读散布筋标注的优点。散布筋标注的优点。散布筋标注的优点。

An automatic annotation method of anti-interference scattered reinforcement for three-dimensional design reinforcement drawing

【技术实现步骤摘要】
一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法


[0001]本专利技术涉及水利工程
和计算机辅助设计领域，更具体地说它是一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法。

技术介绍

[0002]随着计算机辅助设计技术的发展与推广，基于三维建模的出图方法已成为工程
的主流。该出图方法凭借其直观性、便捷性、统一性以及可扩展性，极大地提升了工程出图的效率和品质。然而，该方法主要利用传统的剖切和投影算法来实现工程图中模型结构的绘制，而很难做到标注的自动创建和布局。
[0003]钢筋图是水利工程行业主要设计成果之一。除水工结构线和钢筋点线外，它还包含钢筋标注。定义以直线段形式均匀散布在钢筋图上的钢筋组为散布筋，当钢筋数量较多时，散布筋通常被抽象为首位两根钢筋。散布筋标注用于表示散布筋的钢筋组属性和散布范围。散布筋标注因标注对象繁多、组合形式灵活、布局位置广泛且容易与其他结构干涉等原因，而往往需要较大的人工成本完成其布局和绘制。
[0004]为减少钢筋标注的工作量，专利CN102831259B中提出了一种钢筋自动标注方法。该方法在初始化所有钢筋标注之后，基于局部网格划分和碰撞检测计算钢筋标注的评估值，并迭代优化标注方位使其评估值满足一定要求，从而实现具有一定抗干涉能力的钢筋标注自动布局和绘制。然而，专利CN102831259B并未明确评估值的具体定义，标注的布局位置也受限于局部的优化调整区域。当钢筋图布局紧凑或结构复杂时，基于该专利所绘制的散步筋标注可能出现较大的干涉问题。
[0005]在商业软件领域，三维配筋软件VisualFL的二维出图模同样块附带散布筋标注功能。尽管VisualFL在水利工程行业有着较高的知名度和普及度，其输出的钢筋图中散布筋标注仍存在干涉和布局混乱的问题，使得钢筋图的可读性较差。
[0006]综上所述，现有的基于计算机辅助设计的钢筋图散布筋标注方法或需要较大的人工参与，或无法避免标注的干涉和布局混乱问题。因此，开发一种能自动生成干涉少、布局规整且易于阅读散布筋标注的标注方法十分必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了提供一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，该方法能够基于三维模型的剖切视图信息，自动生成干涉小、结构清晰且易于阅读的散布筋标注，旨在解决现有钢筋图散布筋标注方案输出结果存在的标注重叠、布局混乱以及可读性差的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：包括如下步骤，
[0009]步骤一：读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上；
[0010]步骤二：对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区；
[0011]以标注线布局区面积从小到大的顺序，依次对钢筋图中每组散布筋执行步骤三至步骤七；
[0012]步骤三：基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核；
[0013]步骤四：在标注线布局区内，基于标注线卷积核的卷积操作以及像素位置关系的计算，得到标注线损失权重图；在标注文本理想布局区内，分别用各候选方向标注文本卷积核进行卷积，得到各候选方向的局部标注文本干涉图；
[0014]步骤五：基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，在标注兴趣区内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的代理标注线与标注文本组合；若存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则基于检索结果计算并绘制散布筋标注，并跳至下一组散布筋标注过程；若不存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则继续执行步骤六、步骤七；
[0015]步骤六：分别用各候选方向标注文本卷积核对整张钢筋图卷积，得到各候选方向的全局标注文本干涉图；以钢筋图像素为节点、相邻像素之间为边，构建像素有向连通图；
[0016]步骤七：基于标注线损失权重图、各候选方向全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，在全图范围内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，基于检索结果绘制散布筋标注。
[0017]在上述技术方案中，在步骤一中，读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上，具体过程如下：
[0018]S1a：定义形状类及其功能函数；其中，形状类包括：直线、弧以及B样条；功能函数包括：初始化、坐标变换、绘制、采样点获取、法向量获取、边缘伸展、法向量方向扩展等；
[0019]S1b：读取三维模型的剖切视图信息，将其中的矢量形状初始化为形状对象；
[0020]S1c：初始化高分辨率栅格图，构建剖切视图到栅格图的坐标映射关系，调用形状对象的坐标变换函数和绘制函数，将结构线和钢筋点线以不同赋值绘制到栅格钢筋图上。
[0021]在上述技术方案中，在步骤二中，对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区，具体过程如下：
[0022]S2a：对于每组散布筋，在其钢筋方向两侧分别计算一条垂直于钢筋的直线段，使得直线段刚好覆盖所有散布筋；定义两侧直线段之间散布筋所覆盖的区域为标注线布局区，并计算其面积；
[0023]S2b：对于每组散布筋，将其标注线布局区沿着钢筋两侧扩展，扩展距离为标注文本的宽度；定义扩展后的区域为标注文本理想布局区；
[0024]S2c：计算标注文本理想布局区的包围盒，定义包围盒在钢筋图上的覆盖区域为标注兴趣区。
[0025]在上述技术方案中，在步骤三中，基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积
核和各候选方向标注文本卷积核，具体过程如下：
[0026]S3a：定义代理标注线为两侧带箭头的线段，其长度等于散布筋的分布距离，方向与钢筋垂直；构建尺寸和代理标注线包围盒相同的矩阵，将代理标注线绘制于矩阵上从而得到标注线卷积核；
[0027]S3b：根据散布筋所对应钢筋组编号、根数、等级、直径和间距信息，确定标注文本内容；确定标注文本候选方向，其布局优先级从大到小分别为：平行于标注线、垂直于标注线；
[0028]S3c：对于每种标注文本候选方向，构建边长等于标注文本包围盒对角线长度的方阵；在方阵上以高赋值绘制该方向的标注文本，以低赋值在标注文本上下两端绘制线段；线段长度为标注文本长度，方向与标注文本方向相同；定义绘制后的方阵为标注文本卷积核。
[0029]在上述技术方案中，在步骤四中，在标注线布局区内，基于标注线卷积核的卷积操作以及像素位置关系的计算，得到标注线损失权重图；在标注文本理想布局区内，分别用各候选方向标注文本卷积核进行卷积，得到各候选方向的局部标注文本干涉图，具体过程如下：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上；步骤二：对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区；以标注线布局区面积从小到大的顺序，依次对钢筋图中每组散布筋执行步骤三至步骤七；步骤三：基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核；步骤四：基于标注线布局区和标注线卷积核计算标注线损失权重图，基于标注文本理想布局区和标注文本卷积核计算局部标注文本干涉图；步骤五：基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，在标注兴趣区内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的代理标注线与标注文本组合；若存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则基于检索结果计算并绘制散布筋标注，并跳至下一组散布筋标注过程；否则，则继续执行步骤六；步骤六：基于标注文本卷积核构建全局标注文本干涉图，基于钢筋图构建像素有向连通图；步骤七：基于标注线损失权重图、全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，在全图范围内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，并将其绘制到钢筋图上。2.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤一中，读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上，具体过程如下：S1a：定义形状类及其功能函数；其中，形状类包括：直线、弧以及B样条；功能函数包括：初始化、坐标变换、绘制、采样点获取、法向量获取、边缘伸展、法向量方向扩展；S1b：读取三维模型的剖切视图信息，将其中的矢量形状初始化为形状对象；S1c：初始化高分辨率栅格图，构建剖切视图到栅格图的坐标映射关系，调用形状对象的坐标变换函数和绘制函数，将结构线和钢筋点线以不同赋值绘制到栅格钢筋图上。3.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤二中，对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区，具体过程如下：S2a：对于每组散布筋，在其钢筋方向两侧分别计算一条垂直于钢筋的直线段，使得直线段刚好覆盖所有散布筋；定义两侧直线段之间散布筋所覆盖的区域为标注线布局区，并计算其面积；S2b：对于每组散布筋，将其标注线布局区沿着钢筋两侧扩展，扩展距离为标注文本的宽度；定义扩展后的区域为标注文本理想布局区；S2c：计算标注文本理想布局区的包围盒，定义包围盒在钢筋图上的覆盖区域为标注兴趣区。
4.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤三中，基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核，具体过程如下：S3a：定义代理标注线为两侧带箭头的线段，其长度等于散布筋的分布距离，方向与钢筋垂直；构建尺寸和代理标注线包围盒相同的矩阵，将代理标注线绘制于矩阵上从而得到标注线卷积核；S3b：根据散布筋所对应钢筋组编号、根数、等级、直径和间距信息，确定标注文本内容；确定标注文本候选方向，其布局优先级从大到小分别为：平行于标注线、垂直于标注线；S3c：对于每种标注文本候选方向，构建边长等于标注文本包围盒对角线长度的方阵；在方阵上以高赋值绘制该方向的标注文本，以低赋值在标注文本上下两端绘制线段；线段长度为标注文本长度，方向与标注文本方向相同；定义绘制后的方阵为标注文本卷积核。5.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤四中，基于标注线布局区和标注线卷积核计算标注线损失权重图，基于标注文本理想布局区和标注文本卷积核计算局部标注文本干涉图，具体过程如下：S4a：从钢筋图上截取标注兴趣区，赋予标注线布局区之外的像素高权值，并用标注线卷积核对其卷积，从而得到标注线干涉图；S4b：构建尺寸和标注兴趣区相同的栅格图，计算栅格图各像素到标注线布局区竖直中心线的距离，得到标注线位置损失权重图；S4c：将标注线干涉图和标注线位置损失权重图加权求和，得到标注线损失权重图；S4d：对于每种候选标注文本方向，从钢筋图上截取标注兴趣区，赋予标注文本理想布局...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小毛，陈尚法，谢明霞，廖杰，彭扬平，徐刚，谭海蝉，张乐，高蔚，刘子健，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：