CN114283441B - 适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和装置，所述方法包括：在二维图纸文件所展示的二维图纸上选择二维原点、楼栋楼层和构件类别信息；在二维图纸文件中选择或输入的构件类别对应的图形图元，根据选择或输入的构件类别调用相应的图形识别算法，识别出对应图元的构件控制点；在二维图纸文件中选择图形图元对应的文字图元，根据构件类别调用文字识别算法，解析文字图元中的文字；将识别出的图元和文字在显示单元上进行显示，将识别后的信息按照预设的构件编码规则生成模型文件存入数据库；调用数据库中的构件编号信息、位置信息、参数化模型尺寸信息、参数化模型附属数据信息，利用三维引擎根据需求显示。

Description

适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和装置

技术领域

本发明涉及铁路客站信息化应用领域及计算机应用领域，尤其涉及一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和装置。

背景技术

铁路客站是铁路部门办理客运业务、供旅客上下车之用的建筑，一直以来是铁路部门的重要基础设施，也是关乎人民群众交通能力的重要民用公共建筑。铁路客站具有一定的典型性，例如使用功能相同或相近，运营管理功能相通。对于铁路客站的建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)建模，一直以来采用的都是通过先设计二维图纸，根据二维图纸人工将图纸进行“翻模”，利用翻模软件的三维正向建模能力完成建模。这不但造成了人力和物力的浪费，并且，“翻模”过程中BIM工程师如果对专业内容不熟悉，还容易造成二次偏差，降低建模准确率。由于铁路客站的特殊性，对建筑物本身的模型精度要求不如常规建筑高，对于铁路客站特有的构件，又很难采用常用建模软件快速实现，因此，对于铁路客站采用三维正向建模方式并不是最优的选择方式。而如何基于铁路客站的二维图纸实现快速、准确地三维建模，是一个有待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和装置，以基于二维图纸实现快速、准确地建模。

本发明的一个方面提供了一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法，该方法包括以下步骤：

在二维设计软件中打开二维图纸文件，在二维图纸文件中的二维图纸上选择二维原点，并在显示界面上选择或输入楼栋楼层和构件类别信息；

根据选择二维原点和所述楼栋楼层确定三维原点；

在二维图纸文件中选择图形图元，根据所述选择或输入的构件类别调用相应的图形识别算法，识别出对应图形图元的构件控制点；

在二维图纸文件中选择所述图形图元对应的文字图元，根据所述选择或输入的构件类别调用文字识别算法，解析所述文字图元中的文字；

将识别出的图元和文字在显示单元上进行显示，在确认识别出的图元和文字正确的情况下，将识别后的信息按照预设的构件编码规则生成模型文件存入数据库；

调用数据库中的模型文件，获得构件编号信息、位置信息、参数化模型尺寸信息、参数化模型附属数据信息，利用三维引擎进行显示。

在本发明的一些实施例中，所述图形识别算法包括预设图元图层、预设构件类别、预设构件控制点。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述选择或输入的构件类别调用相应的图形识别算法，识别出对应图元的构件控制点包括：根据所述选择或输入的构件类别，调用对应构件类型的图形识别算法，通过从二维图纸文档的基本图元提取得到控制点坐标。

在本发明的一些实施例中，所述基本图元包括：线段、多段线、圆和圆弧；文字图元包括尺寸信息、标高信息和材料信息。

在本发明的一些实施例中，所述在二维图纸文件中选择所述图形图元对应的文字图元，根据所述选择或输入的构件类别调用文字识别算法，解析所述文字图元中的文字，包括：选择第一文字后，将与第一文字所在的文字图元选取，调用文字识别算法，根据文字关键字和文字关键逻辑、文字顺序提取文字表达信息。

在本发明的一些实施例中，所述文字识别算法包括预设的文字图层、文字关键字、文字关键逻辑、文字顺序。

在本发明的一些实施例中，所述文字关键逻辑包括：数字、特殊符号、钢筋符号的先后关系。

在本发明的一些实施例中，所述参数化模型由基本体组建，基本体包括球体、圆柱体、圆锥体、正方体、长方体。

本发明的另一方面还提供了一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模装置，该装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法的步骤。

本发明的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前所述方法的步骤。

本发明的适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和装置，可以将设计师、工程师的二维图纸成果利用简单的人工操作后，自动的转变为三维参数化模型数据，从而节省大量的人力；此外，本发明实施例中利用数据库存储数据，调用速度更快，更适宜云计算，极大的提高计算效率；本发明基于同源异构表现技术，实现了二维点数据、文字数据与三维模型数据的联动以及数据的实时传输，不同于传统的三维设计软件，可以快速实现真实数据转化。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。

图1为本发明一实施例中二维图纸识别建模方法的大致流程示意图。

图2为本发明一实施例中二维图纸识别建模方法的详细流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

针对铁路客站利用三维正向建模费工费时，容易引起二次错误的问题、以及利用三维正向建模缺少必要的参数化构件库，无法满足铁路客站特定构件模型需求的问题，以及针对现有根据二维图纸人工将图纸“翻模”导致的效率低和准确率低的问题，本发明提供了一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法和系统。

图1所示为本发明一实施例中二维图纸识别建模方法的大致流程示意图，图2为本发明一实施例中二维图纸识别建模方法的详细流程示意图。本发明的方法可以利用计算机应用程序来实现，该计算机应用程序安装在计算机设备中可构成实现本发明的方法的二维图纸识别建模系统，在该计算机应用程序被执行时实现本发明的方法步骤。在本发明实施例中，该计算机应用程序可以嵌入在现有的二维设计软件中，也可以是二维设计软件嵌入在该计算机应用程序中，但该计算机应用程序可以访问二维设计软件并从中读取操作数据。

如图1和图2所示，该二维图纸识别建模方法包括如下步骤：

步骤S110，在二维设计软件中打开二维图纸文件，在二维图纸文件中的二维图纸上选择二维原点，在显示界面上选择或输入楼栋楼层和构件类别信息，并根据二维原点和楼栋楼层确定三维原点。

其中，二维设计软件例如可以是AutoCAD、浩辰CAD、中望CAD等设计软件，这些设计软件仅为举例，本发明并不限于此。

在本发明一些实施例中，可以在应用程序的显示界面上设置二维原点选项，通过点击二维原点选项来选择或输入二维原点，也可以通过在二维设计软件的图纸的选定位置处进行右键点击或其他操作来触发二维原点选择操作，以通过操作鼠标或通过触摸触控屏等进行二维原点的确认。

在确认二维原点后，进一步可以通过弹出框来选择或输入楼栋楼层和构件类别。楼栋楼层用于对应高度信息，根据二维原点和楼栋楼层可以确定要建模的建筑物的三维原点。

选择或输入的构件类别例如可以包括柱、梁、墙、楼板、风管、水管、桥架等构件类别，其中，柱又可包括矩形结构柱、圆形结构柱等子类别，同样，梁、墙、楼板、风管、水管、桥架这些构件类别的每一个构建类别也可以包括一个或更多个构件子类别。上面列举的这些构件类别仅为举例，本发明并不限于此。根据选择或输入的构件类别可在后续步骤中相应的图形识别算法的调用。

由于在二维图纸文件中的二维图纸上也有可能存在对三维建模无用的图元信息，例如重复的图纸图元信息、用于注释的图元或文字信息、绘制错误但并未删除的图元或文字信息，因此，在本发明一些实施例中，在选择二维原点之前或之后，还可以由操作人员(设计人员或工程师)人工选择二维图纸中的无用图元，并进行删除。

步骤S120，在二维图纸文件中选择图形图元，根据选择或输入的构件类别调用相应的图形识别算法，识别出对应图形图元的构件控制点，从而识别出所选择的图形图元。

不同构件类别的图元通常具有不同的特点，例如，对于构件类别为“柱”的图元，其具有图层一致、各图元首尾相接能形成封闭图型的特点。针对各构件类别的图元的特点可以设计对应的图元图层和构件控制点。在本发明实施例中，针对不同构件类型的图元，预先构建有对应的图形识别算法。其中，图形识别算法中包含有预设的图元图层信息、预设的构件类别信息和各构件类别对应的预设的构件控制点信息。根据图形图元的构件类别可以识别出对应的预设构件控制点。

在本步骤中，在选取了二维图纸中特定构建类别的图形图元后，根据构件类别调用相应的图形识别算法，可以基于调用的图形识别算法来识别出选择的图形图元的构件控制点，从而识别出所选择的图形图元。在本发明实施例中，对图形图元的选择可以通过点选或框选来实现。例如，人工在显示屏幕上点选第一图元后，便选取了与第一图元相同图层的图元，根据预设的构件类别，调用对应构件类型的图形识别算法，可通过从二维图纸文档的基本图元中提取得到控制点坐标。其中，基本图元可包括线段、多段线、圆和圆弧等。

对于构件类别为“柱”的图元，其具有图层一致、各图元首尾相接能形成封闭图型的特点，相应地被设计有体现这些特点的构件控制点。通过调用能够识别这些构件控制点的图形识别算法，可以识别出图元“柱”的构件控制点。

更具体地，矩形结构柱的控制点为四个相互首尾相交线段图元的四个端点，圆心结构柱的控制点为圆图元的圆心点，矩形结构梁的控制点为两个相互平行的线段的四个端点。通过调用相应的图形识别算法，可以识别出选择的这些图形图元的构件控制点。

类似地，也可以识别出其他构件类别的图元的构件控制点。

步骤S130，在二维图纸文件中选择所述图形图元对应的文字图元，根据选择或输入的构件类别调用文字识别算法，解析所述文字图元中的文字。

文字图元为二维CAD图纸中对平面表达构件的文字描述，包含构件名称、尺寸信息、标高信息、材料信息和图层信息等，此外还可以包括和其他构件的位置关系逻辑和先后逻辑等信息。例如柱文字可以根据平法规则解析为柱长、柱宽、柱纵筋数量、柱纵筋直径、柱箍筋直径、柱箍筋间距、柱箍筋加密区长度等信息；又例如，梁文字可解析为梁宽、梁高、梁箍筋、梁纵筋、梁腰筋、梁顶标高等。

文字识别算法可识别文字图元中的以下部分或全部信息：预设的文字图层、文字关键字、文字关键逻辑和文字顺序等。其中，文字关键字例如可以包括构件名称、构件尺寸等信息。文字关键逻辑可包括数字、特殊符号、钢筋符号的先后关系等。例如，梁箍筋的文字关键逻辑的表达为钢筋符号+数字(如钢筋直径)+特殊符号+数字(如钢筋间距)，其中，特殊符号用于；梁纵筋的文字关键逻辑的表达可为数字(如钢筋个数)+钢筋符号+数字(如钢筋直径)。

当人工利用鼠标或触摸触控屏在显示屏上点选了第一文字，便选取了第一文字所在图层的所有文字图元，调用文字识别算法，便可根据文字关键字、文字关键逻辑和文字顺序等提取文字表达信息。

利用含有文字识别规则的文字识别算法可将二维图纸中的特定图元文字解析出来，例如柱文字可以根据平法规则解析识别出柱长、柱宽、柱纵筋数量、柱纵筋直径、柱箍筋直径、柱箍筋间距和柱箍筋加密区长度等信息。

步骤S140，将识别出的图元和文字在显示单元(如显示屏)的显示界面上进行显示，在确认识别出的图元和文字正确的情况下，将识别后的信息按照预设的构件编码规则生成模型文件存入数据库。

在本发明一实施例中，可以由操作者人工确认显示屏上显示的识别出的图元和文字是否存在识别错误的部分，如果存在识别错误的部分，可以由操作者选定存在错误的部分，并人工进行编辑和修改。

在本发明另一实施例中，也可以由系统基于文字关键逻辑(如基于构件的位置关系逻辑或先后关系逻辑)来自动确认有可能识别错误的位置，并对有可能识别错误的位置自动突出显示，然后由操作者确认该突出显示的位置是否的确存在识别错误，如果是，则人工进行修改。

人工修改过程结束并确认图元和文字正确后，或者在无需人工修改就确认图元和文字正确后，系统根据识别的构件控制点和文字可提取构件位置信息、构件平面尺寸信息、构件高度信息和构件附属信息等，其中，构件附属信息包括构件材质信息、构件分类信息、构件使用信息等。

更具体地，根据识别出的构件控制点，调用预先建立的构件识别算法，识别并提取出构件位置信息和构件平面尺寸信息等。根据识别出的构件文字，调用构件识别算法，可识别并提取出构件高度信息和构件附属信息等。

在识别并提取出构件位置信息、构件平面尺寸信息、构件高度信息和构件附属信息后，利用自定义的参数化模型来定义数据项，进一步将识别后的信息按照预设构件编码规则进行构件编码后存入数据库。构件编码获得的构件编号信息是根据构件编码体系基于预设的构件编码规则由系统自动生成的。构件位置信息除了原点信息是人工定义的之外，其他是系统在图形图元和文字图元的识别阶段自动识别的。

在本发明实施例中，参数化模型是由基本体组建的，基本体可包括球体、圆柱体、圆锥体、正方体和长方体等。通过基本体建立的组合体可作为一个模型，模型通过设定可定义整体的构件参数如长、宽、高、材料、反光度、贴图、等参数，即得到参数化模型，用户通过修改参数可改变模型显示效果。

在本发明实施例中，对于无法识别的构件，可人工建立参数化模型，并通过二维图形引擎的构件类别弹出框调用该参数化模型并人工选择模型位置，完成人工干预后保存完整的模型文件并存入BIM模型的构件数据库，模型文件中可包含构件编号信息、位置信息、模型参数信息和模型附属数据信息，模型附属数据信息可包括编辑者姓名、编辑时间、模型版本信息等。

由此，便建立了二维图纸中的构件与参数化模型的对应关系。

步骤S150，调用数据库中的模型文件，获得构件编号信息、位置信息、参数化模型尺寸信息、参数化模型附属数据信息，利用三维引擎根据需求进行显示。

也即，在本步骤中，可以利用三维引擎调用数据库中的模型文件的方式，来调用数据库中的构件编号信息、位置信息、参数化模型尺寸信息、参数化模型附属数据信息，以利用三维引擎实现铁路客站建模的三维显示。

在本发明实施例中，三维引擎例如可以是SolidWorks、中望3D、浩辰3D等引擎，但本发明并不限于此。

基于本发明的方法，可以将设计师、工程师的二维图纸成果利用简单的人工操作后，自动的转变为三维参数化模型数据，从而节省大量的人力；此外，本发明实施例中利用数据库存储数据，调用速度更快，更适宜云计算，极大的提高计算效率；本发明基于同源异构表现技术，实现了二维点数据、文字数据与三维模型数据的联动以及数据的实时传输，不同于传统的三维设计软件，可以快速实现真实数据转化。

本发明的二维图纸识别建模不仅适用于铁路客站，同样适用于其他需要将二维图纸转换为三维建模的三维建模场景。

与上述方法相应地，本发明还提供了一种二维图纸识别建模装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在二维设计软件中打开二维图纸文件，在二维图纸文件中的二维图纸上选择二维原点，并在显示界面上选择或输入楼栋楼层和构件类别信息；

根据选择二维原点和所述楼栋楼层确定三维原点；

在二维图纸文件中选择图形图元，根据所述选择或输入的构件类别调用相应的图形识别算法，根据图形图元的构件类别信息和图形识别算法识别出对应图形图元的构件控制点，并根据构件控制点识别出所选择的图形图元，其中，所述图形识别算法中包含有预设的图元图层信息、预设的构件类别信息和各构件类别对应的预设的构件控制点信息；

在二维图纸文件中选择所述图形图元对应的文字图元，根据所述选择或输入的构件类别调用文字识别算法，解析所述文字图元中的文字；

将识别出的图元和文字在显示单元上进行显示，在确认识别出的图元和文字正确的情况下，将识别后的信息按照预设的构件编码规则生成模型文件存入数据库；

调用数据库中的模型文件，获得构件编号信息、位置信息、参数化模型尺寸信息、参数化模型附属数据信息，利用三维引擎进行显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在二维图纸文件中选择图形图元，根据所述选择或输入的构件类别信息调用相应的图形识别算法，根据图形图元的构件类别信息和图形识别算法识别出对应图形图元的构件控制点包括：

根据所述选择或输入的构件类别，调用对应构件类型的图形识别算法，通过从二维图纸文档的基本图元提取得到控制点坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基本图元包括：线段、多段线、圆和圆弧；

文字图元包括尺寸信息、标高信息和材料信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在二维图纸文件中选择所述图形图元对应的文字图元，根据所述选择或输入的构件类别调用文字识别算法，解析所述文字图元中的文字，包括：

选择第一文字后，将与第一文字所在的文字图元选取，调用文字识别算法，根据文字关键字和文字关键逻辑、文字顺序提取文字表达信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述文字识别算法包括预设的文字图层、文字关键字、文字关键逻辑、文字顺序。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述文字关键逻辑包括：数字、特殊符号、钢筋符号的先后关系。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述参数化模型由基本体组建，基本体包括球体、圆柱体、圆锥体、正方体、长方体。

8.一种适用于铁路客站的二维图纸识别建模装置，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。