專利名稱：多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程圖中全局坐標(biāo)系的計(jì)算方法，特別是一種多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下 全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法。
技術(shù)背景CAD技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用到包括機(jī)械、制造、建筑、電子、化工、道路橋梁在內(nèi) 的多個(gè)工程領(lǐng)域。在許多工程應(yīng)用中(如概預(yù)算、招投標(biāo)等工程數(shù)據(jù)計(jì)算)，經(jīng)常需要 根據(jù)某一 CAD工程圖中的圖紙坐標(biāo)計(jì)算出多關(guān)聯(lián)圖環(huán)境下的全局邏輯坐標(biāo)。而一個(gè)工 程項(xiàng)目往往由多張關(guān)聯(lián)工程圖組成；同一張工程圖中也可能進(jìn)一步劃分為若干圖形上獨(dú) 立、內(nèi)容上關(guān)聯(lián)的區(qū)域，以描述不同側(cè)面。比如表示機(jī)械部件的三視圖描述(可在一張 工程圖的不同區(qū)域描述，也可分為三張工程圖描述)；而要完整描述一棟建筑外觀及其 內(nèi)部設(shè)計(jì)，往往需要數(shù)十張相互關(guān)聯(lián)的工程圖。根據(jù)所描述的內(nèi)容不同，這些關(guān)聯(lián)工程 圖可以分別采用不同的圖形尺寸與比例來繪制，如可在某張圖中以大比例詳細(xì)繪制某個(gè) 工程對(duì)象的細(xì)節(jié)部分，而在其它圖中該工程對(duì)象僅以較小的比例示意性表示其位置和輪 廓，也可能出現(xiàn)方向旋轉(zhuǎn)、位置偏移等。因此，給定一工程圖中的某一圖紙坐標(biāo)，并不 能直接用于精確計(jì)算各種工程數(shù)據(jù)，必須轉(zhuǎn)換到多關(guān)聯(lián)工程圖整合條件下的、以尺寸線 長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)字符串為依據(jù)的全局邏輯坐標(biāo)。該轉(zhuǎn)換過程需要一系列的工程圖相互比較、參 考及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，人工計(jì)算極易產(chǎn)生誤差，且效率較低。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述CAD工程圖坐標(biāo)系計(jì)算方法的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一 種多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的目的，本發(fā)明提供的一種多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征是在輸入工程項(xiàng)目后，還包括以下步驟(1)取一張工程圖，并對(duì)該圖計(jì)算初始閾值A(chǔ) (2)計(jì)算該工程圖中所包含的游離標(biāo)線；(3)對(duì)相互平行且投 影重疊的游離線條由左至右或由下至上排序；(4)若兩根相鄰的平行游離線條共享某中 部垂直線條，且在交點(diǎn)處可搜索到短斜線，則生成一個(gè)候選尺寸線；(5)由一組共享某 游離線條的候選尺寸線生成尺寸線組；(6)分別將尺寸線組與臨近的長(zhǎng)度字符串配對(duì)； (7)對(duì)每一個(gè)尺寸線組，找到與其垂直的所有尺寸線組，并取離其最近的一個(gè)，按逆 時(shí)針次序生成一個(gè)正交軸網(wǎng)；(8)比較每個(gè)正交軸網(wǎng)，取其尺寸標(biāo)識(shí)范圍最大的一個(gè)正 交軸網(wǎng)作為該工程圖的局部邏輯坐標(biāo)系；記錄其它正交軸網(wǎng)相對(duì)于局部邏輯坐標(biāo)系的平 移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換矩陣i^; (9)判斷判斷所述工程項(xiàng)目中所有工程圖是否遍歷結(jié)束， 如果判斷結(jié)果為是，則跳至步驟(11); (10)若上述判斷結(jié)果為否，則返回步驟(1);(11)比較每個(gè)局部邏輯坐標(biāo)系，取尺寸標(biāo)識(shí)范圍最大的局部邏輯坐標(biāo)系作為全局邏輯 坐標(biāo)系；記錄其它局部邏輯坐標(biāo)系相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換矩陣 生成全局坐標(biāo)系。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(1)中，閾值c/的 計(jì)算方法為該工程圖中字符串的平均高度。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(2)中，還進(jìn)一步 包括以下步驟(a)在該工程圖中對(duì)直線段進(jìn)行端點(diǎn)連接檢査，若兩端點(diǎn)處無相交線條， 則標(biāo)記其為游離線條，否則標(biāo)記為排除線條；(b)若某個(gè)游離線條長(zhǎng)度小于0.5A或大 于則標(biāo)記為排除線條；(c)若某個(gè)游離線條中部無垂直相交線條，則標(biāo)為排除線 條。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(3)和步驟(4)中，所述平行游離線條Vi和力的角度誤差閾值按如下公式計(jì)算-
其中l(wèi)ength(")、 length(")為線條v,、"的長(zhǎng)度。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(3)中，兩根平行 線條的投影重疊定義為重疊長(zhǎng)度占較短線條長(zhǎng)度比例大于0.3且小于等于1。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(4)中，短斜線長(zhǎng) 度應(yīng)小于d且大于0.2d。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(8)中，3fi按如下 公式計(jì)算<formula>formula see original document page 5</formula>其中OCft^)為某一正交軸網(wǎng)在該圖局部邏輯坐標(biāo)系中的原點(diǎn)定位點(diǎn)坐標(biāo)，P是該正交軸網(wǎng)相對(duì)于該圖局部邏輯坐標(biāo)系的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。在所述多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的步驟(11)中，AO按如 下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 5</formula>
其中(w,")為某一局部邏輯坐標(biāo)系的原點(diǎn)相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)，0 是該局部邏輯坐標(biāo)系相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。有益效果本發(fā)明在CAD環(huán)境中輸入一組以不同比例、方向繪制的關(guān)聯(lián)圖，并根據(jù)要求生成便于識(shí)別和計(jì)算的工程項(xiàng)目的全局坐標(biāo)系，節(jié)省大量人工計(jì)算開銷，減少了 人工計(jì)算坐標(biāo)系帶來的誤差。有效提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)效率。該方法具有較高的通用性， 可適用于多種工程領(lǐng)域。


圖l:本發(fā)明的工作流程圖。圖2:本發(fā)明檢測(cè)出的兩個(gè)尺寸線組的示例圖。 圖3:尺寸線組中尺寸線和尺寸標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度字符串配對(duì)示例圖。 圖4: 一張實(shí)際工程圖的示例圖。 圖5:對(duì)圖4局部邏輯坐標(biāo)系識(shí)別后的結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法的基本出發(fā)點(diǎn)是通過自動(dòng)識(shí)別工 程圖中的尺寸線，逐步組合成正交軸網(wǎng)、局部邏輯坐標(biāo)系和全局邏輯坐標(biāo)系并記錄相應(yīng) 變換矩陣，最后生成全局坐標(biāo)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更加詳細(xì)的解釋如圖1所示。圖1中的步驟l是初始動(dòng)作。步驟2輸入一工程項(xiàng)目，其中包含一組 關(guān)聯(lián)圖。步驟3取其中一張工程圖。步驟4由給定工程圖計(jì)算本圖閾值A(chǔ)該閾值計(jì)算方法是取本圖中所有字符串，統(tǒng)計(jì)其平均高度。各工程圖繪制比例、尺寸可能不同，其中一張工程圖中的字符串平l高 度可用于表征本圖與距離相關(guān)的閾值。步驟5在給定工程圖中檢測(cè)游離線條。游離線條定義為兩端點(diǎn)處無連接或以任意形 狀相交的直線段，但其中間位置可以有垂直相交的直線段。游離線條長(zhǎng)度范圍必須在 3c/之間，以排除過短或過長(zhǎng)的直線段。所得游離線條作為候選尺寸線的邊界線， 因此步驟6將平行且投影重疊的一組游離線條按從左至右(對(duì)非豎直線段)或從下至上 (對(duì)豎直線段)依次排序。在判斷兩條平行游離線時(shí)，所用的角度閾值按如下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 6</formula>該公式考慮了游離線段長(zhǎng)度及本圖平均字符串高度對(duì)平行角度閾值的影響，其中的3為初始閾值(單位度)。投影重疊的判斷方法是取平行游離線條的重疊長(zhǎng)度，除以兩 條平行游離線條中較短線條長(zhǎng)度，若所得比例大于0.3且小于等于1，則為投影重疊，否則予以排除。步驟7在步驟6所得的一組相關(guān)平行游離線條中搜索中間位置的共享垂直線，且從 其交點(diǎn)處進(jìn)一步檢測(cè)是否有短斜線存在，若成功則生成候選尺寸線。其中短斜線定義為 長(zhǎng)度小于d且大于0.2d的直線段。在所得候選尺寸線基礎(chǔ)上，步驟8將共享中部垂直線 的一組互相連接的候選尺寸線組合為一個(gè)尺寸線組，然后以該共享中部垂直線為基準(zhǔn)， 在垂直距離閾值1.5*^范圍內(nèi)搜索距離最短的長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)字符串，并逐一與該尺寸線組中 的尺寸線配對(duì)。圖2給出了自動(dòng)檢測(cè)出的兩個(gè)尺寸線組，其中尺寸標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度字符串尚未 配對(duì)。圖3在圖2基礎(chǔ)上完成了尺寸線組中尺寸線和尺寸標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度字符串配對(duì)。尺寸標(biāo) 識(shí)長(zhǎng)度字符串用于描述邏輯上的全局長(zhǎng)度，而非圖紙坐標(biāo)長(zhǎng)度。圖1的步驟9在該工程圖中以逆時(shí)針次序遍歷所得尺寸線組，并由兩個(gè)正交且靠近 的尺寸線組生成一個(gè)正交軸網(wǎng)。圖4表示一張實(shí)際工程圖的示例圖，具體是結(jié)構(gòu)工程圖 中的板平面圖。步驟IO生成該工程圖的局部邏輯坐標(biāo)系，方法是:遍歷該圖所有已識(shí)別的正交軸網(wǎng)， 對(duì)該正交軸網(wǎng)中的尺寸標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度字符串累加，取標(biāo)識(shí)范圍最大的一個(gè)作為該工程圖的局 部邏輯坐標(biāo)系。其它各正交軸網(wǎng)按相對(duì)于該局部邏輯坐標(biāo)系的相對(duì)平移、旋轉(zhuǎn)及縮放關(guān) 系，記錄其變換矩陣。該變換矩陣可表示為1 sing co- - 4sinS-力sinS 、00 1 )其中(&，力)為某一正交軸網(wǎng)在該圖局部邏輯坐標(biāo)系中的原點(diǎn)定位點(diǎn)坐標(biāo)，^是該正交 軸網(wǎng)相對(duì)于該圖局部邏輯坐標(biāo)系的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。圖5在局部邏輯坐標(biāo)系識(shí)別后的結(jié)果圖；單擊可選中整個(gè)局部邏輯坐標(biāo)系(其中對(duì)應(yīng)尺寸線、尺寸線組、正交軸網(wǎng)均呈選 中狀態(tài))。重復(fù)步驟3至步驟10，直至所有工程圖被處理，并生成各自的局部邏輯坐標(biāo)系。然 后步驟11判斷是否遍歷了所有關(guān)聯(lián)工程圖，如果判斷結(jié)果為否，則繼續(xù)遍歷下一張關(guān) 聯(lián)工程圖；如果判斷結(jié)果為是，進(jìn)行步驟12，取其中表示范圍最大的一個(gè)局部邏輯坐標(biāo)系作為全局邏輯坐標(biāo)系，其它各圖的局部邏輯坐標(biāo)系按相對(duì)于該全局邏輯坐標(biāo)系的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放關(guān)系記錄相應(yīng)變換矩陣。該矩陣可按下式計(jì)算<formula>formula see original document page 7</formula>
其中(M W)為某一局部邏輯坐標(biāo)系的原點(diǎn)相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)，0 是該局部邏輯坐標(biāo)系相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。以此生成多關(guān)聯(lián)工程圖 環(huán)境下工程項(xiàng)目的全局坐標(biāo)系。
權(quán)利要求
1、 一種多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征是在輸入工程項(xiàng) 目后，還包括以下步驟(1) 取一張工程圖，并對(duì)該圖計(jì)算初始閾值A(chǔ)(2) 計(jì)算該工程圖中所包含的游離標(biāo)線；(3) 對(duì)相互平行且投影重疊的游離線條由左至右或由下至上排序；(4) 若兩根相鄰的平行游離線條共享某中部垂直線條，且在交點(diǎn)處可搜索到短斜 線，則生成一個(gè)候選尺寸線；(5) 由一組共享某游離線條的候選尺寸線生成尺寸線組；(6) 分別將尺寸線組與臨近的長(zhǎng)度字符串配對(duì)；(7) 對(duì)每一個(gè)尺寸線組，找到與其垂直的所有尺寸線組，并取離其最近的一個(gè)， 按逆時(shí)針次序生成一個(gè)正交軸網(wǎng)；(8) 比較每個(gè)正交軸網(wǎng)，取其尺寸標(biāo)識(shí)范圍最大的一個(gè)正交軸網(wǎng)作為該工程圖的 局部邏輯坐標(biāo)系；記錄其它正交軸網(wǎng)相對(duì)于局部邏輯坐標(biāo)系的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換矩 陣械；(9) 判斷判斷所述工程項(xiàng)目中所有工程圖是否遍歷結(jié)束，如果判斷結(jié)果為是，則 跳至步驟(11);(10) 若上述判斷結(jié)果為否，則返回步驟(1);(11) 比較每個(gè)局部邏輯坐標(biāo)系，取尺寸標(biāo)識(shí)范圍最大的局部邏輯坐標(biāo)系作為全局 邏輯坐標(biāo)系；記錄其它局部邏輯坐標(biāo)系相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換 矩陣iJ/2;生成全局坐標(biāo)系。
2、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，步驟(1)中，閾值c/為該工程圖中字符串的平均高度。
3、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，步驟(2)還進(jìn)一步包括以下步驟(a)在該工程圖中對(duì)直線段進(jìn)行端點(diǎn)連接檢査, 若兩端點(diǎn)處無相交線條，則標(biāo)記其為游離線條，否則標(biāo)記為排除線條；(b)若某個(gè)游離 線條長(zhǎng)度小于或大于3d,則標(biāo)記為排除線條；(C)若某個(gè)游離線條中部無垂直相 交線條，則標(biāo)記為排除線條。
4、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，步驟(3)和步驟(4)中所述平行游離線條"和y/的角度誤差閾值按如下公式計(jì)算:<formula>formula see original document page 2</formula>)其中l(wèi)ength(v,)、 length(力)為線條v,、力的長(zhǎng)度。
5、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，在步驟(3)中，兩根平行線條的投影重疊定義為重疊長(zhǎng)度占較短線條長(zhǎng)度比例大 于0.3且小于等于l。
6、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，在步驟(4)中，短斜線長(zhǎng)度應(yīng)小于c/且大于0.2d。
7、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，在步驟(8)中，Jlf/按如下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula>其中(XftW)為某一正交軸網(wǎng)在該圖局部邏輯坐標(biāo)系中的原點(diǎn)定位點(diǎn)坐標(biāo)，0是該正 交軸網(wǎng)相對(duì)于該圖局部邏輯坐標(biāo)系的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。
8、 如權(quán)利要求l所述的多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其特征 是，在步驟(11)中，A/^按如下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula>其中(化w)為某一局部邏輯坐標(biāo)系的原點(diǎn)相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)，6 是該局部邏輯坐標(biāo)系相對(duì)于全局邏輯坐標(biāo)系的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多關(guān)聯(lián)工程圖環(huán)境下全局坐標(biāo)系的自動(dòng)計(jì)算方法，其基本出發(fā)點(diǎn)是通過自動(dòng)識(shí)別工程圖中的尺寸線，逐步組合成正交軸網(wǎng)、局部邏輯坐標(biāo)系和全局邏輯坐標(biāo)系并記錄相應(yīng)變換矩陣，最后生成全局坐標(biāo)系。本發(fā)明的有益效果在于，在CAD環(huán)境中輸入一組以不同比例、方向繪制的關(guān)聯(lián)圖，可自動(dòng)生成工程項(xiàng)目的全局坐標(biāo)系；而該全局坐標(biāo)系是精確計(jì)算各種工程數(shù)據(jù)及其它相關(guān)工程應(yīng)用的前提條件，本方法可以節(jié)省大量人工計(jì)算費(fèi)用，并有效減少人工計(jì)算帶來的誤差，從而提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)效率。該方法具有較高的通用性，可適用于多種工程領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01B21/00GK101144710SQ20071013400
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者楊若瑜, 豐 蘇, 蔡士杰, 通 路 申請(qǐng)人:南京大學(xué)