一种建筑与结构CAD图纸的轴网的自动识别及应用方法与流程

一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别及应用方法
技术领域
1.本发明属于建筑信息模型技术领域，尤其涉及一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别及应用方法。


背景技术：

2.在建筑领域，建筑信息模型与管理(bim)被广泛认为是一种能够提高生产效率和交付质量的新型工具。bim可为一个楼栋项目提供可视化建筑模型。现有技术中，根据二维cad图纸内容进行人工翻模，从而形成bim模型的方式，花费时间长且需要耗费大量的财力物力。因此，开发一种能够将cad建筑图纸自动转换为bim模型的技术具有重要意义。
3.在开发一种能够将cad建筑图纸自动转换为bim模型的技术中，需要解决轴网自动识别的问题。轴网是由建筑轴线组成的网，是人为地在建筑图纸中为了标示构件的详细尺寸，按照一般的习惯标准虚设的，习惯上标注在对称界面或截面构件的中心线上。轴网是建筑制图的主体框架，建筑物的主要支承构件按照轴网定位排列，达到井然有序。
4.现有技术中，公开了通过找到轴网图层以提取轴网对象的技术方案。
5.现有技术的不足在于，由于目前建筑与结构cad图纸的来源较为复杂，各图纸的制图规范不统一，实际情况中存在大量的建筑与结构cad图纸中的轴网并不都是放在同一轴网，或其它特征混入轴网图层中的情况，这种情况下，采用现有技术中的方法，会出现轴网信息漏提取或多提取了不是轴网对象的情况，因此，现有技术中的轴网提取方法适用性差、提取信息不准确。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.基于此，本发明提出了一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别及应用方法，该发明旨在解决现有技术中的轴网提取方法适用性差、提取信息不准确的技术问题。
8.(二)技术方案
9.为解决上述技术问题，本发明提出了一种建筑与结构cad图纸的轴网自动识别方法，包括如下步骤：
10.s1，图纸初始化
11.s11，根据建筑与结构cad图纸，确定需要抽取轴网的范围；
12.s12，将需要抽取轴网的范围内的所有图块炸开成基础对象；
13.s2，图纸元素读取
14.读取需要抽取轴网的范围内的基础对象；
15.s3，图纸元素分析，初步提取轴网对象
16.分析需要抽取轴网的范围内的标尺对象，找到首尾相连且共同形成一个最大合围区域的所有标尺对象；找到与组成最大合围区域的尺寸界线重合的线段，再找到需要抽取轴网的范围内与该线段相连的所有圆对象，并对该圆对象进行分析，若圆对象同时满足以
下三个条件：
17.条件1：圆对象内包含文字对象；
18.条件2：有与圆对象的边线相连的线段；
19.条件3：根据与圆对象相连的线段找到与之横向或纵向重合的线段，该线段设为轴网辅助线，该辅助线为需要抽取轴网的范围内中最长的横线或竖线；
20.则该圆对象及与该圆对象的边线相连的线段为初提取轴网对象；s4，找到遗漏的轴网对象
21.根据步骤s3中分析得到的初提取轴网对象，可得到如下信息：轴网圆圈的尺寸、轴网圆圈的图层、轴网文字的图层、轴网线段的图层、轴网辅助线的图层；
22.再利用以上信息反向搜索，找到遗漏的轴网对象，该遗漏的轴网对象与步骤s4中获得的初提取轴网对象共同组成全部轴网对象。
23.优选的，步骤s11中的建筑与结构cad图纸具体为项目楼栋标准层的平面图，项目楼栋标准层的平面图为.dwg格式的文件。
24.优选的，步骤s11中，确定需要抽取轴网的范围包括两种方式：
25.方式一：通过标准层平面图中的每个图框确定的范围，将标准层平面图切割成仅包含单个图框的文件；
26.方式二：通过手工框选标准层平面图中的单个图框，确定需要抽取轴网的范围。
27.优选的，步骤s12中的基础对象包括：圆、直线、多线段、多边形、文字、尺寸线。
28.优选的，当步骤s12中需要抽取轴网的范围内包括带属性的图块定义，则需还原属性文字；步骤s12之后步骤s2之前还包括：
29.s13，将需要抽取轴网的范围内的所有对象z坐标归零。
30.优选的，在步骤s1之前还包括如下步骤：检查项目楼栋标准层的平面图是否能用autocad软件正常打开，正常显示；当项目楼栋标准层的平面图为非原版cad软件绘制.dwg格式的文件时，需将改文件转换成原生文件。
31.优选的，所述建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法还包括：s5，根据步骤s4中获得全部轴网对象，在全部轴网对象围成的区域内提取所有不同方向的轴网的交点，交点包含其自身的坐标信息和形成交点的两条轴网的信息；取所有交点中距离最大合围区域左下角最近的交点为基准点；计算出所有交点到基准点的相对坐标信息，完成轴网信息的提取，提取到的轴网信息作为项目楼栋的主轴网。
32.优选的，所述建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法还包括：s6，轴网信息的存储
33.将s5中提取到的轴网信息保存为.txt文件并保存至云端数据库中，完成轴网信息的存储。
34.优选的，步骤s5中的相对坐标信息是指：交点到基准点的距离和角度信息，所述角度信息是指每个交点与基准点的连线与x坐标轴的正方向的夹角信息。
35.本发明还公开了一种建筑与结构cad图纸的轴网的应用方法，包括如下步骤：在bim建模过程中，根据建筑图纸或结构图纸完成建模后，根据每个建模对象在建筑图纸或结构图纸中的轴网数据，向如上方法获得的项目楼栋的主轴网偏移转换，再结合标高数据，自动实现每个建筑模型的空间定位。
36.(三)有益效果
37.本发明与现有技术对比，本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别及应用方法的有益效果主要包括：
38.利用本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法，能够协助在建筑图结构图的识图过程中轴网信息的快速过滤；可精准的提取轴网信息，且可将提取到的轴网信息应用于bim建模中，协助解决bim建模过程中，单个建模对象在项目楼栋中的自动全局定位问题，提高bim建模的自动化程度和效率。且可利用提取到的轴网信息对所有建筑图结构图进行统一的坐标定位；通过轴网信息与立面图，建立立面图的投影关系。
附图说明
39.通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
40.图1为本发明实施方式的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法中的项目楼栋标准层的平面图；
41.图2为利用本发明的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法对图1进行解析，获得的初步提取轴网对象；
42.图3为利用本发明的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法对图1进行解析，找到遗漏的轴网对象；
43.图4为利用本发明的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法对图1进行解析，获得的全部轴网对象；
44.图5为排除掉图1中的轴网、标尺等已解析过的对象后的效果图；
45.图6为本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法的流程示意图。
具体实施方式
46.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
47.下面结合附图1-6对本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法做进一步的说明。
48.请重点参考图6，本发明公开了一种建筑与结构cad图纸的轴网自动识别方法，包括如下步骤：
49.s1，图纸初始化
50.s11，根据建筑与结构cad图纸，确定需要抽取轴网的范围。
51.s12，将需要抽取轴网的范围内的所有图块炸开成基础对象。
52.s13，将需要抽取轴网的范围内的所有对象z坐标归零。
53.s2，图纸元素读取
54.读取需要抽取轴网的范围内的基础对象。
55.s3，图纸元素分析，初步提取轴网对象
56.分析需要抽取轴网的范围内的标尺对象，找到首尾相连且共同形成一个最大合围区域的所有标尺对象。找到与组成最大合围区域的尺寸界线重合的线段，再找到需要抽取轴网的范围内与该线段相连的所有圆对象，并对该圆对象进行分析，若圆对象同时满足以下三个条件：
57.条件1：圆对象内包含文字对象。
58.条件2：有与圆对象的边线相连的线段。
59.条件3：根据与圆对象相连的线段找到与之横向或纵向重合的线段，该线段设为轴网辅助线，该辅助线为需要抽取轴网的范围内中最长的横线或竖线。
60.则该圆对象及与该圆对象的边线相连的线段为初提取轴网对象。
61.s4，找到遗漏的轴网对象
62.根据步骤s3中分析得到的初提取轴网对象，可得到如下信息：轴网圆圈的尺寸、轴网圆圈的图层、轴网文字的图层、轴网线段的图层、轴网辅助线的图层。
63.再利用以上信息反向搜索，找到遗漏的轴网对象，该遗漏的轴网对象与步骤s4中获得的初提取轴网对象共同组成全部轴网对象。
64.根据本发明的具体实施方式，步骤s11中的建筑与结构cad图纸具体为项目楼栋标准层的平面图，项目楼栋标准层的平面图为.dwg格式的文件。
65.需要说明的是，上述实施方式中，选取了如图1所示的项目楼栋标准层的平面图。
66.图2为利用本发明的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法对图1进行解析，获得的初步提取轴网对象。
67.图3为利用本发明的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法对图1进行解析，找到遗漏的轴网对象。
68.图4为利用本发明的建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法对图1进行解析，获得的全部轴网对象。
69.图5为排除掉图1中的轴网、标尺等已解析过的对象后的效果图，该图排出了轴网、标尺等信息，可作为其它构件识别的基础图纸，其排除了其它构件识别过程中的干扰因素，利于提高识别精度，降低其它构件的识别难度。
70.根据本发明的具体实施方式，步骤s11中，确定需要抽取轴网的范围包括两种方式：
71.方式一：通过标准层平面图中的每个图框确定的范围，将标准层平面图切割成仅包含单个图框的文件。
72.方式二：通过手工框选标准层平面图中的单个图框，确定需要抽取轴网的范围。
73.需要说明的是：
74.(1)步骤s12中将需要抽取轴网的范围内的所有图块炸开成基础对象，是指应用auto-cad的分解命令对图块进行分解。基础对象包括：圆对象、直线对象、多线段对象、多边形对象、文字对象、标尺对象等。
75.(2)步骤s2中，需要抽取轴网的范围内的全部对象按类型分类，包括：圆对象、直线对象、多线段对象、多边形对象、文字对象、标尺对象。标尺对象为尺寸，其由尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符号和尺寸数字组成。
76.(3)步骤s4中，反向搜索是指：根据初提取轴网对象中的轴网圆圈的尺寸、轴网圆
圈的图层、轴网文字的图层、轴网线段的图层、轴网辅助线的图层等信息，再在需要抽取轴网的范围内搜索其它轴网对象，通过这种方式找到遗漏的轴网对象。比如：通过搜索轴网圆圈的图层中的其它与轴网圆圈的尺寸相同的圆圈，该圆圈即为遗漏的轴网对象。当然，可以分别通过在轴网辅助线的图层、轴网线段的图层、轴网文字的图层找到遗漏的轴网对象。
77.具体实施时，当提供的建筑与结构cad图纸较为规范时(规范是指：轴网文字处于同一图层。轴网圆圈、轴网辅助线、轴网线段等分别处于同一图层，或三者共同处于同一图层)，通过上述方式，能快速精准找到遗漏的轴网特征。若当提供的建筑与结构cad图纸质量较低时，在反向搜索的步骤之后，需要对反向搜索的结果进行人工校验，通过人工排除错选或人工加入漏选项，保证对象的准确性。但无论是否加入人工校验的步骤，本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法相对于现有的人工翻模的作业方式的效率，依然得到较大的提高。
78.根据本发明的具体实施方式，步骤s12中的基础对象包括：圆、直线、多线段、多边形、文字、尺寸线。
79.根据本发明的具体实施方式，当步骤s12中需要抽取轴网的范围内包括带属性的图块定义，则需还原属性文字。
80.根据本发明的具体实施方式，在步骤s1之前还包括如下步骤：检查项目楼栋标准层的平面图是否能用autocad软件正常打开，正常显示。当项目楼栋标准层的平面图为非原版cad软件绘制.dwg格式的文件时，需将改文件转换成原生文件。
81.根据本发明的具体实施方式，所述建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法还包括：s5，根据步骤s4中获得全部轴网对象，在全部轴网对象围成的区域内提取所有不同方向的轴网的交点，交点包含其自身的坐标信息和形成交点的两条轴网的信息。取所有交点中距离最大合围区域左下角最近的交点为基准点。计算出所有交点到基准点的相对坐标信息，完成轴网信息的提取，提取到的轴网信息作为项目楼栋的主轴网。
82.具体实施时，若其它图纸中有补充轴网可向步骤s5中的主轴网中添加。
83.根据本发明的具体实施方式，所述建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法还包括：
84.s6，轴网信息的存储
85.将s5中提取到的轴网信息保存为.txt文件并保存至云端数据库中，完成轴网信息的存储。
86.本实施方式中，通过在项目楼栋标准层的平面图，确定需要抽取轴网的范围，用于提取该楼栋的主轴网信息。由于项目楼栋标准层的平面图对应的楼栋标准层，利于提取主轴网信息，提高轴网提取的精准性。
87.根据本发明的具体实施方式，步骤s5中的相对坐标信息是指：交点到基准点的距离和角度信息，所述角度信息是指每个交点与基准点的连线与x坐标轴的正方向的夹角信息。其中，相对坐标的表达方式未auto-cad软件制图中的常规表达方式，即通过轴网交点相对基准点的距离与夹角的参数，精准确定轴网交点的位置。
88.当然，具体实施时，还可采用其它相对坐标的表达方式，也可精确确定轴网交点的位置，比如通过轴网交点相对基准点的x轴和y轴的增量参数。
89.本发明还公开了一种建筑与结构cad图纸的轴网的应用方法，包括如下步骤：在
bim建模过程中，根据建筑图纸或结构图纸完成建模后，根据每个建模对象在建筑图纸或结构图纸中的轴网数据，向如上实施方式中获得的项目楼栋的主轴网偏移转换，再结合标高数据，自动实现每个建筑模型的空间定位。
90.综上可知，利用本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法，能够协助在建筑图结构图的识图过程中轴网信息的快速过滤；可精准的提取轴网信息。
91.将本发明一种建筑与结构cad图纸的轴网的自动识别方法提取到的轴网信息应用于bim建模中，协助解决bim建模过程中，单个建模对象在项目楼栋中的自动全局定位问题，提高bim建模的自动化程度和效率。
92.虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。