[发明专利]一种地铁施工图纸及工程参数自动识别方法

说明书

技术领域

本发明属于工程图纸识别技术领域，特别涉及一种地铁施工图纸及工程参数自动识别方法。

背景技术

工程图纸识别是图形识别领域的一个分支，图形识别领域研究涉及机械设计图、逻辑电路图、地图、建筑图、乐谱、LOGO等各类图纸和符号信息的识别。依据设计信息载体属性不同可将工程图纸分为：纸质工程图纸和CAD软件绘制的矢量图。对纸质图纸的识别技术主要包括：扫描形成的光栅图矢量化技术，基本图形元素（直线、弧、尺寸线等）的识别方法，专业图形元素（例如建筑图中的门、窗、楼梯等）的识别方法，其研究重点在于如何消除光栅图中模糊、污点、断线等不利因素对图纸符号识别影响，提高识图准确性。

对于CAD软件绘制的矢量图研究重点在于专业图形符号的识别和理解，以便形成结构化的图形信息库。常用的工程图纸识别算法包含：结构化匹配、语法匹配、基于约束、神经网络、统计分类、决策树等方法。由于地铁工程施工图纸具有标准化程度低、典型结构构件种类较多、组合形式与施工工法相关、地质纵剖面图、地层图例符号旋转变形等特性，因此，地铁工程施工图识别需设计专门的自动识别方法。

在工程图纸识别技术的应用方面，在机械设计领域，对纸质图纸扫描形成的光栅图矢量化后形成电子图档，以便提高产品设计质量、降低设计成本及缩短产品设计周期。在房屋建筑领域，通过施工图柱、梁、板、墙等典型图元识别，重构三维建筑模型，主要用于计算机自动工程量计算。由于欧美发达国家地铁建设高峰期在20世纪70-80年代，当时CAD技术在建筑工程设计中的应用还未普及，少有文献涉及地铁工程结构施工图典型图元符号系统识别方面的研究。

而传统的地铁施工风险辨识过程的首要工作是人工阅读整套施工图纸，了解工程特点及设计思路，具有丰富施工经验的高级工程师阅读和理解一套围护结构施工图纸（一般25-30张A1图纸）约需2个工作日，对图纸信息的理解受专业人员技能水平、专心程度、身体状况、工作环境等因素的影响，这种人工读图的个体差异性往往会导致工作效率不高、理解主观性强，且易产生信息的误读、遗漏等问题。

在地铁施工图纸识别技术理论方面，2010年12月由本发明专利申请人领导的项目团队在Computational Intelligence and Software Engineering (CiSE)发表的The Metro Construction Drawings Recognition For Risk Identification论文，论文中对不同施工图纸的整体识别策略和地铁建筑元素识别策略（基于语法规则匹配、基于图形模板匹配、基于拓扑结构匹配和基于统计方法匹配的建筑元素识别算法）进行了探讨，但没有具体的探究技术方案实现工作。

上述研究可以看出：工程图纸识别的通用技术已有较多研究成果，图纸识别技术在产品重设计、工程量计算方面已有成果应用案例，而为解决传统的地铁施工风险辨识工作问题的地铁施工图纸图元符号系统识别及应用于风险管理领域的具体技术方案实现研究尚未见报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种地铁施工图纸及工程参数自动识别方法，专用于实现一种识别地铁工程施工方面的工程图纸中和风险管理有关的工程参数的技术方案，并为进一步的风险管理技术方案提供数据基础。

本发明所述的一种地铁施工图纸及工程参数自动识别方法，其特征在于包括有用户接口模块、基本图元识别规则模块、建筑元素识别规则模块、工程参数提取规则模块、基本图元识别模块、建筑元素识别模块和工程参数提取模块。

而且，用户接口模块实现用户交互；包括两方面的功能：其一是接受用户上传地铁施工图纸文件，然后对地铁施工图纸进行文件格式检查；其二是将基本图元识别模块、建筑元素识别模块和工程参数提取模块所得结果反馈用户，从而实现用户查看上传图纸文件识别结果信息的功能。

基本图元识别规则模块，用于保存识别基本图元所应遵循的规则，所述基本图元是指数字制图中的点、线、圆等要素。该套基本图元识别规则是基于DXF文件格式总结而来，所述DXF文件格式是Autodesk公司开发的用于AutoCAD与其它软件之间进行CAD数据交换的开放的矢量数据文件格式。

发明人对10个工点的所有地铁施工图纸进行分析，总结出和建筑元素有关的基本图元主要有5种，提取规则如下表所示：