專利名稱：一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程圖紙識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
工程圖紙識(shí)別是圖形識(shí)別領(lǐng)域的一個(gè)分支，圖形識(shí)別領(lǐng)域研究涉及機(jī)械設(shè)計(jì)圖、 邏輯電路圖、地圖、建筑圖、樂譜、LOGO等各類圖紙和符號(hào)信息的識(shí)別。依據(jù)設(shè)計(jì)信息載體屬性不同可將工程圖紙分為紙質(zhì)工程圖紙和CAD軟件繪制的矢量圖。對(duì)紙質(zhì)圖紙的識(shí)別技術(shù)主要包括掃描形成的光柵圖矢量化技術(shù)，基本圖形元素(直線、弧、尺寸線等)的識(shí)別方法，專業(yè)圖形元素(例如建筑圖中的門、窗、樓梯等)的識(shí)別方法，其研究重點(diǎn)在于如何消除光柵圖中模糊、污點(diǎn)、斷線等不利因素對(duì)圖紙符號(hào)識(shí)別影響，提高識(shí)圖準(zhǔn)確性。對(duì)于CAD軟件繪制的矢量圖研究重點(diǎn)在于專業(yè)圖形符號(hào)的識(shí)別和理解，以便形成結(jié)構(gòu)化的圖形信息庫(kù)。常用的工程圖紙識(shí)別算法包含結(jié)構(gòu)化匹配、語(yǔ)法匹配、基于約束、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)分類、決策樹等方法。由于地鐵工程施工圖紙具有標(biāo)準(zhǔn)化程度低、典型結(jié)構(gòu)構(gòu)件種類較多、組合形式與施工工法相關(guān)、地質(zhì)縱剖面圖、地層圖例符號(hào)旋轉(zhuǎn)變形等特性，因此，地鐵工程施工圖識(shí)別需設(shè)計(jì)專門的自動(dòng)識(shí)別方法。在工程圖紙識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用方面，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)紙質(zhì)圖紙掃描形成的光柵圖矢量化后形成電子圖檔，以便提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低設(shè)計(jì)成本及縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。在房屋建筑領(lǐng)域，通過(guò)施工圖柱、梁、板、墻等典型圖元識(shí)別，重構(gòu)三維建筑模型，主要用于計(jì)算機(jī)自動(dòng)工程量計(jì)算。由于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家地鐵建設(shè)高峰期在20世紀(jì)70-80年代，當(dāng)時(shí)CAD 技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還未普及，少有文獻(xiàn)涉及地鐵工程結(jié)構(gòu)施工圖典型圖元符號(hào)系統(tǒng)識(shí)別方面的研究。而傳統(tǒng)的地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)過(guò)程的首要工作是人工閱讀整套施工圖紙，了解工程特點(diǎn)及設(shè)計(jì)思路，具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師閱讀和理解一套圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖紙(一般25-30張Al圖紙)約需2個(gè)工作日，對(duì)圖紙信息的理解受專業(yè)人員技能水平、專心程度、 身體狀況、工作環(huán)境等因素的影響，這種人工讀圖的個(gè)體差異性往往會(huì)導(dǎo)致工作效率不高、 理解主觀性強(qiáng)，且易產(chǎn)生信息的誤讀、遺漏等問(wèn)題。在地鐵施工圖紙識(shí)別技術(shù)理論方面，2010年12月由本發(fā)明專利申請(qǐng)人領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在 Computational Intelligence and Software Engineering (CiSE)發(fā)表的 The Metro Construction Drawings Recognition For Risk Identification論文，論文中對(duì)不同施工圖紙的整體識(shí)別策略和地鐵建筑元素識(shí)別策略(基于語(yǔ)法規(guī)則匹配、基于圖形模板匹配、基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)匹配和基于統(tǒng)計(jì)方法匹配的建筑元素識(shí)別算法)進(jìn)行了探討，但沒有具體的探究技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)工作。上述研究可以看出工程圖紙識(shí)別的通用技術(shù)已有較多研究成果，圖紙識(shí)別技術(shù)在產(chǎn)品重設(shè)計(jì)、工程量計(jì)算方面已有成果應(yīng)用案例，而為解決傳統(tǒng)的地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)工作問(wèn)題的地鐵施工圖紙圖元符號(hào)系統(tǒng)識(shí)別及應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域的具體技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)研
4究尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法， 專用于實(shí)現(xiàn)一種識(shí)別地鐵工程施工方面的工程圖紙中和風(fēng)險(xiǎn)管理有關(guān)的工程參數(shù)的技術(shù)方案，并為進(jìn)一步的風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)方案提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本發(fā)明所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于包括有用戶接口模塊、基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊、建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊、工程參數(shù)提取規(guī)則模塊、基本圖元識(shí)別模塊、建筑元素識(shí)別模塊和工程參數(shù)提取模塊。而且，用戶接口模塊實(shí)現(xiàn)用戶交互；包括兩方面的功能其一是接受用戶上傳地鐵施工圖紙文件，然后對(duì)地鐵施工圖紙進(jìn)行文件格式檢查；其二是將基本圖元識(shí)別模塊、建筑元素識(shí)別模塊和工程參數(shù)提取模塊所得結(jié)果反饋用戶，從而實(shí)現(xiàn)用戶查看上傳圖紙文件識(shí)別結(jié)果信息的功能?；緢D元識(shí)別規(guī)則模塊，用于保存識(shí)別基本圖元所應(yīng)遵循的規(guī)則，所述基本圖元是指數(shù)字制圖中的點(diǎn)、線、圓等要素。該套基本圖元識(shí)別規(guī)則是基于DXF文件格式總結(jié)而來(lái)，所述DXF文件格式是Autodesk公司開發(fā)的用于AutoCAD與其它軟件之間進(jìn)行CAD數(shù)據(jù)交換的開放的矢量數(shù)據(jù)文件格式。發(fā)明人對(duì)10個(gè)工點(diǎn)的所有地鐵施工圖紙進(jìn)行分析，總結(jié)出和建筑元素有關(guān)的基本圖元主要有5種，提取規(guī)則如下表所示
權(quán)利要求
1.一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于包括用戶接口模塊、基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊、建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊、工程參數(shù)提取規(guī)則模塊、基本圖元識(shí)別模塊、建筑元素識(shí)別模塊和工程參數(shù)提取模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于用戶接口模塊實(shí)現(xiàn)用戶交互；基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊，用于保存識(shí)別基本圖元所應(yīng)遵循的規(guī)則；基本圖元識(shí)別模塊接收用戶接口模塊傳遞的地鐵施工圖紙文件信息并調(diào)用基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊中的識(shí)別規(guī)則將文件信息分解為基本圖元信息，并通過(guò)用戶接口模塊將基本圖元信息反饋給用戶；建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊，用于保存識(shí)別建筑元素所應(yīng)遵循的規(guī)則；建筑元素識(shí)別模塊接收基本圖元識(shí)別模塊傳遞的基本圖元信息，并調(diào)用建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊中識(shí)別規(guī)則，將基本圖元信息解析為建筑元素信息，并通過(guò)用戶接口模塊將建筑元素反饋給用戶；工程參數(shù)提取規(guī)則模塊，用于保存識(shí)別工程參數(shù)所應(yīng)遵循的規(guī)則；工程參數(shù)提取模塊接收建筑元素識(shí)別模塊傳遞的建筑元素信息，并調(diào)用工程參數(shù)提取規(guī)則模塊中識(shí)別規(guī)則，將建筑元素信息中的工程參數(shù)信息提取出來(lái)；并通過(guò)用戶接口模塊將工程參數(shù)信息反饋用戶。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的基本圖元識(shí)別模塊處理流程為(1)預(yù)處理將接收的地鐵施工圖紙文件轉(zhuǎn)換為可供軟件識(shí)別的文件流；(2)拆分文件段根據(jù)DXF文件格式規(guī)范，將文件流中的Element段中的每個(gè)圖形元素文件段分離出來(lái)；(3)解析基本圖元根據(jù)基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊中的識(shí)別規(guī)則，對(duì)圖形元素文件段進(jìn)行過(guò)濾和信息提取，將與地鐵風(fēng)險(xiǎn)管理相關(guān)的基本圖元信息解析出來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的建筑元素識(shí)別模塊處理流程為(1)接收基本圖元接收基本圖元作為建筑元素識(shí)別候選；(2)初步識(shí)別根據(jù)建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊中的識(shí)別規(guī)則，首先對(duì)不需要依賴其他建筑元素即能識(shí)別的建筑信息進(jìn)行識(shí)別；(3)二次識(shí)別根據(jù)建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊中的識(shí)別規(guī)則和已經(jīng)識(shí)別出來(lái)的建筑元素， 對(duì)需要依賴其他建筑元素才能識(shí)別成功的建筑元素進(jìn)行識(shí)別；(4)建筑元素標(biāo)記將識(shí)別出來(lái)的基本圖元進(jìn)行建筑元素標(biāo)記。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的工程參數(shù)提取模塊處理流程為(1)接收建筑圖元；(2)幾何屬性提取將接收到的建筑元素信息進(jìn)行整理，提取出幾何屬性和文字屬(3)工程參數(shù)計(jì)算根據(jù)工程參數(shù)提取規(guī)則模塊，將幾何屬性和文字屬性填充至相應(yīng)的提取規(guī)則中進(jìn)行計(jì)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊中的識(shí)別規(guī)則為
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊中識(shí)別規(guī)則為
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述工程參數(shù)提取規(guī)則模塊中識(shí)別規(guī)則為
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于， 所述建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊中針對(duì)車站外包線、圍護(hù)樁、旋噴樁、支撐立柱、鋼支撐、地面和基底的識(shí)別均制定了相應(yīng)的具體規(guī)則。
全文摘要
本發(fā)明提供一種地鐵施工圖紙及工程參數(shù)自動(dòng)識(shí)別方法，包括有用戶接口模塊、基本圖元識(shí)別規(guī)則模塊、建筑元素識(shí)別規(guī)則模塊、工程參數(shù)提取規(guī)則模塊、基本圖元識(shí)別模塊、建筑元素識(shí)別模塊和工程參數(shù)提取模塊；專用于實(shí)現(xiàn)一種識(shí)別地鐵工程施工方面的工程圖紙中和風(fēng)險(xiǎn)管理有關(guān)的工程參數(shù)的技術(shù)方案，并為進(jìn)一步的風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)方案提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102609687SQ201210021639
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者丁烈云, 余宏亮, 駱漢賓, 魏然 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)