專利名稱：工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制圖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法以及一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖紙中都需要繪制圖框，在部分行業(yè)中如圖I所示采用圖紙側(cè)邊或是底邊作為圖件的標(biāo)題欄繪制簽署標(biāo)簽、圖件版本、圖紙編號等信息，因而在圖框內(nèi)形成了一個規(guī)則的矩形繪圖區(qū)域。傳統(tǒng)的工程圖紙圖框匹配方法，通過設(shè)計(jì)圖形的最大高度和最大寬度來計(jì)算適配圖框，可以很好解決上述圖框匹配問題。但是，在現(xiàn)有多數(shù)行業(yè)制圖規(guī)范中，采用如圖2中形式的標(biāo)準(zhǔn)圖框，即采用在圖框的右下角繪制一專屬的標(biāo)題欄(11)或是會簽欄等內(nèi)容，因而將圖紙可用繪圖區(qū)域切割成非規(guī)則的一個凹多邊形。上述情況中，如果仍然采用傳統(tǒng)的工程圖紙圖框匹配方法，簡單以設(shè)計(jì)圖形的最 大高度和最大寬度來計(jì)算適配圖框，則如圖2中所示，容易導(dǎo)致繪制圖形對象(10)與圖框中的標(biāo)題欄(11)發(fā)生沖突的情況。當(dāng)然，如果考慮標(biāo)題欄所占的空間，將設(shè)計(jì)圖形的最大高度加上標(biāo)題欄的高度以及設(shè)計(jì)圖形最大寬度加上標(biāo)題欄的寬度來計(jì)算適配圖框，仍采用傳統(tǒng)的工程圖紙圖框匹配方法進(jìn)行繪制，是不會出現(xiàn)上述沖突的情況的，但是，如圖3所示情形，設(shè)計(jì)對象(10)匹配了過大的圖框，會造成圖紙留白過大以及圖紙浪費(fèi)的情況，而最優(yōu)圖框應(yīng)為如圖4中所示圖框。針對以上所述問題，更一般的情況是如圖5中所示，在一張圖紙上，少者僅有一個視圖，多者有幾個視圖(主視圖-20、輔視圖-30、輔視圖-40)，指北針框(50)，另外還有說明文字區(qū)域或是圖例區(qū)域(60)、圖紙會簽框(12)以及標(biāo)題欄(11)等。在此種復(fù)雜情況下，采用傳統(tǒng)的工程圖紙圖框匹配方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能勝任需求，往往只能采用人工多次手工操作過程進(jìn)行試配，才能獲取較優(yōu)的圖幅匹配結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)，能夠自適應(yīng)匹配相應(yīng)大小的圖紙圖幅，不需要人工手動處理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，包括如下步驟遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集；計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包；根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。本發(fā)明還提供一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，包括構(gòu)圖要素點(diǎn)集獲取模塊，用于遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集；
圖形凸包計(jì)算模塊，用于計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包；初步匹配計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；優(yōu)化匹配計(jì)算模塊，用于計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。由以上方案可以看出，本發(fā)明的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)，通過計(jì)算內(nèi)含區(qū)域的方式來得到圖紙中設(shè)計(jì)圖形的最優(yōu)布局和選取最適宜圖框，實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)中全程自動繪制，不需要人工對圖件后期的手動處理，大大減少了對人工后期的處理和避免了人工選取圖幅的種種問題；而且本發(fā)明的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)自動化程度高，得到的圖框大小合適，生成的圖幅規(guī)范、整齊、美觀，適用于各行業(yè)設(shè)計(jì)制圖中的圖框繪制?！?br>

圖I為采用右側(cè)條狀標(biāo)題欄的設(shè)計(jì)圖件示意圖；圖2為圖幅的設(shè)計(jì)圖形與標(biāo)題欄發(fā)生沖突的情況示意圖；圖3為簡單采用最大寬度加標(biāo)題欄寬度得到的圖框示意圖；圖4為一種設(shè)計(jì)圖形的最優(yōu)適配圖框示意圖；圖5為一張圖紙上可能出現(xiàn)的各種構(gòu)圖要素示意圖；圖6為本發(fā)明一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法的流程示意圖；圖7為一張工程地質(zhì)剖面圖和其凸包及優(yōu)選圖框示意圖；圖8為圖框與設(shè)計(jì)圖形的Minkowski差運(yùn)算及內(nèi)含區(qū)域示意圖；圖9為一張工程地質(zhì)剖面圖和其優(yōu)選圖框的內(nèi)含區(qū)域示意圖；圖10為最終優(yōu)選圖框和繪制效果示意圖；圖11為本發(fā)明一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖6所示，一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，包括以下步驟步驟SI，遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集。以AutoCAD為例來進(jìn)行說明在AutoCAD中選擇繪制的設(shè)計(jì)實(shí)體圖形，如圖7中的多邊形框中的圖形(13)，通過程序遍歷獲取所有設(shè)計(jì)圖形構(gòu)圖要素點(diǎn)集，如果構(gòu)圖元素為直線，則取直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)；如果是文字的話，取文字的四角；如果是曲線的話，記錄曲線各節(jié)點(diǎn)；如果是填充圖案，則取填充圖案的角點(diǎn)，并將這些獲取的點(diǎn)構(gòu)成一個點(diǎn)集。步驟S2，計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包。上一步驟中獲取了設(shè)計(jì)圖形構(gòu)圖元素的點(diǎn)集，通過凸包計(jì)算可以得到設(shè)計(jì)圖形的邊界輪廓點(diǎn)，作為一個較好的實(shí)施例，本步驟中可以采用Graham掃描算法來計(jì)算得到設(shè)計(jì)圖形的凸包(Convex hull)。在圖7中，設(shè)計(jì)圖形(13)的邊框即為計(jì)算得到的凸包，可以直觀地看到圖7中所有設(shè)計(jì)圖形構(gòu)圖元素都處于圖7中的凸包(也就是邊界)以內(nèi)，以此凸包求取的圖框肯定也是設(shè)計(jì)圖形的優(yōu)選圖框。步驟S3，根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框。
規(guī)范《電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)(DL 5028)》中規(guī)定圖紙可采用橫式幅面或立式幅面。因此在得到設(shè)計(jì)圖形的凸包后，計(jì)算凸包的最大高度和最大寬度。如果設(shè)計(jì)圖形的凸包的最大高度大于其最大寬度，則采用立式圖幅并采用寬度來選擇初步選擇相應(yīng)的圖框；反之，采用橫式圖幅并采用高度來選擇相應(yīng)的圖框，如圖7所示，所得的設(shè)計(jì)圖形(13)的最大高度為243mm，最大寬度為407mm，因此設(shè)計(jì)圖形(13)的最大寬度值大于最大高度值，因此選擇橫式圖幅。在《電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)(DL 5028)》中規(guī)定“圖幅的短邊不應(yīng)加長，長邊可加長幅面。A0、A2和A4的加長量應(yīng)為幅面AO長邊1/8的倍數(shù)。幅面Al和A3的加長量應(yīng)為幅面AO短邊1/4的倍數(shù)。”由于圖框的長邊可以加長，因此應(yīng)采用設(shè)計(jì)圖形的短邊來進(jìn)行圖框的初選，而在長邊放不下的情況，采用加長圖紙的策略進(jìn)行解決問題。如圖7中所示，·因采用橫式圖幅,應(yīng)以設(shè)計(jì)圖形的最大高度來初選圖框，由規(guī)范知道A0-A4標(biāo)準(zhǔn)圖框的高度分別為841mm、594mm、420mm、297mm、210mm,而設(shè)計(jì)圖形的最大高度為243mm，因此選擇A3圖框，作為初步選擇圖框。步驟S4,計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域(inner-fit region),以此獲取各設(shè)計(jì)圖形與圖幅圖框之間的平面關(guān)系，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。在初步選擇圖框后，需要進(jìn)行圖框的另一邊的匹配檢驗(yàn)，首先以標(biāo)準(zhǔn)圖框進(jìn)行試配，如果兩者可以容納，則程序終止；如果不能容納，則采用上述規(guī)范要求，進(jìn)行相應(yīng)的圖紙加長，那么如何判定圖框能夠容納設(shè)計(jì)圖形？以及如不能容納，如何計(jì)算圖框的加長值，確定設(shè)計(jì)圖形與圖紙的相對位置關(guān)系？作為一個較好的實(shí)施例，本發(fā)明采用Minkowski差運(yùn)算及內(nèi)含區(qū)域來精確解決上述問題，即采用Minkowski差運(yùn)算得到各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，具體計(jì)算過程如下多邊形A和多邊形B的Minkowski差運(yùn)算如下式(I)表示A! 5 = p|Afe(I)
beB多邊形A和多邊形B的內(nèi)含區(qū)域可以通過下式(2)得到Vab = A ! (-B)(2)圖中設(shè)計(jì)圖形為一個凸多邊形B，而邊框?yàn)橐粋€凹多邊形A，設(shè)CH(A)為圖框的凸包，A的凸包減去A部分為A* = CH(A) \A，那么Vab=A! (-B)=flA6 = D(CH(A)\AY
beBbeB=f](Q1(A)h\(A,)h)(3)
beB=f]W^h\\J(Ay
beBbeB=(CH(A)” B)\(A* 十B)圖8中填充區(qū)域(70)為圖框和一個設(shè)計(jì)圖形的內(nèi)含區(qū)域計(jì)算結(jié)果，可以看到通過計(jì)算內(nèi)含區(qū)域可以判別多邊形B的質(zhì)心點(diǎn)位于A區(qū)域內(nèi)什么位置時(shí)，兩者正好重疊。通過Minkowski差運(yùn)算得到設(shè)計(jì)實(shí)體圖形與圖框之間的內(nèi)含區(qū)域后，如果判斷得出計(jì)算得到的內(nèi)含區(qū)域?yàn)?，那么表示為圖幅尺寸不能滿足圖紙的盛放，此時(shí)可以增長一個圖紙尺寸，重新計(jì)算新的內(nèi)含區(qū)域直至內(nèi)含區(qū)域面積大于O。依據(jù)規(guī)范，采用A0、A2和A4的加長量應(yīng)為幅面AO長邊1/8的倍數(shù)；幅面Al和A3的加長量應(yīng)為幅面AO短邊1/4的倍數(shù)的方法加大圖紙。圖7中，采用初選A3圖框進(jìn)行計(jì)算內(nèi)含區(qū)域面積為0，然后對長邊由現(xiàn)有長度420mm加大為630mm,如圖9所示,再次計(jì)算得到內(nèi)含區(qū)域面積(70)大于O。設(shè)計(jì)實(shí)體圖形的質(zhì)心點(diǎn)在內(nèi)含區(qū)域的任何位置都可以滿足要求圖框容納設(shè)計(jì)對象的要求，為了滿足在對稱和美觀上的要求，可以將設(shè)計(jì)實(shí)體的凸包多邊形(10)的質(zhì)心點(diǎn)放置在內(nèi)含區(qū)域(70)的質(zhì)心上，即以所述內(nèi)含區(qū)域的質(zhì)心作為設(shè)計(jì)圖形的布置中心，從而得到設(shè)計(jì)圖形在圖框中的最優(yōu)布局，最終的繪制結(jié)果如圖10所示。與上述一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法相對應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，如圖11所示，包括構(gòu)圖要素點(diǎn)集獲取模塊，用于遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集； 圖形凸包計(jì)算模塊，用于計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包；初步匹配計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；優(yōu)化匹配計(jì)算模塊，用于計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。 優(yōu)選的，所述優(yōu)化匹配計(jì)算模塊可以包括Minkowski差計(jì)算模塊，用于采用Minkowski差運(yùn)算得到各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域。優(yōu)選的，所述優(yōu)化匹配計(jì)算模塊還可以包括判斷與重新計(jì)算模塊，用于當(dāng)判斷得出所述計(jì)算得出的內(nèi)含區(qū)域面積為0時(shí)，則增長一個圖紙尺寸，并重新計(jì)算新的內(nèi)含區(qū)域直至內(nèi)含區(qū)域面積大于O。優(yōu)選的，所述優(yōu)化匹配計(jì)算模塊還可以包括質(zhì)心獲取模塊，用于獲取所述內(nèi)含區(qū)域的質(zhì)心，并以該質(zhì)心作為設(shè)計(jì)圖形的布置中心，從而得到設(shè)計(jì)圖形在圖框中的最優(yōu)布局。優(yōu)選的,所述圖形凸包計(jì)算模塊可以包括Graham掃描計(jì)算模塊,用于采用Graham掃描算法計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包。本發(fā)明的一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)中的其它技術(shù)特征與上述一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法相同，此處不予贅述。通過以上方案可以看出，本發(fā)明的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)，通過計(jì)算內(nèi)含區(qū)域的方式來得到圖紙中設(shè)計(jì)圖形的最優(yōu)布局和選取最適宜圖框，實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)中全程自動繪制，不需要人工對圖件后期的手動處理，大大減少了對人工后期的處理和避免了人工選取圖幅的種種問題；而且本發(fā)明的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)自動化程度高，得到的圖框大小合適，生成的圖幅規(guī)范、整齊、美觀，適用于各行業(yè)設(shè)計(jì)制圖中的圖框繪制。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，其特征在于，包括以下步驟 遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集； 計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包； 根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框； 計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，其特征在于，所述計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域的過程具體為采用Minkowski差運(yùn)算得到各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，其特征在于，若所述計(jì)算得出的內(nèi)含區(qū)域面積為0，則增長一個圖紙尺寸，重新計(jì)算新的內(nèi)含區(qū)域直至內(nèi)含區(qū)域面積大于O0
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局的過程具體為以所述內(nèi)含區(qū)域的質(zhì)心作為設(shè)計(jì)圖形的布置中心，從而得到設(shè)計(jì)圖形在圖框中的最優(yōu)布局。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法，其特征在于，所述計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包的過程具體為采用Graham掃描算法計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包。
6.一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，其特征在于，包括 構(gòu)圖要素點(diǎn)集獲取模塊，用于遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集； 圖形凸包計(jì)算模塊，用于計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包； 初步匹配計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框； 優(yōu)化匹配計(jì)算模塊，用于計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化匹配計(jì)算模塊包括Minkowski差計(jì)算模塊，用于采用Minkowski差運(yùn)算得到各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化匹配計(jì)算模塊還包括判斷與重新計(jì)算模塊，用于當(dāng)判斷得出所述計(jì)算得出的內(nèi)含區(qū)域面積為0，則增長一個圖紙尺寸，并重新計(jì)算新的內(nèi)含區(qū)域直至內(nèi)含區(qū)域面積大于O。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化匹配計(jì)算模塊包括質(zhì)心獲取模塊，用于獲取所述內(nèi)含區(qū)域的質(zhì)心，并以該質(zhì)心作為設(shè)計(jì)圖形的布置中心，從而得到設(shè)計(jì)圖形在圖框中的最優(yōu)布局。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的工程圖紙圖框精細(xì)匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述圖形凸包計(jì)算模塊包括Graham掃描計(jì)算模塊，用于采用Graham掃描算法計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工程圖紙圖框精細(xì)匹配方法及系統(tǒng)，本發(fā)明的方法包括如下步驟遍歷設(shè)計(jì)圖形的所有邊界點(diǎn)，獲取構(gòu)圖要素點(diǎn)集；計(jì)算設(shè)計(jì)圖形的凸包；根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；計(jì)算各設(shè)計(jì)圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，并根據(jù)所述內(nèi)含區(qū)域得到最優(yōu)布局。本發(fā)明的系統(tǒng)包括構(gòu)圖要素點(diǎn)集獲取模塊、圖形凸包計(jì)算模塊、初步匹配計(jì)算模塊以及優(yōu)化匹配計(jì)算模塊。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)中全程自動繪制，不需要人工對圖件后期的手動處理，大大減少了對人工后期的處理和避免了人工選取圖幅的種種問題；而且本發(fā)明的方法及系統(tǒng)自動化程度高，得到的圖框大小合適，生成的圖幅規(guī)范、整齊、美觀，適用于各行業(yè)設(shè)計(jì)制圖中的圖框繪制。
文檔編號G06F17/50GK102760178SQ20121004909
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者何寶石, 張敏, 徐曉斌, 曾強(qiáng), 汪華安, 王東甫, 程小久, 羅本韜, 趙理政, 馬海毅 申請人:廣東省電力設(shè)計(jì)研究院