專利名稱：工程圖紙圖框精細匹配方法及系統(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匹配方法以及一種工程圖紙圖框精細匹配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有設(shè)計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題欄繪制簽署標簽、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)計圖形的最大高度和最大寬度來計算適配圖框，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中形式的標準圖框，即采用在圖框的右下角繪制一專屬的標題欄(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)計圖形的最 大高度和最大寬度來計算適配圖框，則如圖2中所示，容易導(dǎo)致繪制圖形對象(10)與圖框中的標題欄(11)發(fā)生沖突的情況。當(dāng)然，如果考慮標題欄所占的空間，將設(shè)計圖形的最大高度加上標題欄的高度以及設(shè)計圖形最大寬度加上標題欄的寬度來計算適配圖框，仍采用傳統(tǒng)的工程圖紙圖框匹配方法進行繪制，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)遠遠不能勝任需求，往往只能采用人工多次手工操作過程進行試配，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匹配方法，包括如下步驟遍歷設(shè)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集；計算設(shè)計圖形的凸包；根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；計算各設(shè)計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匹配系統(tǒng)，包括構(gòu)圖要素點集獲取模塊，用于遍歷設(shè)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集；
圖形凸包計算模塊，用于計算設(shè)計圖形的凸包；初步匹配計算模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；優(yōu)化匹配計算模塊，用于計算各設(shè)計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匹配方法及系統(tǒng)，通過計算內(nèi)含區(qū)域的方式來得到圖紙中設(shè)計圖形的最優(yōu)布局和選取最適宜圖框，實現(xiàn)了在計算機中全程自動繪制，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)計制圖中的圖框繪制。·


圖I為采用右側(cè)條狀標題欄的設(shè)計圖件示意圖；圖2為圖幅的設(shè)計圖形與標題欄發(fā)生沖突的情況示意圖；圖3為簡單采用最大寬度加標題欄寬度得到的圖框示意圖；圖4為一種設(shè)計圖形的最優(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)計圖形的Minkowski差運算及內(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匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。如圖6所示，一種工程圖紙圖框精細匹配方法，包括以下步驟步驟SI，遍歷設(shè)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集。以AutoCAD為例來進行說明在AutoCAD中選擇繪制的設(shè)計實體圖形，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)計圖形構(gòu)圖要素點集，如果構(gòu)圖元素為直線，則取直線的起點和終點坐標；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；如果是填充圖案，則取填充圖案的角點，并將這些獲取的點構(gòu)成一個點集。步驟S2，計算設(shè)計圖形的凸包。上一步驟中獲取了設(shè)計圖形構(gòu)圖元素的點集，通過凸包計算可以得到設(shè)計圖形的邊界輪廓點，作為一個較好的實施例，本步驟中可以采用Graham掃描算法來計算得到設(shè)計圖形的凸包(Convex hull)。在圖7中，設(shè)計圖形(13)的邊框即為計算得到的凸包，可以直觀地看到圖7中所有設(shè)計圖形構(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)計圖形的優(yōu)選圖框。步驟S3，根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框。
規(guī)范《電力工程制圖標準(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)計圖形的凸包后，計算凸包的最大高度和最大寬度。如果設(shè)計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)計圖形(13)的最大高度為243mm，最大寬度為407mm，因此設(shè)計圖形(13)的最大寬度值大于最大高度值，因此選擇橫式圖幅。在《電力工程制圖標準(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)?！庇捎趫D框的長邊可以加長，因此應(yīng)采用設(shè)計圖形的短邊來進行圖框的初選，而在長邊放不下的情況，采用加長圖紙的策略進行解決問題。如圖7中所示，·因采用橫式圖幅,應(yīng)以設(shè)計圖形的最大高度來初選圖框，由規(guī)范知道A0-A4標準圖框的高度分別為841mm、594mm、420mm、297mm、210mm,而設(shè)計圖形的最大高度為243mm，因此選擇A3圖框，作為初步選擇圖框。步驟S4,計算各設(shè)計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，需要進行圖框的另一邊的匹配檢驗，首先以標準圖框進行試配，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，進行相應(yīng)的圖紙加長，那么如何判定圖框能夠容納設(shè)計圖形？以及如不能容納，如何計算圖框的加長值，確定設(shè)計圖形與圖紙的相對位置關(guān)系？作為一個較好的實施例，本發(fā)明采用Minkowski差運算及內(nèi)含區(qū)域來精確解決上述問題，即采用Minkowski差運算得到各設(shè)計圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域，具體計算過程如下多邊形A和多邊形B的Minkowski差運算如下式(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)計圖形為一個凸多邊形B，而邊框為一個凹多邊形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)計圖形的內(nèi)含區(qū)域計算結(jié)果，可以看到通過計算內(nèi)含區(qū)域可以判別多邊形B的質(zhì)心點位于A區(qū)域內(nèi)什么位置時，兩者正好重疊。通過Minkowski差運算得到設(shè)計實體圖形與圖框之間的內(nèi)含區(qū)域后，如果判斷得出計算得到的內(nèi)含區(qū)域為0，那么表示為圖幅尺寸不能滿足圖紙的盛放，此時可以增長一個圖紙尺寸，重新計算新的內(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圖框進行計算內(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,再次計算得到內(nèi)含區(qū)域面積(70)大于O。設(shè)計實體圖形的質(zhì)心點在內(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)計實體的凸包多邊形(10)的質(zhì)心點放置在內(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)計圖形的布置中心，從而得到設(shè)計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匹配系統(tǒng)，如圖11所示，包括構(gòu)圖要素點集獲取模塊，用于遍歷設(shè)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集； 圖形凸包計算模塊，用于計算設(shè)計圖形的凸包；初步匹配計算模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；優(yōu)化匹配計算模塊，用于計算各設(shè)計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)化匹配計算模塊可以包括Minkowski差計算模塊，用于采用Minkowski差運算得到各設(shè)計圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域。優(yōu)選的，所述優(yōu)化匹配計算模塊還可以包括判斷與重新計算模塊，用于當(dāng)判斷得出所述計算得出的內(nèi)含區(qū)域面積為0時，則增長一個圖紙尺寸，并重新計算新的內(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)計圖形的布置中心，從而得到設(shè)計圖形在圖框中的最優(yōu)布局。優(yōu)選的,所述圖形凸包計算模塊可以包括Graham掃描計算模塊,用于采用Graham掃描算法計算設(shè)計圖形的凸包。本發(fā)明的一種工程圖紙圖框精細匹配系統(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匹配方法及系統(tǒng)，通過計算內(nèi)含區(qū)域的方式來得到圖紙中設(shè)計圖形的最優(yōu)布局和選取最適宜圖框，實現(xiàn)了在計算機中全程自動繪制，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)計制圖中的圖框繪制。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種工程圖紙圖框精細匹配方法，其特征在于，包括以下步驟 遍歷設(shè)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集； 計算設(shè)計圖形的凸包； 根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框； 計算各設(shè)計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匹配方法，其特征在于，所述計算各設(shè)計圖形與圖幅邊框的內(nèi)含區(qū)域的過程具體為采用Minkowski差運算得到各設(shè)計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匹配方法，其特征在于，若所述計算得出的內(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)計圖形的布置中心，從而得到設(shè)計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匹配方法，其特征在于，所述計算設(shè)計圖形的凸包的過程具體為采用Graham掃描算法計算設(shè)計圖形的凸包。
6.一種工程圖紙圖框精細匹配系統(tǒng)，其特征在于，包括 構(gòu)圖要素點集獲取模塊，用于遍歷設(shè)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集； 圖形凸包計算模塊，用于計算設(shè)計圖形的凸包； 初步匹配計算模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框； 優(yōu)化匹配計算模塊，用于計算各設(shè)計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匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化匹配計算模塊包括Minkowski差計算模塊，用于采用Minkowski差運算得到各設(shè)計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匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化匹配計算模塊還包括判斷與重新計算模塊，用于當(dāng)判斷得出所述計算得出的內(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匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化匹配計算模塊包括質(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)計圖形的布置中心，從而得到設(shè)計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匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述圖形凸包計算模塊包括Graham掃描計算模塊，用于采用Graham掃描算法計算設(shè)計圖形的凸包。
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)計圖形的所有邊界點，獲取構(gòu)圖要素點集；計算設(shè)計圖形的凸包；根據(jù)所述設(shè)計圖形的凸包邊界初步選取適應(yīng)圖框；計算各設(shè)計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)圖要素點集獲取模塊、圖形凸包計算模塊、初步匹配計算模塊以及優(yōu)化匹配計算模塊。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)實現(xiàn)了在計算機中全程自動繪制，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, 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)計研究院