CN101447024A - 梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其基本出发点是从梁结构平面工程图中搜索并匹配候选平行线对，然后通过分析各候选平行线对相交、连接所构成的X型、T型、L型、I型节点形态及其与柱封闭轮廓位置关系，从中筛选出可信程度高的初始母节点，并逐步由母节点延伸与扩展，以从复杂工程图中快速自动识别与定位各类梁构件。本发明的有益效果在于，在CAD环境中输入梁结构平面图，可从中快速自动识别各类不同截面、不同方向、不同长度的梁构件。识别结果可进一步用于梁钢筋及混凝土工程量自动计算、梁设计信息自动管理与复用、梁结构工程图自动审图与错误检查，从而提高计算机辅助设计效率。

Description

梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法

技术领域

本发明涉及一种工程图中件的识别方法，特别是一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法。

背景技术

在建筑领域，CAD技术得到了高度重视与广泛应用。在CAD设计平台上，设计师可完成建筑平面图、立面图、剖面图、建筑详图、表格等的绘制，并形成标准格式(.dwg或.dxf)的电子图，与建筑行业其它应用部门交换数据。其中，由于结构工程图包含柱、墙、梁、板的配筋、截面、标高、位置等结构设计信息，成为钢筋用量、混凝土及模板工程量计算的依据，并可进一步用于概预算、招投标、审图、施工管理、装潢设计等，在建筑业不同部门乃至用户中具有较为广泛的应用。

结构工程图的广泛使用也带来一些问题。在建筑领域不同部门之间，目前主要通过人工读图方式来获取所需信息。人工读图会产生如下缺点：1)人工读图带来的理解偏差可能导致无法预料的后果，比如人工读图依赖于一定的工程经验、领域知识的积累以及读图时的精神状态，如果缺乏足够的专业知识或缺乏足够的专心与精力，则对设计意图的理解有可能产生偏差，某些情况下这种理解偏差会导致严重的后果；2)人工读图劳动强度大、效率低，设计信息难以有效管理与复用；3)不同工程人员之间难免产生多次重复读图与计算，如招投标部门，需要在自行理解结构工程图的基础上对工程成本进行快速概预算以参与竞标；而施工部门编制工程进度、计算工程用料时，需依据结构工程图重新进行钢筋量与工程量计算。这种多次重复计算往往会产生工程数据的不一致，并进而影响建筑行业整体效率的提高。

结构工程图主要包括柱墙结构工程图、梁结构工程图、板结构工程图等。其中，梁作为一类数量较多的主要承重构件，在最终建筑物所需的钢筋总量及模板总量中所占的比例也较大。本发明针对梁结构平面工程图给出一种梁构件的快速自动识别方法，所识别的梁(包括其名称、位置、截面尺寸、配筋标注及其对应轮廓等)可进一步用于辅助梁钢筋及混凝土工程量自动计算、梁设计信息自动管理与复用、梁结构工程图自动审图与错误检查。

梁结构平面图中，梁构件由标注字符串(包括集中标注与原位标注)、梁的轮廓线条(若干相互平行的线条)组成。梁构件自动识别的难点主要在于：1)梁一般有多对平行线对组成，各平行线对之间可能共享一根长线，且每段的宽度也可能不尽相同；2)组成梁的平行线对是不封闭的，平行线的两条线之间的耦合程度相对松散。

识别梁有以下几种可能的做法：

1、从梁名字符串入手：梁名一般会遵循固定的命名原则，如都含有特征字符“L”。找到梁名后，再找与之邻近的平行线。但该方法的难题在于：有些图梁无名；同一个梁名可能与多个平行线对临近，筛选比较困难；

2、从平行线对入手：由于梁结构平面图中相互平行的线条很多，若直接根据平行线条入手，再找其临近的字符串，其可靠性较低，难以从大量线条中准确识别出梁构件轮廓及标注。

因此，快速、准确地从梁结构平面图中识别梁构件的轮廓及标注相对困难。尤其是复杂梁结构平面图中，各种干扰线条(如尺寸线、引线、标高线、各种建筑符号线条等)较多，各梁构件之间的主次关系也较难确定。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术的不足，提供了一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法。

技术方案：本发明针对现有技术的不足，提供了一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，输入一张梁结构平面工程图，并对该图计算初始阈值d；

步骤2，遍历图中所有轴线之间的交点，在以各交点坐标为中心、以6d为边长的正方形包围盒区域内搜索图中的柱封闭轮廓；

步骤3，对相互平行且投影重叠的游离线条由左至右或由下至上排序，由相互间投影重叠、且距离符合要求的平行线两两组合，生成平行线对，作为梁平面的候选轮廓；

步骤4，搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合T型连接关系，即其中一个平行线对的端点位于另一平行线对中间位置，则识别为T型交点；

步骤5，搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合X型连接关系，即两个平行线对在中间部位交叉，则识别为X型交点；

步骤6，搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合L型连接关系，及两个平行线对在各自端点处相交，则识别为L型交点；

步骤7，搜索所有平行线对，若某平行线对一端无任何其它相交的平行线对，则识别为I型交点；

步骤8，将步骤4至步骤7中所识别的、且在端点处相交的I型交点两两组合为新的L型交点，将共享的L型交点两两组合为新的T型交点，将相互连接的T型交点两两组合为新的X型交点；

步骤9，遍历步骤2中的柱封闭轮廓，若某T型、X型、L型或I型交点位于该柱封闭轮廓内，则将该交点标记为梁的初始母节点；

步骤10，遍历各平行线对，若存在一平行线对parallel_pair(l_m，l_n)，其两端所对应的平行线对交点node(i)、node(j)均为初始母节点，则生成一根新的梁，并将该平行线对及两端初始母节点加入该梁，得到beam(node(i)，parallel_pair(l_m，l_n)，node(j))，其中parallel_pair(l_m，l_n)标记为梁的初始种子段；

步骤11，判断步骤10是否生成新的初始种子段，若判断结果为否，则该梁平面结构工程图中的梁识别结束，转步骤1；

步骤12，遍历步骤(10)中生成的梁，取其初始种子段，并根据步骤(9)生成的T型、X型及L型初始母节点类型，分别进行扩展；

步骤13，判断步骤12中是否有新的扩展段生成，若判断结果为否，则返回步骤12继续扩展其它梁的初始种子段；

步骤14，若步骤13判断结果为是，则梁的轮廓beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k(l_mk，l_nk)，node(j))识别完毕；以1.2d为阈值，搜索方向与组成该梁的平行线对平行、且中心点投影落在该梁的某个平行线对边上、并与该平行线对距离小于等于1.2d的字符串，加入该梁；

步骤15，梁标注字符识别完成后，输出识别的梁构件beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k(l_mk，l_nk)，node(j)，text₁，text₂，...text_w)；

步骤16，返回步骤10，取下一个初始种子段，继续识别其它梁。

在本发明方法中，步骤1所输入的梁结构平面工程图为.dwg或.dxf格式，且应符合国标03G101“混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图”中关于梁构件平面整体表示方法的相关制图规则。步骤1中的初始阈值d的计算方法是：

$d=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{height}\left({\mathrm{text}}_i\right)+\mathrm{width}\left({\mathrm{text}}_i\right)}{n}$

其中text_i是该工程图中某单个标识字符，height()及width()函数分别用以计算单字符高度及宽度。

步骤2搜索梁结构平面图中的柱构件的封闭轮廓。在结构平面图中，由于柱构件通过轴线定位，因此柱轮廓的搜索方法是遍历各轴线交点，在每个轴线交点处依次搜索圆CIRCLE、实心矩形SOLID、封闭多边形POLYLINE、一组首尾相连的线段LINE/ARC所构成的封闭区域，且所搜索到的封闭区域需满足以下两个条件：该封闭区域内有且仅有一个该结构图中某两条垂直轴线的交点；该轴线交点到封闭区域边的最长距离小于4d。

步骤3搜索图中的游离线条并将其两两匹配，生成投影重叠、距离满足要求的平行线对，作为梁的候选边界。其中游离线条是长度大于3d、且未被识别为柱封闭轮廓的未使用直线段或弧段。平行线对的两条平行线相互投影重叠比例定义为：重叠长度占较短线条长度比例大于0.3且小于等于1；平行线之间距离范围定义为大于0.5d且小于等于3d。

步骤4-7根据平行线对之间的相交关系及端点形态，分别识别并生成T型、X型、L型及I型平行线对交点。步骤8对识别出来的相互连接的T型、X型、L型及I型平行线对交点进行合并，以减少后续的梁识别的干扰。

步骤12中，遍历步骤10中生成的梁，取其初始种子段，并根据步骤9生成的T型、X型及L型初始母节点类型，分别进行扩展：若当前初始母节点为L型，则沿与初始种子段平行线端点处相交的另一平行线对方向扩展；若当前初始母节点为T型，则按与初始种子段平行线对平行或端点处相交的方向扩展；若当前初始母节点为X型，则按与初始种子段平行线对平行及端点处相交的方向扩展。将扩展后的平行线对逐一加入该梁，得到包含初始母节点、初始种子段、各扩展段的梁，即beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k(l_mk，l_nk)，node(j))；之后将各扩展段置为初始种子段，并与原有初始种子段求交，所得交点置为初始母节点；

步骤9-13识别梁构件并输出。从梁的承重结构设计考虑，梁可分为主梁和次梁两类；其中主梁两端一般需搭接在柱上，而次梁两端则一般搭接在主梁上，下一级次梁则又搭接在上级次梁，以此类推。从梁构件识别角度考虑，若某个识别出的平行线对交点位于柱封闭轮廓范围上，则该交点作为主梁与承重柱搭接点的可能性非常高，步骤9将其标记为初始母节点。步骤10遍历各平行线对，如某个平行线对parallel_pair(l_m，l_n)的两端交点node(i)、node(j)均标记为初始母节点，则该平行线对作为主梁的一部分的可靠性也非常高，由此可生成一根梁的初始种子段，从而可识别出一根新的梁beam(node(i)，parallel_pair(l_m，l_n)，node(j))，其组成交点和平行线对可靠性均非常高。步骤11在步骤10中生成的初始种子段基础上，沿其中平行线对方向及初始母节点逐步扩展，一直到无新的扩展段生成。这样初始可靠性较高的梁的节点及种子段先被识别，之后将该高可靠性向复杂线条环境下传递，逐步识别出整根梁的轮廓。

步骤14遍历所识别的梁构件中的各平行线对，并通过与平行线对距离及方向约束，搜索梁的标识字符串。最后，步骤15输出识别出来的梁，并返回步骤10，由下一个梁初始种子段开始识别新的梁构件。

有益效果：在CAD环境中输入梁结构平面图，可从中快速自动识别各类不同截面、不同方向、不同长度的梁构件(包括其名称、位置、截面尺寸、配筋标注及其对应轮廓)。识别结果可进一步用于梁钢筋及混凝土工程量自动计算、梁设计信息自动管理与复用、梁结构工程图自动审图与错误检查，从而提高计算机辅助设计效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明。

图1为本发明流程图。

图2为本发明一张梁结构平面工程图的局部实例。

图3为本发明柱封闭轮廓的识别。

图4为本发明T型平行线对交点的识别第一种情况。

图5为本发明T型平行线对交点的识别第二种情况。

图6为本发明T型平行线对交点的识别第三种情况。

图7为本发明X型平行线对交点的识别。

图8a和图8b为本发明L型平行线对交点的识别。

图9为本发明I型平行线对端点的识别。

图10为本发明两个T型交点合并的第一种情况。

图11为本发明两个T型交点合并的第二种情况。

图12为本发明初始母节点的识别——平行线对中两条平行线端点均位于柱封闭轮廓内的例子。

图13a和图13b为本发明初始母节点的识别——平行线对中某平行线端点在阈值范围内落在柱封闭轮廓内的例子。

图14为本发明平行线对的扩展规则1。

图15为本发明平行线对的扩展规则2。

图16为本发明平行线对的扩展规则3。

图17为本发明平行线对的扩展规则4。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，输入一张梁结构平面工程图，并对该图计算初始阈值d；

步骤2，遍历图中所有轴线之间的交点，在以各交点坐标为中心、以6d为边长的正方形包围盒区域内搜索图中的柱封闭轮廓；

步骤3，对相互平行且投影重叠的游离线条由左至右或由下至上排序，由相互间投影重叠、且距离符合要求的平行线两两组合，生成平行线对，作为梁平面的候选轮廓；

步骤4，搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合T型连接关系，即其中一个平行线对的端点位于另一平行线对中间位置，则识别为T型交点；

步骤5，搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合X型连接关系，即两个平行线对在中间部位交叉，则识别为X型交点；

步骤6，搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合L型连接关系，及两个平行线对在各自端点处相交，则识别为L型交点；

步骤7，搜索所有平行线对，若某平行线对一端无任何其它相交的平行线对，则识别为I型交点；

步骤8，将步骤4至步骤7中所识别的、且在端点处相交的I型交点两两组合为新的L型交点，将共享的L型交点两两组合为新的T型交点，将相互连接的T型交点两两组合为新的X型交点；

步骤9，遍历步骤2中的柱封闭轮廓，若某T型、X型、L型或I型交点位于该柱封闭轮廓内，则将该交点标记为梁的初始母节点；

步骤10，遍历各平行线对，若存在一平行线对parallel_pair(l_m，l_n)，其两端所对应的平行线对交点node(i)、node(j)均为初始母节点，则生成一根新的梁，并将该平行线对及两端初始母节点加入该梁，得到beam(node(i)，parallel_pair(l_m，l_n)，node(j))，其中parallel_pair(l_m，l_n)标记为梁的初始种子段；

步骤11，判断步骤10是否生成新的初始种子段，若判断结果为否，则该梁平面结构工程图中的梁识别结束，转步骤1；

步骤12，遍历步骤10中生成的梁，取其初始种子段，并根据步骤9生成的T型、X型及L型初始母节点类型，分别进行扩展：若当前初始母节点为L型，则沿与初始种子段平行线端点处相交的另一平行线对方向扩展；若当前初始母节点为T型，则按与初始种子段平行线对平行或端点处相交的方向扩展；若当前初始母节点为X型，则按与初始种子段平行线对平行及端点处相交的方向扩展。将扩展后的平行线对逐一加入该梁，得到包含初始母节点、初始种子段、各扩展段的梁，即beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k(l_mk，l_nk)，node(j))；之后将各扩展段置为初始种子段，并与原有初始种子段求交，所得交点置为初始母节点；

步骤13，判断步骤12中是否有新的扩展段生成，若判断结果为否，则返回步骤12继续扩展其它梁的初始种子段；

步骤14，若步骤13判断结果为是，则梁的轮廓beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k(l_mk，l_nk)，node(j))识别完毕；以1.2d为阈值，搜索方向与组成该梁的平行线对平行、且中心点投影落在该梁的某个平行线对边上、并与该平行线对距离小于等于1.2d的字符串，加入该梁；

步骤15，梁标注字符识别完成后，输出识别的梁构件beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k)l_mk，l_nk)，node(j)，text₁，text₂，...text_w)；

步骤16，返回步骤10，取下一个初始种子段，继续识别其它梁。

图2给出本发明一张梁结构平面工程图的局部实例，其中梁的集中标注(包含特征字符“L”的梁名标注、包含特征字符“X”的梁截面标注、包含特征字符“

”的梁贯通筋及箍筋标注)通过引线从该梁的某个平行线对引出，且每根梁均由一到多个平行线对组成。图2中必定存在一到多个主梁，其组成平行线对搭接在一到多个柱(图2中的闭合填充区域)上，以通过柱承重，从而形成初始母节点与初始段；次梁则进一步搭接在主梁的平行线对上，形成T型、L型、X型节点(悬挑梁对应I型节点)。图2所示梁的绘制较为规范；在实际绘图时，由于人工绘图特点，可能存在各种线条断裂、搭接不规范、表示方法多样化(直线段、多段线、块等)等，可通过本发明方法较为准确、快速地识别。

更具体地说，本发明中，步骤1中的初始阈值d按如下方法计算：

$d=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{height}\left({\mathrm{text}}_i\right)+\mathrm{width}\left({\mathrm{text}}_i\right)}{n}$

其中text_i是该工程图中某单个标识字符，height()及width()函数分别用以计算单字符高度及宽度。

步骤2识别该梁结构平面工程图中的柱封闭轮廓。由于柱构件用作梁的承重支撑，在平面图中必须由相交轴线指明其位置，且梁平面图中的柱可由SOLID、POLYLINE、LINE等方式绘制，因此，柱封闭轮廓可通过如下方式搜索，如图3所示：

(1)逐一遍历梁工程图中的线条，若某线条l_i长度大于等于40d，且其两个端点中有一个端点不与任何其它线条相连，另一个端点以0.5d为阈值、可搜索到形如“①”、“②”、“③”的标识(可为单独的字符，也可为一个圆和一个数字字符)，则确认为轴线；

(2)对每两根互相垂直的轴线，计算其交点(x_i，y_i)，以此为中心搜索柱封闭轮廓：

a)以(x_i，y_i)为中心、6d为边长生成一个正方形包围盒。遍历所有图元，将落在该包围盒，或与该包围盒相交的各直线、多段线、实体、块炸开为候选线条集F(包括已识别为轴线、尺寸线、建筑符号的图元)；

b)遍历F，从中搜索候选柱轮廓(该目标截面轮廓向量集为D，初始为空)：

i.计算F中垂直且相交线条的交点，存入游离点集V。

ii.遍历V，取其中两点v_o和v_p，如 ${\&Exists;l}_r\&Element;F,(v_o\&Element;l_r)^(v_p\&Element;l_r),$ 则生成对应游离有向边E_op<v_o，v_p>。将E_op加入到游离边集E中；

iii.从格点(x_ikjl，y_ikjl)出发，在其轴网坐标系中沿x轴方向向右无穷远作射线，与游离边集E求交，得交点集V’；

iv.从V’中取交点v’_i， ${v^{,}}_i\&NotElement;D,$ 其对应的游离边为E_jk(v_j，v_k)，生成所有起点为v_k且与E_jk外积大于0的游离向量集E’，且E’中的向量按与E_jk夹角由小到大排序，若E’为空则执行步骤3。

c)按深度优先算法遍历E’，直到当前边终点v_r＝v_j，生成一个候选解D_i，或 $v_r\&NotElement;v.$ 返回步骤iv。

(3)对解空间D进行筛选。遍历D，设当前柱轮廓为d_i，取d_i中最长边E_jk(v_j，v_k)作为其基准边。按柱轮廓大小的经验阈值判断，若符合下列条件之一，则予以删除：

a)length(E_jk)<d，或

b)length(E_jk)>20d，或

c)轴线交点到封闭边距离最大值大于等于4d，或

d)若封闭轮廓中有2个或2个以上垂直轴线交点。

步骤3搜索图中的游离线条并将其两两匹配，生成投影重叠、距离满足要求的平行线对，作为梁的候选轮廓。其中游离线条是长度大于3d、且未被识别为柱封闭轮廓的未使用直线段或弧段。平行线对的两条平行线相互投影重叠比例定义为：重叠长度占较短线条长度比例大于0.3且小于等于1；平行线之间距离范围定义为大于0.5d且小于等于3d。平行线对生成后加入平行线对集合PP。

步骤4-7根据平行线对之间的相交关系及端点形态，分别识别并生成T型、X型、L型及I型平行线对交点。以T型交点为例，其识别方法是：遍历候选平行线对集合PP，取任两个平行线对parallel_pair(l_m1，l_n1)、parallel_pair(l_m2，l_n2)，若符合以下条件，则识别为T型平行线对交点：

a)l_ml与l_n1的同一端点均位于l_m2或l_n2上，如图4所示，或

b)l_m1与l_n1中一条线的端点位于l_m2或l_n2上，另一条线的端点离l_m2或l_n2最大距离为0.5d，如图5所示，或

c)若parallel_pair(l_m2，l_n2)与另一个平行线对parallel_pair(l_m3，l_n3)共线，且l_m1与l_n1中一条线的端点位于l_m2或l_n2上，另一条线的端点位于l_m3或l_n3上，如图6所示。

如图7、图8a和图8b、图9所示，分别给出了X、L、I型平行线对交点的形态，可由类似方法识别。识别出的交点均加入交点集CP。节点识别结束后，步骤8对其中相连交点进行合并，以简化后续的梁构件的识别，如图10与图11中的两个T型节点均可合并为一个新的X型节点，

步骤9-13首先确定梁的初始母节点，然后搜索两端均有初始母节点识别的平行线对作为梁的初始种子段，接下来按平行线对的方向，将初始种子段逐步向其它T、X、L、I型节点延伸，逐步识别出整根梁。具体步骤如下：

(1)生成梁的初始母节点，遍历各柱封闭轮廓，对每一柱封闭轮廓C_m：

a)遍历交点集合CP，设某交点为CP_i：

i.若该交点为I型交点，且该I型交点所对应的平行线对的端点位于轮廓C_m内，如图12所示，则将该I型交点标记为初始母节点；

ii.若该交点为T、X、L型交点，依次取其所对应的各平行线对，若组成该平行线对的两条平行线的对应端点均位于轮廓C_m内，或不在轮廓内、但端点离轮廓C_m各边最短距离小于1.2d，如图13a、图13b所示，将该交点标记为初始母节点；

(2)生成梁的初始种子段：

b)遍历各初始母节点，设某母节点为node_i，逐个检查形成node_i的各平行线对，若某平行线对parallel_pair(l_m，l_n)另一端所形成的交点node(j)也为初始母节点，则将该平行线对标记为梁的初始种子段；c)新增一个梁构件beam(node(i)，parallel_pair(l_m，l_n)，node(j))；

d)返回a)，直至无新的初始种子段生成；

(3)遍历各已识别的梁构件，对其中初始种子段进行扩展。设当前梁构件为beam(node(i)，parallel_pair(l_m，l_n)，node(j))，扩展规则为：

a)规则1，如图14所示：若node(i)(或node(j))为一个初始母节点，与其相关的未被任何梁使用的平行线对中，若存在一个平行线对，其两条边与parallel_pair(l_m，l_n)分别位于同一延长线上，则将该平行线对扩展为该梁构件的组成平行线对；

b)规则2，如图15所示：若node(i)(或node(j))为一个初始母节点，与其相关的未被任何梁使用的平行线对中，若存在一个平行线对，其一条边共享parallel_pair(l_m，l_n)中的一条边，另一条边parallel_pair(l_m，l_n)中另一条边的距离不超过2d，则将该平行线对扩展为该梁构件的组成平行线对；

c)规则3，如图16所示：若node(i)(或node(j))为一个初始母节点，与其相关的未被任何梁使用的平行线对中，若存在一个平行线对，其两条边分别和parallel_pair(l_m，l_n)中的两条边端点处相连，则将该平行线对标记为梁的初始种子段，并新增一个新的梁构件；

d)规则4，如图17所示：若node(i)(或node(j))为一个初始母节点，该初始母节点与梁构件的两个已识别平行线对parallel_pair(l_m1，l_n1)、parallel_pair(l_m2，l_n2)相关，且与其相关的其它未被任何梁使用的平行线对中，若存在一个平行线对，其两条边分别和parallel_pair(l_m1，l_n1)、parallel_pair(l_m2，l_n2)中的一条边端点处相连，则将该平行线对标记为梁的初始种子段，并新增一个新的梁构件。

步骤14遍历所识别的梁构件beam(node(i)，parallel_pair₁(l_m1，l_n1)，parallel_pair₂(l_m2，l_n2)，...，parallel_pair_k(l_mk，l_nk)，node(j))中的各平行线对，搜索方向与组成该梁的平行线对平行、投影位于某个平行线对内部、且与该平行线对距离小于等于1.2d的梁标注字符串，并加入该梁。其中梁标注字符串包括如下几类：梁名字符串(其中包括特征字符“L”)、梁截面字符串(其中包括特征字符“X”或“x”)、梁钢筋字符串(其中包括特征字符“

”)及梁标高差字符串(其中包括特征字符串“.”)。

本发明提供了一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1、一种梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)输入一张梁结构平面工程图，并对该图计算初始阈值d；

(2)遍历图中所有轴线之间的交点，在以各交点坐标为中心、以6d为边长的正方形包围盒区域内搜索图中的柱封闭轮廓；

(3)对相互平行且投影重叠的游离线条由左至右或由下至上排序，由相互间投影重叠、且距离符合要求的平行线两两组合，生成平行线对，作为梁平面的候选轮廓；

(4)搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合T型连接关系，即其中一个平行线对的端点位于另一平行线对中间位置，则识别为T型交点；

(5)搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合X型连接关系，即两个平行线对在中间部位交叉，则识别为X型交点；

(6)搜索所有平行线对，若两个垂直或斜交的平行线对相交形态符合L型连接关系，及两个平行线对在各自端点处相交，则识别为L型交点；

(7)搜索所有平行线对，若某平行线对一端无任何其它相交的平行线对，则识别为I型交点；

(8)将步骤(4)至步骤(7)中所识别的、且在端点处相交的I型交点两两组合为新的L型交点，将共享的L型交点两两组合为新的T型交点，将相互连接的T型交点两两组合为新的X型交点；

(9)遍历步骤(2)中的柱封闭轮廓，若某T型、X型、L型或I型交点位于该柱封闭轮廓上，则将该交点标记为梁的初始母节点；

(10)遍历各平行线对，若存在一平行线对，其两端所对应的平行线对交点均为初始母节点，则生成一根新的梁，将该平行线对及两端初始母节点加入该梁后，并标记该平行线对为梁的初始种子段；

(11)判断步骤(10)是否生成新的初始种子段，若判断结果为否，则该梁平面结构工程图中的梁识别结束，转步骤(1)；

(12)遍历步骤(10)中生成的梁，取其初始种子段，并根据步骤(9)生成的T型、X型及L型初始母节点类型，分别进行扩展；

(13)判断步骤(12)中是否有新的扩展段生成，若判断结果为否，则返回步骤(12)继续扩展其它梁的初始种子段；

(14)若步骤(13)判断结果为是，则梁的轮廓识别完毕；以1.2d为阈值，搜索方向与组成该梁的平行线对平行、且中心点投影落在该梁的某个平行线对边上、并与该平行线对距离小于等于1.2d的字符串，加入该梁；

(15)梁标注字符识别完成后，输出识别的梁构件；

(16)返回步骤(10)，取下一个初始种子段，继续识别其它梁。

2、如权利要求1所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，步骤(1)中，初始阈值d的计算方法为：

$d=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{height}\left({\mathrm{text}}_i\right)+\mathrm{width}\left({\mathrm{text}}_i\right)}{n}$

其中text_i是该工程图中某单个标识字符，height()及width()函数分别用以计算单字符高度及宽度。

3、如权利要求1所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，步骤(2)中，柱封闭轮廓通过搜索工程图中在轴线交点处的圆、实心矩形、封闭多边形或一组首尾相连的线段所构成的封闭区域实现。

4、如权利要求3所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，该封闭区域内有且仅有一个该结构图中某两条垂直轴线的交点，该轴线交点到封闭区域边的最长距离小于4d。

5、如权利要求1所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，步骤(3)中，游离线条是长度大于3d、且未被识别为柱封闭轮廓的未使用直线段或弧段。

6、如权利要求1所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，步骤(3)中，平行线对的两条平行线相互投影重叠比例为重叠长度占较短线条长度比例大于0.3且小于等于1，平行线之间距离范围为大于0.5d且小于等于3d。

7、如权利要求1所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，步骤(14)中，搜索的梁标注字符串包括：梁名字符串、包括梁截面字符串、梁钢筋字符串以及梁标高差字符串。

8、如权利要求1所述的梁结构平面工程图中梁构件的快速自动识别方法，其特征是，步骤(12)中扩展方法为：若当前初始母节点为L型，则沿与初始种子段平行线端点处相交的另一平行线对方向扩展；若当前初始母节点为T型，则按与初始种子段平行线对平行或端点处相交的方向扩展；若当前初始母节点为X型，则按与初始种子段平行线对平行及端点处相交的方向扩展；将扩展后的平行线对逐一加入该梁，得到包含初始母节点、初始种子段、各扩展段的梁；再将各扩展段置为初始种子段，并与原有初始种子段求交，所得交点置为初始母节点。

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