CN102750397A

CN102750397A - 一种自动生成三维场景彩色施工图的系统

Info

Publication number: CN102750397A
Application number: CN2011101006001A
Authority: CN
Inventors: 刘志谊; 阳文明; 邱显杰; 黄河; 刘米兰
Original assignee: BEIJING 72XUAN INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING 72XUAN INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种自动生成三维场景彩色施工图的系统，包括图纸管理模块和与所述图纸管理模块数据关联的三维场景信息预处理模块、自动标注模块和图纸生成模块；所述图纸管理模块，负责对设计施工图进行分类，整理信息表达的需求；所述三维场景信息预处理模块，负责从三维场景中获得物体的信息并进行预处理；所述自动标注模块，负责确定标注点，生成标注线，标注尺寸和符号，生成尺寸标注图层；所述图纸生成模块，负责生成图纸标签、截取彩色细节信息，进行图层合并，从而生成用于施工的完备图纸。本发明提出的彩色施工图纸生成系统，具有较好的实用性，能够生成有助于实际施工的施工图，且图纸简洁、细节清晰、信息完备。

Description

一种自动生成三维场景彩色施工图的系统

技术领域

本发明涉及计算机科学技术领域，特别是涉及一种自动生成三维场景彩色施工图的系统。

背景技术

随着计算机辅助设计和虚拟现实技术的发展，计算机的使用已经渗透到了人们日常生活当中，大大丰富和便利了人们的日常事务。越来越多的室内装修平台涌现出来。基于这些平台，人们只需要最基本的键鼠操作就能参与到室内装修设计的过程中来。然而绝大多数室内装修平台都没有一个施工图图纸导出功能，这使得人们的参与有一定的局限性。可看可变的效果满足不了真实世界中的室内设计需求。

一直以来，室内设计的施工图图纸生成没有一个权威性的标准，使得施工图质量良莠不齐。以协助施工、信息全面、图纸简洁为原则的施工图图纸，需要一套规范去指导图纸的生成和信息的表达。传统意义的施工图图纸方案存在普适的、大体的一个图纸表达体系，然而因为人工参与，容易出现误差和遗漏。且图纸都是黑白的二维点线组合，当需要表达颜色和材质信息时具有一定的局限性。

图纸生成过程中，图纸的标注占了很大一部分的工作量，且步骤繁琐，无论是手工还是计算机辅助的方式，都造成了人力的浪费。基于图纸标注领域朝着“有图形就有标注”的大方向发展，图纸自动标注成为一个非常重要的课题，它能使得工业生产效率大幅提高。

基于上述考虑，定制完备的室内设计施工图图纸规范、生成彩色施工图和自动图纸生成不仅有重大的理论意义，也具有广泛的应用领域以及重要的实用价值。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明旨在提出一种能够自动生成细节清晰、图纸简洁、信息完备的三维场景彩色施工图的系统。

本发明的一种自动生成三维场景彩色施工图的系统的技术方案如下：

本发明的一种自动生成三维场景彩色施工图的系统，包括图纸管理模块和与所述图纸管理模块数据关联的三维场景信息预处理模块、自动标注模块和图纸生成模块；所述图纸管理模块，负责对设计施工图进行分类，整理信息表达的需求；所述三维场景信息预处理模块，负责按照所述图纸管理模块的图纸分类和信息需求，从三维场景中获得物体的信息并进行预处理；所述自动标注模块，负责根据所述三维场景信息预处理模块的处理结果，确定标注点，生成标注线，标注尺寸和符号，生成尺寸标注图层；所述图纸生成模块，负责生成图纸标签、截取彩色细节信息，并将包括所述尺寸标注图层在内的三个图层进行合并，从而生成用于施工的完备图纸。

优选的，所述图纸管理模块，包括图纸分类模块和图纸规范模块；所述图纸分类模块，负责按照室内施工图图纸功能的不同，针对虚拟室内设计平台的情况，进行图纸种类划分；所述图纸规范模块，负责基于所述图纸分类的情况，对每一个种类进行细节规范。

优选的，所述三维场景信息预处理模块，包括确定坐标系模块、取物体轮廓模块和取物体位置模块；所述确定坐标系模块，负责从图纸布局出发，确定一个以标注物体集合中心为原点，最多轮廓线与坐标轴平行的一个坐标系；所述取物体轮廓模块，负责对标注物体的筛选、标注物体轮廓线的坐标提取和非标注物体的消隐；所述取物体位置模块，负责获取标注物体的位置。

优选的，所述自动标注模块，包括确定标注点模块、冗余处理模块、生成标注线模块及标注尺寸和符号模块；所述确定标注点模块，负责根据物体种类及其形状，选取代表物体信息的标注点集；所述冗余处理模块，负责删除多余的标注点；所述生成标注线模块，负责根据标注点的坐标，决定标注线的方向，并在标注线正交方向产生交点；所述标注尺寸和符号模块，负责将尺寸数字和特殊符号标注在已经确定的位置，生成尺寸标注图层。

优选的，所述图纸生成模块，包括场景截图模块、生成图纸标签模块和图层合并模块；所述场景截图模块，负责确定场景截图的视角矩阵并进行截图和处理，生成彩色细节图层；所述生成图纸标签模块，负责确定图纸标签中的内容，进行面积计算、单位规范和数量统计，生成图纸信息图层；所述图层合并模块，负责将所述彩色细节图层、所述图纸信息图层和所述尺寸标注图层合并在一起，以图片格式写入磁盘文件存成电子档。

本发明的有益效果是：

本发明的一种自动生成三维场景彩色施工图的系统能够更充分和直观的表达了施工图所需信息，省去了由绘图人员将场景物体线框化再由施工人员将线框物体实体化的繁琐过程，提高了生成效率。

附图说明

图1为三维场景自动生成彩色施工图的系统框图

图2为尺寸标注组成示意图

图3为基于标注点的自动标注方法流程图

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施例进行描述。

如图1所示，本发明的一种自动生成三维场景彩色施工图的系统主要包括图纸管理模块、三维场景信息预处理模块、自动标注模块和图纸生成模块四个部分。

一、图纸管理模块

图纸管理模块负责将室内设计施工图进行分类，整理信息表达的需求。

1.图纸分类模块

根据室内施工图图纸的需求，室内施工图纸需要协助施工过程，对实际施工起到指导作用。因此根据实际室内施工涉及到的地板铺设、家具摆放、吊顶建设、灯具摆放和门窗安装等，本系统将室内设计施工图图纸分为以下几类：

a)地面布置图

b)平面布置图

c)天花布置图

d)灯位图

e)立面布置图

f)其他

2.图纸规范模块

对于每一种图纸进行调研，规范其所需表达信息的范畴如下

a)地面布置图：地板材质颜色信息、墙体长宽、门窗符号、房间面积及名称等。

b)平面布置图：墙体长宽、室内物品细节、大尺寸物体长宽、固定物体的位置等。

c)天花布置图：吊顶细节、区域尺寸和位置、顶灯细节、顶灯位置等。

d)灯位图：灯具位置、房间名称、灯具连线情况等。

e)立面布置图：立面物体固定位置、大尺寸物体长宽、墙纸踢脚线腰线等细节信息等。

f)其他：待添加。

二、三维场景信息预处理模块

三维场景信息预处理模块负责按照图纸分类和需求，从三维场景中获得物体的信息，并进行预处理。进行标注物体的筛选和非标注物体的消隐，提取物体轮廓和轮廓。

1.确定坐标系模块

负责从图纸布局出发，确定一个坐标系，以方便其后的处理。

a)根据图纸种类和标注物体集合，确定待标注场景的中心点作为原点。

b)选取三维场景默认xOy坐标系为初始坐标系。

c)获得墙体的方向向量集合，若半数以上方向向量与X轴、Y轴重合，则初始坐标系极为坐标系。

d)若半数以上方向向量不与轴重合，选取向量中互相垂直的作为初始坐标系，重新进入步骤(c)。

e)若无解，则使用初始坐标系。

2.取物体轮廓模块

a)对标注物体的筛选，在确立的坐标系下取得物体轮廓线的坐标信息。

b)非标注物体消隐。

3.取物体位置模块，负责获取物体中心点在确立坐标系下的坐标。

三、自动标注模块

尺寸标注包括尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符号和尺寸数字。如图2所示，在本发明中，尺寸标注由标注点(P)、尺寸线(S)、尺寸界线(W)、尺寸起止符号(A)和尺寸数字(C)五个部分组成。本发明自动标注模块采用的基于标注点的尺寸自动标注算法，处理流程如图3所示。由于一个标注包括一对标注点，因此采用“标注点对”来指代标注的标注点。首先，从几何图形中提取标注点对，再对标注点对集合进行冗余处理，接着生成尺寸界线、尺寸起止符、尺寸线和尺寸数字，从而生成完备的标注。

1、确定标注点模块

a)若为墙类物体，获取轮廓线的端点。两墙相接处，获取公共交点。

b)若为一般物体，获取中心点。

c)大尺寸物体，若为矩形，获得一端点及其中心点。

d)圆弧类，获取圆心和端点。

e)不规则物体，若为大尺寸，则将端点都归入标注点集合，否则取中心点。

2、冗余处理模块

从几何限定的角度来说，标注冗余，是指从多个标注中删除其中一个仍然不会影响这个标注集合所限定的几何图形的情况。冗余处理算法如下：

输入：标注点对集合Pairs，输出：消除冗余后的标注点对集合Pairs’

1)求取变换矩阵Mt，使得标注点对的法向与y轴重合；

2)得到新的点对集合PairsT＝Pairs*Mt；

3)对PairsT中的标注点对进行内部排序使得P.first.x＜P.second.x；

4)对PairsT中的标注点对进行外部排序，按照点对的P.first.x由小到大排列；

5)删除PairsT中重合的点对；

6)for点对(P1，P2)in PairsT；

7)查找点对(P3，P4)，使得P3.x＝P2.x；

8)如果存在点对(P1，P4)，从PairsT中删除；

9)返回标注点对集合Pairs’＝PairsT*Mt-1；

10)算法结束。

3、生成标注线模块

a)基于确立的坐标系，划分四个象限。

b)对于标注点集，划分为四个子集。

c)每一子集内的点，往所在象限的轴向打线。

d)在图纸的上下左右四个边界区域内，取一基准线与步骤c)所产生的轴线线求交，得到四个交点集合。

e)将交点集合中重复的，误差内的进行合并，再排序。

f)得到基准线方向上的点序列，两点之间计算尺寸。

4、标注尺寸和符号模块

a)根据生成的尺寸产生尺寸数字。

b)在门窗类、灯具类物体中心点处标明特殊符号。

c)生成尺寸标注图层。

四、图纸生成模块

图纸生成模块基于三维场景，通过截图方式提取施工图所需的图像信息。根据图纸种类生成图纸标签。综合图像信息、图纸标签和尺寸标注的结果，生成图纸。

1、场景截图模块

a)按图纸管理模块的指导确定场景截图的视角矩阵。

b)截图。

c)处理截图，去掉不需要的部分，生成彩色细节图层。

2、图纸标签模块

a)按照图纸管理模块的指导计算标签栏目数量与尺寸。

b)在栏目内填入图纸种类、面积、单位、计数和签名，生成图纸信息图层。

3、图层合并模块

将彩色细节图层、尺寸标注图层、图纸信息图层三者合并至一张图纸，以图片格式磁盘文件内生成电子档。

Claims

1.一种自动生成三维场景彩色施工图的系统，其特征在于：包括图纸管理模块和与所述图纸管理模块数据关联的三维场景信息预处理模块、自动标注模块和图纸生成模块；

所述图纸管理模块，负责对设计施工图进行分类，整理信息表达的需求；

所述三维场景信息预处理模块，负责按照所述图纸管理模块的图纸分类和信息需求，从三维场景中获得物体的信息并进行预处理；

所述自动标注模块，负责根据所述三维场景信息预处理模块的处理结果，确定标注点，生成标注线，标注尺寸和符号，生成尺寸标注图层；

所述图纸生成模块，负责生成图纸标签、截取彩色细节信息，并将包括所述尺寸标注图层在内的三个图层进行合并，从而生成用于施工的完备图纸。

2.根据权利要求1所述的自动生成三维场景彩色施工图的系统，其特征在于：所述图纸管理模块，包括图纸分类模块和图纸规范模块；所述图纸分类模块，负责按照室内施工图图纸功能的不同，进行图纸种类划分；所述图纸规范模块，负责基于所述图纸分类的情况，对每一个种类进行细节规范。

3.根据权利要求1所述的自动生成三维场景彩色施工图的系统，其特征在于：所述三维场景信息预处理模块，包括确定坐标系模块、取物体轮廓模块和取物体位置模块；所述确定坐标系模块，负责从图纸布局出发，确定一个以标注物体集合中心为原点，最多轮廓线与坐标轴平行的一个坐标系；所述取物体轮廓模块，负责对标注物体的筛选、标注物体轮廓线的坐标提取和非标注物体的消隐；所述取物体位置模块，负责获取标注物体的位置。

4.根据权利要求1所述的自动生成三维场景彩色施工图的系统，其特征在于：所述自动标注模块，包括确定标注点模块、冗余处理模块、生成标注线模块及标注尺寸和符号模块；所述确定标注点模块，负责根据物体种类及其形状，选取代表物体信息的标注点集；所述冗余处理模块，负责删除多余的标注点；所述生成标注线模块，负责根据标注点的坐标，决定标注线的方向，并在标注线正交方向产生交点；所述标注尺寸和符号模块，负责将尺寸数字和特殊符号标注在已经确定的位置，生成尺寸标注图层。

5.根据权利要求1所述的自动生成三维场景彩色施工图的系统，其特征在于：所述图纸生成模块，包括场景截图模块、生成图纸标签模块和图层合并模块；所述场景截图模块，负责确定场景截图的视角矩阵并进行截图和处理，生成彩色细节图层；所述生成图纸标签模块，负责确定图纸标签中的内容，进行面积计算、单位规范和数量统计，生成图纸信息图层；所述图层合并模块，负责将所述彩色细节图层、所述图纸信息图层和所述尺寸标注图层合并在一起，以图片格式写入磁盘文件存成电子档。