CN114065351B - 基于cad电子图纸中构建室内地图的系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统及其方法。所述方法包括：获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析；对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层；从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层；基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素；以及基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。

Description

基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统及其方法
技术领域
本发明涉及地图构建领域，特别涉及一种基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统及其方法。
背景技术
全球定位系统(GPS)可以提供高精度的室外位置服务，但是由于建筑物的遮挡，GPS信号在室内非常微弱甚至不可见，因此GPS定位系统基本不能应用于室内定位。而现如今人们的活动80％都是在室内进行，因此基于位置的服务受到了越来越多的重视。随着无线电技术的快速发展以及各种先进电子产品的问世，室内定位导航技术作为GPS的一种补充技术也应运而生。因此，室内地图的绘制成为现在建筑业主所急需的任务。
21世纪以来，CAD电子图纸被广泛用于建筑、设计、制造等诸多领域，最典型的例子就是AutoCAD。就建筑领域来说，现在90％以上的室内地图图纸是以CAD图纸文件形式存储的，但从电子文件到专业领域的具体模型，中间还需要一个“翻译”或者说“识别”的过程。以往的翻译工作都是由人工完成的：制图人员一边识图，一边在制图软件中重新绘制，编辑。如果制图软件能自动完成此类翻译工作，则无疑极大的提高生产效率。
CAD电子图纸文件通过AutoCAD软件导出SVG底图图片，蜂鸟云企业用户使用制图应用，导入该SVG底图，通过校准保证底图的实际大小，企业用户在该底图上描边，重新绘制对应的形状，生成对应的*.fmap文件。但是这种地图绘制效率偏低，针对已有的图形需要进行二次绘制，对较复杂的CAD图时重绘的效率低下，影响用户体验。
因此，人们期望获得一种自动转换系统，从而可以自动转化CAD电子文件中的部分构件，完成对工程文件的自动计算，较大程度上提高图元识别的准确率和识别效率，实现CAD文件到FMAP文件的自动转换，从而提高用户的制图效率。
发明内容
为此，为了获得一种从CAD电子图纸高效构建室内地图的途径，本公开提供了一种基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，包括：获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析；对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层；从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层；基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素；以及基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层包括：针对每个CAD图层，去除其中的点和面元素；统计构成墙的墙面线数量；以及将所统计的墙面线数量相对所有线段的数量的比率大于第一阈值的CAD图层确定为墙图层。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素包括：逐一选择一个指定图层中的中每条线段，确定所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率和距离；以及当所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率小于预定斜率并且两者之间距离在预定范围之内时，确定两者之间为墙面成对线，并将墙面成对线识别为墙面元素。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素还包括：将同时连接墙面成对线的线段统计为墙端线。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层包括：针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在线元素的比例小于第二阈值时，认定所针对的CAD图层不是墙图层并予以排除。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，还包括：针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在面元素的比例大于第三阈值时，认定所针对的CAD图层为面图层。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，还包括基于墙面成对线以及墙端线，统计门窗线，其包括：将两条平行的墙端线之间的平行线段统计为门窗线；以及将平行的墙端线和墙面线之间的平行线段统计为门窗线。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中所述基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面获得室内平面地图包括：将所确定的墙面成对线以及墙端线转化成墙面以及将所确定的成对门窗线转换成墙面；按照预定膨胀距离，对墙面和门窗面进行膨胀处理，使得相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间彼此相交；融合所有相交的墙面和门窗面，使之成为环形面，从而消除了相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间的空隙和嵌入；以及提取环形面的内部孔洞，形成孔洞面，并对所提取的孔洞面按照所述预定膨胀距离执行膨胀处理，从而获得作为功能区的闭合面。
根据本公开的另一个方面，提供了一种基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，包括：电子图纸导入组件，获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析；图层解析组件，对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层；墙图层筛选组件，从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层；墙面元素识别组件，基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素；以及闭合面提取组件，基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，其中所述墙图层筛选组件针对每个CAD图层，去除其中的点和面元素，统计构成墙的墙面线数量，以及将所统计的墙面线数量相对所有线段的数量的比率大于第一阈值的CAD图层确定为墙图层。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，其中，所述墙面元素识别组件逐一选择一个指定图层中的中每条线段，确定所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率和距离；以及当所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率小于预定斜率并且两者之间距离在预定范围之内时，确定两者之间为墙面成对线，并将墙面成对线识别为墙面元素。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，其中，所述墙面元素识别组件还将同时连接墙面成对线的线段识别为墙端线。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，其中所述墙图层筛选组件针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在线元素的比例小于第二阈值时，认定所针对的CAD图层不是墙图层并予以排除。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，还包括：面图层筛选组件，其针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在面元素的比例大于第三阈值时，认定所针对的CAD图层为面图层。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，还包括门窗元素识别组件，其基于墙面成对线以及墙端线，识别门窗线，将两条平行的墙端线之间的平行线段统计为门窗线；以及将平行的墙端线和墙面线之间的平行线段识别为门窗线。
根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，其中所述闭合面提取组件将所确定的墙面成对线以及墙端线转化成墙面以及将所确定的成对门窗线转换成墙面，按照预定膨胀距离，对墙面和门窗面进行膨胀处理，使得相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间彼此相交，融合所有相交的墙面和门窗面，使之成为环形面，从而消除了相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间的空隙和嵌入，以及提取环形面的内部孔洞，形成孔洞面，并对所提取的孔洞面按照所述预定膨胀距离执行膨胀处理，从而获得作为功能区的闭合面。
采用本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统和方法，能够快速、准确的识别CAD文件，免去企业用户二次绘制地图，提升制图效率。具体而言，通过自动为制图人员推荐出含墙图层，节省人工选取图层的时间，能够快速、准确的识别DWG/DXF建筑图纸中的墙体、门和窗，使二维地图中的空间区域形成封闭面，封闭面代表了三维室内地图中的商铺、房间、楼梯间和卫生间等元素，由此自动精确的识别墙体、门和窗对可以大大减低室内地图的人工成本和时间，以及通过自动提取闭合面，能够有效修正CAD建筑平面图中的墙与墙之间的空隙和嵌入误差，使墙和门窗快速围成闭合面，解决了图像识别缺乏容错机制的问题，可以随具体需要对闭合面的精度进行调节。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
下面将参考附图通过实施例来详细介绍本公开，附图中：
图1所示的是根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统的实例的示意图。
图2所示为根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法的实施例的总体流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，在下文中，两个图层之一可以被称为第一图层也可以被称为第二图层，类似地，两个图层的另一个可以被称为第二图层也可以被称为第一图层。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
为了使本领域技术人员更好地理解本公开，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。
图1所示的是根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统的实例的示意图。如图1所示，基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统100包括：电子图纸导入组件110、图层解析组件120、墙图层筛选组件130、墙面元素识别组件140、门窗元素识别组件150以及闭合面提取组件160。
如图1所示，电子图纸导入组件110获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析。具体而言，通过输入CAD电子图纸的DWG或DXF文件，然后执行DWG判断，获取DWG文件的版本类型，并通过CAD转换助手工具对输入电子图纸执行oda_file_converter数据转换，随后图层解析组件120利用kabeja库解析DXF数据，如果解析成功，这意味着所输入的CAD电子图纸是可以解析的，否则，则所输入的CAD电子图纸无法解析，则无法采用本公开的技术手段构建与CAD电子图纸对应的地图。图层解析组件120对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层。
随后，墙图层筛选组件130从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层。具体而言，所述墙图层筛选组件130针对每个CAD图层，去除其中的点和面元素，统计构成墙的墙面线数量，以及将所统计的墙面线数量相对所有线段的数量的比率大于第一阈值的CAD图层确定为墙图层。这样就可以自动过滤掉很多无用的图层。可选择地所述墙图层筛选组件130针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在线元素的比例小于第二阈值时，认定所针对的CAD图层不是墙图层并予以排除。在另一种实施方式中，有些CAD电子图纸中，会采一些通用的图层名称或类型名称约定，通过这种通用的图层名称或类型名称，墙图层筛选组件130可以自动识别部分固定名称的图层为墙图层或者面图层。可选择地，所述墙图层筛选组件130可以通过标准的域名库来自动过滤掉一些明显不属于墙图层的图层，例如自动识别去掉带注释的线图层、引线图层等无效图层。这样也可以减少执行墙图层筛选的计算量。也可以不通过域名库进行粗筛选。针对粗筛过的所有图层，生成全量地图geoJson以及生成PNG底图。然后所述墙图层筛选组件130针对每个CAD图层确定哪个图层是墙图层。这样就获得预处理后的geoJson墙图层。
随后，如图1所示，墙面元素识别组件140基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素。墙面元素的特征非常显著，例如，在CAD的墙图层中，通常墙是有两条相互平行的两条线来构成，这种线可以是直线，也可以是弧线。墙的截面不仅有墙面线，还有端面线，从而构成一个完整的墙水平横截面。因此，在CAD电子图纸中，墙由两种线段构成，墙面线在下图中以实线表示，长度等于墙的长度，墙端线以虚线表示，长度通常等于墙的厚度。
为了识别墙面，可选择地，可以对图层进行预处理，提取图层中的线段。线段分成弧线线段和非弧线段。非弧线线段分成水平组、竖直组以及倾斜组。对非弧线组线段进行去重和融合，去重和融合包括根据解析DWG或DXF图纸的方式，把解析后所得图层中的线段分成弧线线段和非弧线段；过滤掉起点和终点相等的线段，过滤掉重复线段以及起点和终点顺序相反的线段，最后融合非弧线组中弧度相等或近似相等并相接的线段。
当两条及以上平行线互相重叠且距离等于墙厚或在阈值范围内时，则被认定为墙。根据线段构成墙体的组合方式可以分成一对一、一对多和多对多的墙。设a和b为平面坐标系R2中的两条线段，a＝[(x1,y1),(x2,y2)]，b＝[(x3,y3),(x4,y4)]，a与x轴的夹角为α，b与x轴的夹角为β，d为墙厚，dab为a和b的距离，ε为距离阈值，θ为角度阈值，应当满足以下条件：
a与b平行，|α-β|<θ
a与b重叠，max(x1,x2)>min(x3,x4)且min(x1,x2)<max(x3,x4)或max(y1,y2)>min(y3,y4)且min(y1,y2)<max(y3,y4)且a到b的距离等于或近似于墙厚，|dab-d|<ε
具体而言，所述墙面元素识别组件140逐一选择一个指定图层中的中每条线段，确定所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率和距离；以及当所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率小于预定斜率并且两者之间距离在预定范围之内时，确定两者之间为墙面成对线，并将墙面成对线识别为墙面元素。此外，所述墙面元素识别组件140还将同时连接墙面成对线的线段识别为墙端线。概括而言，针对指定的图层和确定的边线宽度，采用现有的搜索算法搜索整个电子文件，按照可以匹配的图层与高度，可以自动生成墙元素。
墙体识别提取分为直线墙提取和弧线墙提取，两者提取的方法有所不同。提取直线墙需要预先对线段进行分组和预处理，以加快计算速度，然后根据截距把形成一堵墙的所有线段分成两组，命名为平行组和共线组。弧线墙由多条短线段构成，短线段由源数据中的弧线转化而来，通过记录短线段在geojson图层中的编号，可以判断任意两条短线段是否由同一条弧线分解而来，如果由同一条弧线分解而来，则分到同一平行组或共线组，如果不是由同一条弧线转化而来，则判断二者的截距进行分组。
当多种类型的墙存在于同一图层中时，可能存在多条重叠线段与同一线段可以构成墙体，通过计算重叠率来优选线段。重叠率的定义如下：
设a和b为平面坐标系R2中的两条线段，以a为基准，b在a上的重叠率指b在a上的投影长度除以a与b的长度和，其值小于1。
墙的识别提取分为弧线墙提取和非弧线墙提取，分别处理可以提高准确率和时间。非弧线墙提取分为水平组、竖直组合倾斜组，以不同的算法分别提取墙，可以提高效率。当不同类型的墙存在于同一图层中，通过重叠率来优选墙线。
可选择地，门窗元素识别组件150其基于墙面成对线以及墙端线，识别门窗线，将两条平行的墙端线之间的平行线段识别为门窗线；以及将平行的墙端线和墙面线之间的平行线段识别为门窗线。根据墙的墙端线和墙面线来自动生成门和窗，并形成门窗面，不需要提取或输入源数据中门和窗的信息。
最后，闭合面提取组件160基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。具体而言，所述闭合面提取组件160将所确定的墙面成对线以及墙端线转化成墙面以及将所确定的成对门窗线转换成墙面，按照预定膨胀距离，对墙面和门窗面进行膨胀处理，使得相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间彼此相交，融合所有相交的墙面和门窗面，使之成为环形面，从而消除了相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间的空隙和嵌入，以及提取环形面的内部孔洞，形成孔洞面，并对所提取的孔洞面按照所述预定膨胀距离执行膨胀处理，从而获得作为功能区的闭合面。通过获取不同的墙高数据确定围合墙，自动识别围合墙。根据识别到的墙和围合墙自动计算相应拟合面。
此外，根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统100还包括面图层筛选组件，其针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在面元素的比例大于第三阈值时，认定所针对的CAD图层为面图层。根据就近规则与排他规则，类型表的识别-表格识别针对符合规则的图形自动识别为面元素。
图2所示为根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法的实施例的总体流程图。如图2所示，首先，在步骤S210处，通过电子图纸导入组件110获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析。具体而言，通过输入CAD电子图纸的DWG或DXF文件，然后执行DWG判断，获取DWG文件的版本类型，并通过CAD转换助手工具对输入电子图纸执行oda_file_converter数据转换。随后，在步骤S220通过图层解析组件120利用kabeja库解析DXF数据，如果解析成功，则意味着所输入的CAD电子图纸是可以解析的，否则，则所输入的CAD电子图纸无法解析，则无法采用本公开的技术手段构建与CAD电子图纸对应的地图。通过图层解析组件120对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层。
随后，在步骤S230处，通过墙图层筛选组件130从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层。具体而言，所述墙图层筛选组件130针对每个CAD图层，去除其中的点和面元素，统计构成墙的墙面线数量，以及将所统计的墙面线数量相对所有线段的数量的比率大于第一阈值的CAD图层确定为墙图层。这样就可以自动过滤掉很多无用的图层。可选择地所述墙图层筛选组件130针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在线元素的比例小于第二阈值时，认定所针对的CAD图层不是墙图层并予以排除。在另一种实施方式中，有些CAD电子图纸中，会采一些通用的图层名称或类型名称约定，通过这种通用的图层名称或类型名称，墙图层筛选组件130可以自动识别部分固定名称的图层为墙图层或者面图层。可选择地，所述墙图层筛选组件130可以通过标准的域名库来自动过滤掉一些明显不属于墙图层的图层，例如自动识别去掉带注释的线图层、引线图层等无效图层。这样也可以减少执行墙图层筛选的计算量。也可以不通过域名库进行粗筛选。针对粗筛过的所有图层，生成全量地图geoJson以及生成PNG底图。然后所述墙图层筛选组件130针对每个CAD图层确定哪个图层是墙图层。这样就获得预处理后的geoJson墙图层。
随后，如图2所示，在步骤S240处，通过墙面元素识别组件140基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素。墙面元素的特征非常显著，例如，在CAD的墙图层中，通常墙是有两条相互平行的两条线来构成，这种线可以是直线，也可以是弧线。墙的截面不仅有墙面线，还有端面线，从而构成一个完整的墙水平横截面。
当两条及以上平行线互相重叠且距离等于墙厚或在阈值范围内时，则被认定为墙。根据线段构成墙体的组合方式可以分成一对一、一对多和多对多的墙。设a和b为平面坐标系R2中的两条线段，a＝[(x1,y1),(x2,y2)]，b＝[(x3,y3),(x4,y4)]，a与x轴的夹角为α，b与x轴的夹角为β，d为墙厚，dab为a和b的距离，ε为距离阈值，θ为角度阈值，应当满足以下条件：
a与b平行，|α-β|<θ
a与b重叠，max(x1,x2)>min(x3,x4)且min(x1,x2)<max(x3,x4)或max(y1,y2)>min(y3,y4)且min(y1,y2)<max(y3,y4)且a到b的距离等于或近似于墙厚，|dab-d|<ε
具体而言，所述墙面元素识别组件140逐一选择一个指定图层中的中每条线段，确定所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率和距离；以及当所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率小于预定斜率并且两者之间距离在预定范围之内时，确定两者之间为墙面成对线，并将墙面成对线识别为墙面元素。此外，所述墙面元素识别组件140还将同时连接墙面成对线的线段识别为墙端线。概括而言，针对指定的图层和确定的边线宽度，采用现有的搜索算法搜索整个电子文件，按照可以匹配的图层与高度，可以自动生成墙元素。
墙体识别提取分为直线墙提取和弧线墙提取，两者提取的方法有所不同。提取直线墙需要预先对线段进行分组和预处理，以加快计算速度，然后根据截距把形成一堵墙的所有线段分成两组，命名为平行组和共线组。弧线墙由多条短线段构成，短线段由源数据中的弧线转化而来，通过记录短线段在geojson图层中的编号，可以判断任意两条短线段是否由同一条弧线分解而来，如果由同一条弧线分解而来，则分到同一平行组或共线组，如果不是由同一条弧线转化而来，则判断二者的截距进行分组。
当多种类型的墙存在于同一图层中时，可能存在多条重叠线段与同一线段可以构成墙体，通过计算重叠率来优选线段。重叠率的定义如下：
设a和b为平面坐标系R2中的两条线段，以a为基准，b在a上的重叠率指b在a上的投影长度除以a与b的长度和，其值小于1。
墙的识别提取分为弧线墙提取和非弧线墙提取，分别处理可以提高准确率和时间。非弧线墙提取分为水平组、竖直组合倾斜组，以不同的算法分别提取墙，可以提高效率。当不同类型的墙存在于同一图层中，通过重叠率来优选墙线。
可选择地，在步骤S250处，通过门窗元素识别组件150其基于墙面成对线以及墙端线，识别门窗线，将两条平行的墙端线之间的平行线段识别为门窗线；以及将平行的墙端线和墙面线之间的平行线段识别为门窗线。根据墙的墙端线和墙面线来自动生成门和窗，并形成门窗面，不需要提取或输入源数据中门和窗的信息。
最后，在步骤S260处，通过闭合面提取组件160基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。具体而言，所述闭合面提取组件160将所确定的墙面成对线以及墙端线转化成墙面以及将所确定的成对门窗线转换成墙面，按照预定膨胀距离，对墙面和门窗面进行膨胀处理，使得相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间彼此相交，融合所有相交的墙面和门窗面，使之成为环形面，从而消除了相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间的空隙和嵌入，以及提取环形面的内部孔洞，形成孔洞面，并对所提取的孔洞面按照所述预定膨胀距离执行膨胀处理，从而获得作为功能区的闭合面。通过获取不同的墙高数据确定围合墙，自动识别围合墙。根据识别到的墙和围合墙自动计算相应拟合面。
此外，根据本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统100还包括面图层筛选组件，其针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及在面元素的比例大于第三阈值时，认定所针对的CAD图层为面图层。根据就近规则与排他规则，类型表的识别-表格识别针对符合规则的图形自动识别为面元素。
采用本公开的基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统和方法，能够快速、准确的识别CAD文件，免去企业用户二次绘制地图，提升制图效率。具体而言，通过自动为制图人员推荐出含墙图层，节省人工选取图层的时间，能够快速、准确的识别DWG/DXF建筑图纸中的墙体、门和窗，使二维地图中的空间区域形成封闭面，封闭面代表了三维室内地图中的商铺、房间、楼梯间和卫生间等元素，由此自动精确的识别墙体、门和窗对可以大大减低室内地图的人工成本和时间，以及通过自动提取闭合面，能够有效修正CAD建筑平面图中的墙与墙之间的空隙和嵌入误差，使墙和门窗快速围成闭合面，解决了图像识别缺乏容错机制的问题，可以随具体需要对闭合面的精度进行调节。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本公开的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本公开的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本公开的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本公开的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本公开，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本公开。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。
还需要指出的是，在本公开的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，包括：
获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析；
对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层；
从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层，包括：针对每个CAD图层，去除其中的点和面元素；统计构成墙的墙面线数量；以及将所统计的墙面线数量相对所有线段的数量的比率大于第一阈值的CAD图层确定为墙图层；
基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素；以及
基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。
2.根据权利要求1所述的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素包括：
逐一选择一个指定图层中的中每条线段，确定所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率和距离；以及
当所选择的线段相对与其临近线段之间的相对斜率小于预定斜率并且两者之间距离在预定范围之内时，确定两者之间为墙面成对线，并将墙面成对线识别为墙面元素。
3.根据权利要求2所述的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素还包括：
将同时连接墙面成对线的线段统计为墙端线。
4.根据权利要求1所述的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中，所述从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层包括：
针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；
统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及
在线元素的比例小于第二阈值时，认定所针对的CAD图层不是墙图层并予以排除。
5.根据权利要求1所述的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，还包括：
针对每个CAD图层，统计点、面以及线元素；
统计点、面、线元素在所有元素中所占的比例；以及
在面元素的比例大于第三阈值时，认定所针对的CAD图层为面图层。
6.根据权利要求3所述的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，还包括基于墙面成对线以及墙端线，统计门窗线，其包括：
将两条平行的墙端线之间的平行线段统计为门窗线；以及
将平行的墙端线和墙面线之间的平行线段统计为门窗线。
7.根据权利要求6所述的基于CAD电子图纸中构建室内地图的方法，其中所述基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面获得室内平面地图包括：
将所确定的墙面成对线以及墙端线转化成墙面以及将所确定的成对门窗线转换成墙面；
按照预定膨胀距离，对墙面和门窗面进行膨胀处理，使得相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间彼此相交；
融合所有相交的墙面和门窗面，使之成为环形面，从而消除了相邻的墙面之间、墙面和门窗面之间以及门窗面之间的空隙和嵌入；以及
提取环形面的内部孔洞，形成孔洞面，并对所提取的孔洞面按照所述预定膨胀距离执行膨胀处理，从而获得作为功能区的闭合面。
8.一种基于CAD电子图纸中构建室内地图的系统，包括：
电子图纸导入组件，获取CAD电子图纸，确认所获取的CAD电子图纸是否可以解析；
图层解析组件，对可解析的CAD电子图纸进行解析以获得多个CAD图层；
墙图层筛选组件，从所述多个CAD图层中筛选包含墙面元素的墙图层，包括：针对每个CAD图层，去除其中的点和面元素，统计构成墙的墙面线数量；以及将所统计的墙面线数量相对所有线段的数量的比率大于第一阈值的CAD图层确定为墙图层；
墙面元素识别组件，基于墙图层中的墙面元素的特征识别墙面元素；以及
闭合面提取组件，基于所识别的墙面元素形成室内房间闭合面，从而获得室内平面地图。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116110072B (zh) * 2023-04-12 2023-08-15 江西少科智能建造科技有限公司 一种cad图纸解析方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110992490A (zh) * 2019-12-13 2020-04-10 重庆交通大学 基于cad建筑平面图自动提取室内地图的方法
CN111177812A (zh) * 2019-12-27 2020-05-19 中国广核电力股份有限公司 一种含有封闭空间的web地图构建方法和装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5013793B2 (ja) * 2005-09-20 2012-08-29 福井コンピュータ株式会社 ２次元ｃａｄデータ処理装置、２次元ｃａｄデータ処理方法、２次元ｃａｄデータ処理プログラム
JP6090962B1 (ja) * 2016-09-20 2017-03-08 株式会社トーアエンジニアリング Ｃａｄデータの自動解析装置とコンピュータプログラム
CN108229073B (zh) * 2018-02-09 2021-05-14 广州大学 基于建筑图纸的阳台自动识别方法
US11520948B2 (en) * 2018-09-10 2022-12-06 Mappedin Inc. Systems and methods for creating electronic indoor maps
CN110851896B (zh) * 2019-09-29 2023-02-21 成都信息工程大学 基于局部邻域信息的cad外墙体识别方法及装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110992490A (zh) * 2019-12-13 2020-04-10 重庆交通大学 基于cad建筑平面图自动提取室内地图的方法
CN111177812A (zh) * 2019-12-27 2020-05-19 中国广核电力股份有限公司 一种含有封闭空间的web地图构建方法和装置

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