CN114758104A - 一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法。它包括如下步骤，步骤一：将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上；步骤二：计算每组散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区；步骤三：构建标注线和标注文本卷积核；步骤四：计算标注线损失权重图、局部标注文本干涉图；步骤五：在标注兴趣区内检索计算散布筋标注，若存在满足检索要求的散布筋标注，则进行绘制；步骤六：基于标注文本卷积核构建全局标注文本干涉图，基于钢筋图构建像素有向连通图；步骤七：在全图范围检索计算散布筋标注，并进行绘制。本发明具有能够基于三维模型的剖切视图信息，自动生成干涉小、结构规整且易于阅读散布筋标注的优点。

Description

一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域和计算机辅助设计领域，更具体地说它是一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法。

背景技术

随着计算机辅助设计技术的发展与推广，基于三维建模的出图方法已成为工程技术领域的主流。该出图方法凭借其直观性、便捷性、统一性以及可扩展性，极大地提升了工程出图的效率和品质。然而，该方法主要利用传统的剖切和投影算法来实现工程图中模型结构的绘制，而很难做到标注的自动创建和布局。

钢筋图是水利工程行业主要设计成果之一。除水工结构线和钢筋点线外，它还包含钢筋标注。定义以直线段形式均匀散布在钢筋图上的钢筋组为散布筋，当钢筋数量较多时，散布筋通常被抽象为首位两根钢筋。散布筋标注用于表示散布筋的钢筋组属性和散布范围。散布筋标注因标注对象繁多、组合形式灵活、布局位置广泛且容易与其他结构干涉等原因，而往往需要较大的人工成本完成其布局和绘制。

为减少钢筋标注的工作量，专利CN102831259B中提出了一种钢筋自动标注方法。该方法在初始化所有钢筋标注之后，基于局部网格划分和碰撞检测计算钢筋标注的评估值，并迭代优化标注方位使其评估值满足一定要求，从而实现具有一定抗干涉能力的钢筋标注自动布局和绘制。然而，专利CN102831259B并未明确评估值的具体定义，标注的布局位置也受限于局部的优化调整区域。当钢筋图布局紧凑或结构复杂时，基于该专利所绘制的散步筋标注可能出现较大的干涉问题。

在商业软件领域，三维配筋软件VisualFL的二维出图模同样块附带散布筋标注功能。尽管VisualFL在水利工程行业有着较高的知名度和普及度，其输出的钢筋图中散布筋标注仍存在干涉和布局混乱的问题，使得钢筋图的可读性较差。

综上所述，现有的基于计算机辅助设计的钢筋图散布筋标注方法或需要较大的人工参与，或无法避免标注的干涉和布局混乱问题。因此，开发一种能自动生成干涉少、布局规整且易于阅读散布筋标注的标注方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，该方法能够基于三维模型的剖切视图信息，自动生成干涉小、结构清晰且易于阅读的散布筋标注，旨在解决现有钢筋图散布筋标注方案输出结果存在的标注重叠、布局混乱以及可读性差的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上；

步骤二：对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区；

以标注线布局区面积从小到大的顺序，依次对钢筋图中每组散布筋执行步骤三至步骤七；

步骤三：基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核；

步骤四：在标注线布局区内，基于标注线卷积核的卷积操作以及像素位置关系的计算，得到标注线损失权重图；在标注文本理想布局区内，分别用各候选方向标注文本卷积核进行卷积，得到各候选方向的局部标注文本干涉图；

步骤五：基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，在标注兴趣区内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的代理标注线与标注文本组合；若存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则基于检索结果计算并绘制散布筋标注，并跳至下一组散布筋标注过程；若不存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则继续执行步骤六、步骤七；

步骤六：分别用各候选方向标注文本卷积核对整张钢筋图卷积，得到各候选方向的全局标注文本干涉图；以钢筋图像素为节点、相邻像素之间为边，构建像素有向连通图；

步骤七：基于标注线损失权重图、各候选方向全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，在全图范围内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，基于检索结果绘制散布筋标注。

在上述技术方案中，在步骤一中，读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上，具体过程如下：

S1a：定义形状类及其功能函数；其中，形状类包括：直线、弧以及B样条；功能函数包括：初始化、坐标变换、绘制、采样点获取、法向量获取、边缘伸展、法向量方向扩展等；

S1b：读取三维模型的剖切视图信息，将其中的矢量形状初始化为形状对象；

S1c：初始化高分辨率栅格图，构建剖切视图到栅格图的坐标映射关系，调用形状对象的坐标变换函数和绘制函数，将结构线和钢筋点线以不同赋值绘制到栅格钢筋图上。

在上述技术方案中，在步骤二中，对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区，具体过程如下：

S2a：对于每组散布筋，在其钢筋方向两侧分别计算一条垂直于钢筋的直线段，使得直线段刚好覆盖所有散布筋；定义两侧直线段之间散布筋所覆盖的区域为标注线布局区，并计算其面积；

S2b：对于每组散布筋，将其标注线布局区沿着钢筋两侧扩展，扩展距离为标注文本的宽度；定义扩展后的区域为标注文本理想布局区；

S2c：计算标注文本理想布局区的包围盒，定义包围盒在钢筋图上的覆盖区域为标注兴趣区。

在上述技术方案中，在步骤三中，基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核，具体过程如下：

S3a：定义代理标注线为两侧带箭头的线段，其长度等于散布筋的分布距离，方向与钢筋垂直；构建尺寸和代理标注线包围盒相同的矩阵，将代理标注线绘制于矩阵上从而得到标注线卷积核；

S3b：根据散布筋所对应钢筋组编号、根数、等级、直径和间距信息，确定标注文本内容；确定标注文本候选方向，其布局优先级从大到小分别为：平行于标注线、垂直于标注线；

S3c：对于每种标注文本候选方向，构建边长等于标注文本包围盒对角线长度的方阵；在方阵上以高赋值绘制该方向的标注文本，以低赋值在标注文本上下两端绘制线段；线段长度为标注文本长度，方向与标注文本方向相同；定义绘制后的方阵为标注文本卷积核。

在上述技术方案中，在步骤四中，在标注线布局区内，基于标注线卷积核的卷积操作以及像素位置关系的计算，得到标注线损失权重图；在标注文本理想布局区内，分别用各候选方向标注文本卷积核进行卷积，得到各候选方向的局部标注文本干涉图，具体过程如下：

S4a：从钢筋图上截取标注兴趣区，赋予标注线布局区之外的像素高权值，并用标注线卷积核对其卷积，从而得到标注线干涉图；

S4b：构建尺寸和标注兴趣区相同的栅格图，计算栅格图各像素到标注线布局区竖直中心线的距离，得到标注线位置损失权重图；

S4c：将标注线干涉图和标注线位置损失权重图加权求和，得到标注线损失权重图；

S4d：对于每种候选标注文本方向，从钢筋图上截取标注兴趣区，赋予标注文本理想布局区之外的像素高权值，并用候选方向的标注文本卷积核对其卷积，从而得到当前候选标注文本方向的局部标注文本干涉图。

在上述技术方案中，在步骤五中，基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，在标注兴趣区内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的代理标注线与标注文本组合；若存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则基于检索结果计算并绘制散布筋标注，并跳至下一组散布筋标注过程；若不存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则继续执行步骤六、步骤七，具体过程如下：

S5a：计算所有方向的局部标注文本干涉图的最小值；

当最小值大于阈值σ(σ用于筛选干涉值较小的标注文本布局位置)，则标注文本理想布局区内不存在干涉小的标注文本，直接跳至步骤六；

当最小值小于或等于阈值σ，则标注文本理想布局区内存在干涉小的标注文本，跳转至步骤S5b；

S5b：按照标注线损失权重图像中像素值(即，标注线损失值)从小到大的顺序遍历像素位置，每个像素位置对应一个代理标注线中心位置，在遍历的过程中执行执行步骤S5c至S5f；

S5c：如果当前位置与上一位置的标注线损失值之差大于或等于阈值η，则终止遍历，直接跳至步骤六；否则，继续执行步骤S5d至S5f：

S5d：假定在当前遍历位置布局代理标注线，在标注兴趣区内，计算各像素到代理标注线以及代理标注线中垂线的距离加权和，得到局部标注文本位置损失权重图；

S5e：检索各方向局部标注文本干涉图中干涉值小于阈值σ的所有文本方向和位置，并从中选取在局部标注文本位置损失权重图中像素值(损失值)最小者；

S5f：如果最小损失值小于阈值δ，则当前代理标注线和标注文本符合标注规范和设计人员标注习惯，记录当前代理标注线和标注文本并终止遍历，跳至步骤S5g；否则继续遍历下一代理标注线位置；

S5g：如果有代理标注线和标注文本的记录，则计算标注线和标注扩展线，绘制标注线、标注文本和标注扩展线，并跳至下一组散布筋标注过程；否则，继续执行步骤六、步骤七。

在上述技术方案中，在步骤六中，分别用各候选方向标注文本卷积核对整张钢筋图卷积，得到各候选方向的全局标注文本干涉图；以钢筋图像素为节点、相邻像素之间为边，构建像素有向连通图，具体过程如下：

S6a：补充步骤S3b所述候选标注文本方向，按布局优先级从大到小排序分别为：平行于标注线、垂直于标注线、水平和竖直；基于步骤S3c所述方法构建水平和竖直方向的标注文本卷积核；

S6b：分别用各候选标注文本各方向标注文本卷积核卷积钢筋图，得到各候选方向标注文本的全局标注文本干涉图；

S6c：基于钢筋图构建像素有向连通图，连通图节点为像素，边连接相邻像素，边权重与终点像素对应要素类型相关，像素类型对应边权重值由小到大排序依次是：空白像素、结构线、钢筋、标注线以及标注文本。

在上述技术方案中，在步骤七中，基于标注线损失权重图、各候选方向全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，在全图范围内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，基于检索结果绘制散布筋标注，具体过程如下：

S7a：定义初始值较大的变量α，用于记录代理标注线和标注文本间的最短路径距离；按照步骤S5c所述顺序遍历代理标注线中心位置，在遍历过程中执行下述S7b～S7f步骤：

S7b：如果当前位置与上一位置的标注线损失值之差大于等于阈值η，则终止遍历，跳至步骤S7g；否则，继续执行步骤S7b～S7f；

S7c：假定在当前遍历位置布局代理标注线，在钢筋图全图范围内，计算各像素到代理标注线以及代理标注线中垂线的距离加权和，得到全局标注文本位置损失权重图；

S7d：基于狄杰斯克拉最短路径搜索算法，计算连通图上各位置到代理标注线的最短路径及路径距离，构建标注线路径距离图；

S7e：从各方向的全局标注文本干涉图中检索干涉值小于阈值σ的标注文本位置及方向，基于标注线路径距离图从检索结果中选取标注文本包围盒到标注线路径距离最小者；当存在多个满足要求的位置和方向，则根据全局标注文本位置损失权重图和文本方向优先级从选取结果中继续选取位置损失值最小且方向优先级最高的文本位置和方向；

S7f：如果所选取标注文本包围盒到标注线的路径距离小于α，则执行步骤：将该路径距离赋值给α，计算标注线和标注扩展线，并记录当前标注线、标注文本和标注扩展线；如果最短路径距离小于阈值δ，则终止遍历，跳至步骤S7g；否则继续遍历过程；

S7g：遍历结束后，绘制所记录的标注线、标注文本和标注扩展线。

本发明具有如下优点：

本发明所提供的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，能够基于三维模型的剖切视图信息，自动生成干涉小、结构规整且易于阅读的散布筋标注。通过步骤S4a所述基于标注线卷积核构建标注线干涉图、步骤S4d所述基于标注文本卷积核构建局部标注文本干涉图以及步骤S6b所述基于标注文本卷积核构建全局标注文本干涉图，本发明方法筛选干涉值小于一定阈值的布局位置以实现散布筋标注和其他图形要素之间的干涉规避；通过步骤二所述标注线布局区和标注文本理想布局计算、步骤S4b所述标注线位置损失权重图计算以及步骤S5d和步骤S7c所述局部/全局标注文本位置损失权重图计算，本发明方法能够优选符合刚筋标注规范和设计人员标注习惯的标注线-标注文本组合布局；通过步骤S6c所述连通图构建以及步骤S7d所述最短路径搜索，本发明方法在避免干涉的前提下，缩短标注线和标注文本间标注扩展线的距离，从而提升标注结果的可读性

图13～图15展示了本发明方法和三维配筋软件VisualFL分别在图8(a)、8(b)和8(c)所示剖切位置钢筋图的散布筋标注结果对比，对比表明：本发明方法计算的散布筋筋标注具有干涉少、结构规整和易于阅读的优点。

附图说明

图1为本发明散布筋定义的示意图；

图2为现有散布筋标注的组成要素图；

图3为现有技术中降低散布筋标注可读性的主要因素图；

图4为本发明标注线布局区和标注文本理想布局区；

图5为本发明标注线卷积核和标注文本卷积核的构成示意图；

图6为本发明散布筋标注方法流程图；

图7为本发明实施例中标注线和标注文本干涉图的构成及含义图；

图8为本发明实施例中三维模型案例及其剖切位置和方向图；

图9为本发明散布筋标注文本的布局方向图；

图10为本发明实施例在图8(a)所示剖切位置生成的剖切图；

图11为本发明实施例中标注线和标注文本的位置损失变化趋势及相应位置损失权重图；

图12为本发明实施例对图10所示剖切图的散布筋标注结果图。

图13为本发明实施例和三维配筋软件VisualFL分别在图8(a)所示剖切位置钢筋图的散布筋标注结果对比图；

图14为本发明实施例和三维配筋软件VisualFL分别在图8(b)所示剖切位置钢筋图的散布筋标注结果对比图；

图15为本发明实施例和三维配筋软件VisualFL分别在图8(c)所示剖切位置钢筋图的散布筋标注结果对比图。

具体实施方式

以下将结合附图详细阐述本发明方案所涉及的重要概念，以方便技术领域相关人员更好地理解本发明方案。

a.散布筋：如图1所示，定义以直线段形式均匀散布在钢筋图上的钢筋组为散布筋。当钢筋数量较多时，散布筋通常被抽象为首尾两根钢筋，如图1(b)所示。在图1中，图1(a)为散布筋对应钢筋组在钢筋图上的投影示意图；图1(b)为图1(a)对应散布筋在钢筋图上的实际绘制结果示意图。

b.散布筋标注的组成要要素：如图2所示，散布筋标注主要由标注文本和标注线组成。标注文本用于表明散布筋参数信息，包括：编号、数量、钢筋等级、钢筋直径和组内间距。标注线用于指明标注文本所标注的散布筋及其分布范围，其结构由垂直于散布筋的线段以及和散布筋相交处的箭头组成。散布筋标注线的箭头方向由标注线和标注文本之间的位置关系决定，如图2(b)和图2(c)所示。当标注文本并非在标注线范围内平行贴合于标注线时，需要由扩展标注线将标注文本引出，如图2中(a)、(b)和(c)所示。在图2中，图2(a)为标注文本平行贴合于标注线时的散布筋标注结构示意图；图2(b)为标注文本垂直贴合于标注线时的标注结构示意图；图2(c)为标注文本平行贴合于标注线延长线时的标注结构示意图；图2(d)为标注文本不贴合于标注线所在直线时的标注结构示意图。

c.降低散布筋标注可读性的主要因素：如图3所示，降低散布筋标注可读性的主要因素分别为干涉和布局混乱。干涉，即钢筋图中图形要素相互叠加而导致难以辨明的现象，如图3(a)中虚线方框对应区域所示；布局混乱，即标注线或者标注文本的布局位置和方向没有适配当前钢筋图的结构，而导致标注观感差的现象，如图3(b)中虚线方框对应区域所示。在图3中，图3(a)为现有技术散布筋标注干涉区域的局部放大图；图3(b)为现有技术散布筋标注布局混乱区域的局部放大图。

d.标注线布局区和标注文本理想布局区：如图4所示，标注线布局区即标注线的布局限定范围。根据钢筋标注规范，散布筋标注线应垂直于散布筋，其两端位于散布筋两侧的钢筋线上，且与所有散布筋钢筋线相交，如图2所示。因此，散布筋存在一定的布局范围，定义该范围为标注线布局区，如图4深色区域所示。标注文本理想布局区即标注文本的理想布局范围。根据设计人员标注习惯调研反馈，理想的标注文本应平行或垂直于标注线，且与标注线贴近，如图2(a)和图2(b)所示。因此，理想的标注文本也存在一定的布局范围，定义该布局范围为标注文本理想布局区，如图4虚线框区域所示。在图4中，左侧图中灰色区域表示水平方向散布筋的标注线布局区，虚线区域表示水平方向散布筋的标注文本理想布局区。

e.代理标注线：代理标注线即标注线的替代品，被用于在标注布局过程中代替标注线执行干涉程度的计算。如概念a所述，标注线的箭头样式由标注线和标注文本之间的位置关系决定，因此在计算出标注线和标注文本的最优布局位置之前，无法明确标注线的箭头样式。为计算标注线在不同位置布局的干涉程度，本发明方案定义代理标注线来代替标注线执行相关计算。对于任意散布筋，代理标注线的长度、方向和标注线相同，其箭头为双侧完整箭头，如图5(b)所示。

f.标注线卷积核和标注文本卷积核：标注线卷积核本质上是绘制有代理标注线的栅格图，如图5(b)所示即为图5(a)所示标注线对应的标注线卷积核；标注文本卷积核本质上是绘制有标注文本的栅格图，如图5(d)所示即为图5(c)所示标注文本对应的标注文本卷积核。在本发明方案中，卷积核被用于对钢筋图进行卷积，从而计算(代理)标注线或者标注文本在钢筋图不同位置布局时产生的干涉程度。如概念d所述，由于在计算干涉程度的过程中无法明确标注线具体样式，标注线卷积核是基于代理标注线构建的。在图5中，图5(a)为散布筋标注线示意图；图5(b)为图5(a)所示标注线对应的标注线卷积核示意图；图5(c)为散布筋标注文本示意图；图5(d)为图5(c)所示标注文本对应的标注文本卷积核示意图；右侧图例展示了图5(b)和图5(d)所示栅格图像素颜色与像素值大小对应关系。

实施例

以下将通过实施例配以附图的方式详细阐述本发明方案的实施方式和技术效果。需要说明的是，以下所述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所做出的所有其他实施例，都是本发明保护的范围。

本实施例将本发明试用于某水利工程项目的进水塔结构设计中。

本实施例采用本发明所提供的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋标注方法的一种具体实施方式流程图如图6所示，该方法步骤如下：

步骤1：读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上。

为方便计算和读取钢筋图中结构线、钢筋点线以及标注的占据区域，从而为抗干涉标注提供信息基础，本算法的全部操作都是基于栅格图执行，因此首先要将读取的剖切视图转化为栅格图。

首先，为方便对钢筋图中的所有几何形状做统一管理，定义形状基类及其虚成员函数，虚成员函数包括：初始化、坐标变换、绘制、采样点获取、法向量获取、边缘伸展、法向量方向扩展等。基于形状基类定义直线类、弧类以及B样条类，其中直线类用以表示直线，弧类用以表示圆、圆弧、椭圆、椭圆弧以及实心点，B样条用以表示直线和弧之外的所有形状。

随后，读取三维模型的剖切视图信息，包括结构信息和钢筋信息。用上述直线、弧和B样条对象的组合来表示结构线和钢筋点线。

最后，初始化高分辨率栅格图，构建剖切视图到栅格图的坐标变换关系，调用形状对象的坐标变换函数和绘制函数，在栅格图上绘制结构线和钢筋点线。图8展示了本实施例三维模型的三个剖切方位，图10为本步骤基于图8(a)所示剖切方位视图信息绘制的栅格钢筋图。

在图8中，图8(a)、8(b)和8(c)分别为本实施例三维模型的三个不同剖切方位示意图，图8(a)、8(b)和8(c)中，灰色框线均表示三维模型的剖切部位，箭头均表示三维模型的剖切方向。

步骤2：对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区。

为保证标注线和标注文本布在理想的范围内，本发明方法首先计算散布筋的标注线布局区和标注文本理想布局区；为提升方法的计算效率，本发明方法基于标注文本理想布局区计算标注兴趣区，并优先在局部的标注兴趣区内进行散布筋标注布局，以减少算法运算量。

首先，对于每组散布筋，在其钢筋方向两侧分别计算一条垂直于钢筋的线段，使得线段刚好覆盖所有散布筋。两条线段所定义的矩形区域即为标注线布局区。

随后，对于每组散布筋，将其标注线布局区沿着钢筋线两侧扩展，扩展距离为标注文本的宽度。扩展后的区域即为标注文本理想布局区。

最后，计算标注文本理想布局区的包围盒，定义包围盒在钢筋图上的覆盖区域为标注兴趣区。

当钢筋图中结构线和钢筋点线的布局较为紧凑时，往往需要在标注线布局区和标注文本理想布局区内调整标注线和标注文本的方位，使其在最小化干涉程度的同时满足钢筋标注规范和设计人员标注习惯。然而，散布筋的标注线布局区和标注文本理想布局区是有限的。为保证钢筋图中所有散布筋都能得到干涉少且结构规整的标注，本发明方案提出基于标注文本理想布局区面积从小到大的布局排序策略。该策略的核心思路是：散布筋标注文本理想布局区面积越小，则散布筋的布局范围越小，在有限范围内与其他要素干涉的概率越大，因此应优先对标注文本理想布局区面积小的散布筋进行标注。以标注线布局区面积从小到大的顺序，依次对钢筋图中每组散布筋执行步骤3至步骤7。

步骤3：基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核。

如图2所示，由于散布筋标注线样式依赖于标注线和标注文本之间的位置关系，在标注线和标注文本最终方位确定之前，无法明确标注线具体样式。因此，本发明方法提出用样式固定的代理标注线来代替标注线完成标注布局相关计算。此外，为方便计算标注线和标注文本在不同位置布局的干涉情况，本发明方法构建标注线和标注文本卷积核，用卷积核在钢筋图上的卷积值表示标注线和标注文本的干涉程度。

首先，定义代理标注线并构建其卷积核。代理标注线样式应接近于各标注线样式，且基于其计算的布局位置能减少标注线布局所产生的干涉。因此，定义代理标注线为两侧带箭头的线段，如图5(b)所示，其长度等于散布筋的分布距离，方向与钢筋方向垂直。除了箭头样式外，代理标的参数和标注线基本相同。因代理标注线两端的完整箭头比标注线的箭头覆盖面更广，在基于代理标注线计算出的布局位置，标注线的干涉程度不大于代理标注线。构建尺寸和代理标注线包围盒相同的矩阵，将代理标注线绘制于矩阵上从而构成标注线卷积核。

随后，确定标注文本内容及候选方向。根据散布筋标注规范，标注文本内容依次为：编号、数量、钢筋等级、钢筋直径和组内间距；定义标注文本候选方向，候选方向的布局优先级从大到小分别为：平行于标注线方向和垂直于标注线方向，如图9(a)和图9(b)所示。

最后，为每种标注文本方向构建标注文本卷积核。对于每种标注文本方向，构建边长等于标注文本包围盒对角线长度的方阵。在方阵上以高赋值绘制该方向标注文本，以低赋值在标注文本上下两端绘制线段。线段长度为标注文本长度，方向与标注文本方向相同，用于代表可能出现在文本上下测的标注扩展线，如图5(d)所示。定义绘制后的方阵为标注文本卷积核。在本实施例中，卷积核内标注文本对应位置赋值为1，文本上下两侧的线段赋值为线段长度的倒数。该赋值方式禁止标注文本与其他要素干涉，允许标注扩展线在一定程度上与其他要素干涉，如图7(d)所示。

步骤4：在标注线布局区内，基于标注线卷积核的卷积操作以及像素位置关系的计算，得到标注线损失权重图；在标注文本理想布局区内，分别用各候选方向标注文本卷积核进行卷积，得到各候选方向的局部标注文本干涉图。

为精确绘制干涉少的散布筋标注，本发明方法提出构建标注线干涉图和标注文本干涉图作为抗干涉标注计算的基础。标注线干涉图是表示不同位置布局标注线所产生干涉程度的栅格图。如图7(a)和图7(b)所示，标注线干涉图的像素值和当前位置布局标注线所叠加其他图形要素像素数量正相关。同理，标注文本干涉图反应是表示不同位置布局标注文本所产生干涉程度的栅格图，如图7(c)和图7(e)所示。在图7中，图7(a)为标注线布局位置与干涉值大小示意图，其中标注线右侧的圆环为干涉值指示器，干涉值指示器的颜色标示左侧标注线的干涉值，干涉值指示器颜色与干涉值对应关系如图7右上角图例所示；图7(b)为图7(a)对应标注线干涉图，标注线干涉图的像素颜色与干涉值对应关系如图7右上角图例所示，标注线干涉图中虚线框表示标注线布局区；图7(c)为标注文本布局位置与干涉值大小示意图，其中标注文本上方的圆环为干涉值指示器，干涉值指示器的颜色标示下方标注文本的干涉值，干涉值指示器颜色与干涉值对应关系如图7右上角图例所示；图7(d)为标注文本卷积核中文本底线与标注文本布局关系示意图，其中虚线框中内容为图7(c)对应虚线框区域放大示意图，虚线框中左图为标注文本卷积核干涉值示意图，虚线框中右图为左图对应散布筋标注绘制图，上方虚线框右侧的钩表明本发明方案允许上方虚线框所示标注文本中间穿插结构线或标注线的布局情况，下方虚线框右侧的叉表明本发明方案不允许下方虚线框所示标注文本底线与标注线或结构线叠加的布局情况；图7(e)为图7(c)对应标注文本干涉图，标注文本干涉图像素颜色与干涉值对应关系如图7右上角图例所示；

为选取更符合设计人员审美的标注文本布局位置，本发明方法提出构建标注线位置损失权重图以实现对标注线位置的软性约束。标注线位置损失权重图反应的是设计人员对于不同标注线位置的偏好。其像素值越低则该位置的偏好越高，如图11(a)和11(b)所示。根据散布筋标注规范和设计人员标注习惯调研反馈结果，对于任意一组散布筋，在满足标注线干涉少的前提下，标注线应尽可能靠近标注线布局区中间，如图11(a)所示。在图11中，图11(a)为标注线位置损失值随标注线布局位置变化趋势示意图，其中箭头颜色的变化趋势标示标注线随箭头方向移动时位置损失值的变化趋势，箭头颜色与位置损失值的对应关系如图11最右侧图例所示；图11(b)为图11(a)对应标注线位置损失权重图，位置损失权重图像素颜色与损失值对应关系如图11最右侧图例所示；图11(c)为标注文本位置损失值随标注文本布局位置变化趋势示意图，其中箭头颜色的变化趋势标示标注文本随箭头方向移动时位置损失值的变化趋势，箭头颜色与位置损失值的对应关系如图11最右侧图例所示；图11(d)为图11(c)对应标注文本位置损失权重图，位置损失权重图像素颜色与损失值对应关系如图11最右侧图例所示。

此外，为提升算法运行效率，本步骤所计算的干涉图和位置损失权重图都限定在标注兴趣区范围内。

首先，构建标注线干涉图A。从钢筋图上截取标注兴趣区，并赋予标注线布局区之外的像素高权值，以使得超出标注线布局区的代理标注线产生较大干涉，从而将代理标注线约束到标注线布局区内。用标注线卷积核对截取的栅格图卷积，从而得到标注线干涉图。

随后，构建标注线位置损失权重图B。构建尺寸和标注兴趣区相同的栅格图，计算该图上每个像素到标注线布局区中心线的距离，该距离图即为标注线位置损失权重图。

紧接着，构建标注线损失权重图。将标注线干涉图A和标注线位置损失权重图B视作矩阵，并将二者加权求和，即得到标注线损失权重图。在本实施例中，标注线损失权重图为A+B/max(local-height,local-width)，其中max(local-height,local-width)表示选取标注兴趣区较大的边长。在构建标注线损失权重图过程中赋予B较低的权重，使得算法在计算标注线位置时，优先考虑干涉值较小的位置，而后从中检索更符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的位置。

最后，针对每种标注文本方向构建其局部标注文本干涉图。对于每个方向的标注文本，从钢筋图上截取标注兴趣区，并赋予标注文本理想布局区之外的像素高权值，以使得超出标注文本理想布局区的标注文本产生较大干涉，从而将标注文本约束到标注文本理想布局区内。用标注文本卷积核对截取的栅格图卷积，得到局部标注文本干涉图。

步骤5：基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，计算符合标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，并进行绘制。

本步骤用作在局部范围内选取干涉小、符合规范且满足设计人员标注习惯的标注线-标注文本组合，并计算标注样式以进行绘制。

首先，判断标注兴趣区是否存在干涉少的标注文本布局位置。计算所有文本方向的局部标注文本干涉图的最小值，若最小值大于阈值σ，则标注文本理想布局区内不存在标注文本的合理布局位置，直接跳至步骤6。在本实施例中，定义阈值σ＝0.2，其意义为：禁止标注文本与其他要素干涉，允许标注文本上下两侧的标注扩展线段与其他要素产生一定干涉，但干涉位置累计不超过线段长度的1/5，如图7(d)所示。

随后，按照标注线损失值从小到大的顺序对标注线损失权重图中位置遍历，在遍历过程中执行下述步骤a至步骤d：

a.如果当前位置与上一位置的标注线损失值之差大于等于阈值η，则终止遍历，直接跳至步骤六；否则，继续执行步骤b至d。在本实施例中，定义η＝4，用于筛选干涉值最小的那批代理标注线布局位置。

b.基于当前位置代理标注线，为各方向标注文本构建局部标注文本位置损失权重图。局部标注文本位置损失权重图反应的标注文本理想布局区内设计人员对于标注文本布局位置的偏好，其像素值越低则该位置偏好越高。根据散布筋标注规范和设计人员标注习惯调研反馈结果，对于任意一组散布筋，在满足标注文本不干涉的前提下，标注文本应贴近标注线且尽量位于标注线中间位置。针对每个方向的标注文本，构建尺寸和标注兴趣区相同的栅格图。计算各像素位置到当前代理标注线的距离，构成标注线距离图M；计算各像素位置到当前代理标注线中垂线的距离，构成标注线中线距离图N。将标注线距离图M和标注线中线距离图N加权求和，即得到局部标注文本位置损失权重图。在本实施例中，局部标注文本位置损失权重图为M+N/max(local-height,local-width)。该位置损失权重图赋予N较低的权重，使得算法优先考虑贴近标注线的位置，而后从中选取居于标注点线中间的位置。

c.基于局部标注文本干涉图和局部标注文本位置损失权重图，选取当前代理标注线情况下最优的标注文本位置和方向。从各方向局部标注文本干涉图中检索干涉值小于阈值σ的所有文本方向和位置，并从中选取在局部位置损失权重图中损失值最小者。

d.如果所选取位置的位置损失值小于阈值δ，则当前代理标注线和标注文本符合标注规范和设计人员标注习惯，记录当前代理标注线和标注文本，随后终止遍历。在本实施例中，定义阈值δ为3，以约束标注文本到标注线距离不超过3个像素单位。

最后，根据遍历结果判断局部标注兴趣区是否存在符合标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注。如果有代理标注线和标注文本的记录，则计算标注线和标注扩展线，绘制标注线、标注文本和标注扩展线，并跳至下一组散布筋标注过程；否则，继续执行步骤6、步骤7。

步骤6：分别用各候选方向标注文本卷积核对整张钢筋图进行卷积，得到各候选方向的全局标注文本干涉图；以钢筋图像素为节点、相邻像素之间为边，构建像素有向连通图。

为在全图范围内检索干涉少的标注文本布局位置，本步骤构建全局标注文本干涉图作为抗干涉标注文本布局计算的基础。由于标注兴趣区内不存在符合标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，标注文本必然由标注扩展线从标注线上引出。为在避免标注扩展线与其他图形要素干涉的同时尽量缩短标注扩展线的路径距离，以保证标注文本、标注扩展线和标注线的结构规整性，本发明方法提出基于钢筋图构建像素有向连通图，从而为后续基于最短路径搜索计算最简短标注扩展线提供基础。

首先，补充步骤3所述标注文本候选方向和相应卷积核。根据钢筋标注规范和设计人员标注习惯，当标注文本从标注线引出后，其方向可以是水平或者竖直，如图9(c)和9(d)所示。定义标注文本候选方向，其布局优先级由大到小排序分别为：平行于钢筋方向、垂直于钢筋方向、水平和竖直。基于步骤3所述标注文本卷积核构建方法，为新增标注文本候选方向构建标注文本卷积核。

然后，为各方向标注文本构建全局标注文本干涉图。与步骤5所述局部标注文本干涉图类似，全局标注文本干涉图反应的特定方向标注文本在钢筋图全局范围上的干涉情况。对于每个方向的标注文本，用其标注文本卷积核对钢筋图卷积，即得到全局标注文本干涉图。

最后，基于钢筋图构建像素有向连通图。像素有向连通图是以像素为节点，相邻像素之间连接有向边的连通图。有向连通图的边权重与边终点像素对应类型相关，其值由小到大排序依次是：空白像素、结构线、钢筋点线、标注线以及标注文本。边权重越大，其对应路径距离越长，在最短路径检索过程中越要避开。在本实施例中，不同要素与边权重对应关系为：空白像素为1，结构线和钢筋线为200，标注线为500，以及标注文本为2000。

步骤7：基于标注线损失权重图、全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，计算符合散布筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，并将其绘制到钢筋图上。

本步骤旨在在全局范围内选取干涉小、符合规范且满足设计人员标注习惯的标注线-标注文本组合，并计算标注样式以进行绘制。为在避免标注扩展线与其他图形要素干涉的同时尽量缩短标注扩展线的路径距离，本发明方法将标注扩展线类比为标注线和标注文本之间的最短路径，并基于最短路径搜索算法最小化标注线路径距离。

首先，初始化变量α，用于记录标注线和标注文本间的最短路径距离。按照标注线损失值从小到大的顺序对标注线损失权重图中位置遍历，在遍历过程中执行下述步骤：

a.如果当前位置的损失值大于等于阈值η，则终止遍历。

b.基于当前位置代理标注线，为各方向标注文本构建全局标注文本位置损失权重图。全局标注文本位置损失权重图反应的是全局范围内设计人员对标注文本布局位置的偏好，其像素值越低则该位置偏好越高。与步骤5所述局部标注文本位置损失权重图的计算过程类似，构建尺寸和钢筋图相同的栅格图，计算各像素位置到标注线所在直线的距离从而构成标注线距离图M，计算各像素位置到标注线中垂线的距离从而构成标注线中线距离图N，定义全局标注文本位置损失权重图为M+N/max(height,width)，其中max(height,width)表示钢筋图较长边的长度。

c.基于狄杰斯克拉最短路径搜索算法，计算连通图上各位置到标注线的最短路径及路径距离，构建标注线路径距离图。

d.从各方向全局标注文本干涉图中检索干涉值小于阈值σ的标注文本位置和方向，基于标注线路径距离图选取标注文本包围盒到标注线路径距离最小的标注文本位置和方向；若存在多个满足要求的位置和方向，则根据全局标注文本位置损失权重图和文本方向优先级从中继续选取位置损失值最小且优先级最高的位置和方向。

e.如果所选取标注文本包围盒到标注线的路径距离小于α，则将α赋值为该路径距离，计算标注扩展线为最短路径与标注文本底线的组合，并记录当前代理标注线位置、标注文本方位和标注扩展线。如果最短路径距离小于阈值δ，则终止遍历。在本实施例中阈值δ被定义为3。

最终，根据遍历结束后所记录的代理标注线位置、标注文本方位以及标注扩展线，在钢筋图上绘制标注线、标注文本以及标注扩展线。图12展示了本方法对图10所示钢筋图散布筋标注后的结果。

验证试验

现对上述实施例的三个剖切视图，分别采用本发明方法、现有三维配筋软件VisualFL进行散布筋标注，二者对比标注结果如图13-图15所示。

在图13中，图13(a)为VisualFL散布筋标注结果图；图13(b)为本发明方法与VisualFL散布筋标注结果细节对比图；图13(c)为本发明方法散布筋标注结果图。在图13(b)中，位于上侧的附图为图13(a)中某处标注放大图；位于下侧的附图为图13(c)中某处处标注放大图；在图13(b)中，两幅附图分别为图8(a)中相同部位、采用本发明方法与VisualFL散布筋标注方法标注后的放大图，用于清楚地显示及对比本发明方法与VisualFL散布筋标注方法的标注结果。从图13(a)、图13(b)、图13(c)中可以看出：采用VisualFL散布筋标注方法标注，存在干涉和布局混乱的问题，钢筋图的可读性较差。而采用本发明所述方法标注，干涉少、结构规整且可读性高。

在图14中，图14(a)为VisualFL散布筋标注结果图；图14(b)为本发明方法散布筋标注结果图。从图14(a)、图14(b)中可以看出：采用VisualFL散布筋标注方法标注，存在干涉和布局混乱的问题，钢筋图的可读性较差。而采用本发明所述方法标注，干涉少、结构规整且可读性高。

在图15中，图15(a)为VisualFL散布筋标注结果图；图15(b)为本发明方法与VisualFL散布筋标注结果细节对比图；图15(c)为本发明方法散布筋标注结果图。在图15(b)中，从左数第1、3张附图为图15(a)中某处标注放大图；从左数第2、3张附图为图15(a)中某处处标注放大图；在图15(b)中，左数第1、2张附图和第3、4张附图分别为图8(c)中相同部位、采用本发明方法与VisualFL散布筋标注方法标注后的放大图，用于清楚地显示及对比本发明方法与VisualFL散布筋标注方法的标注结果。从图15(a)、图15(b)、图15(c)中可以看出：采用VisualFL散布筋标注方法标注，存在干涉和布局混乱的问题，钢筋图的可读性较差。而采用本发明所述方法标注，干涉少、结构规整且可读性高。

从图13-图15可以看出：相比于现有三维配筋软件VisualFL，本发明方法绘制的散布筋标注具有干涉少、结构规整且可读性高的优势。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (8)

1.一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上；

步骤二：对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区；

以标注线布局区面积从小到大的顺序，依次对钢筋图中每组散布筋执行步骤三至步骤七；

步骤三：基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核；

步骤四：基于标注线布局区和标注线卷积核计算标注线损失权重图，基于标注文本理想布局区和标注文本卷积核计算局部标注文本干涉图；

步骤五：基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，在标注兴趣区内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的代理标注线与标注文本组合；若存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则基于检索结果计算并绘制散布筋标注，并跳至下一组散布筋标注过程；否则，则继续执行步骤六；

步骤六：基于标注文本卷积核构建全局标注文本干涉图，基于钢筋图构建像素有向连通图；

步骤七：基于标注线损失权重图、全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，在全图范围内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，并将其绘制到钢筋图上。

2.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤一中，读取三维模型的剖切视图信息，将矢量存储的结构线和钢筋点线绘制到栅格图上，具体过程如下：

S1a：定义形状类及其功能函数；其中，形状类包括：直线、弧以及B样条；功能函数包括：初始化、坐标变换、绘制、采样点获取、法向量获取、边缘伸展、法向量方向扩展；

S1b：读取三维模型的剖切视图信息，将其中的矢量形状初始化为形状对象；

S1c：初始化高分辨率栅格图，构建剖切视图到栅格图的坐标映射关系，调用形状对象的坐标变换函数和绘制函数，将结构线和钢筋点线以不同赋值绘制到栅格钢筋图上。

3.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤二中，对于钢筋图中每组散布筋，根据其方向、位置和散布范围，计算散布筋的标注线布局区、标注文本理想布局区和标注兴趣区，具体过程如下：

S2a：对于每组散布筋，在其钢筋方向两侧分别计算一条垂直于钢筋的直线段，使得直线段刚好覆盖所有散布筋；定义两侧直线段之间散布筋所覆盖的区域为标注线布局区，并计算其面积；

S2b：对于每组散布筋，将其标注线布局区沿着钢筋两侧扩展，扩展距离为标注文本的宽度；定义扩展后的区域为标注文本理想布局区；

S2c：计算标注文本理想布局区的包围盒，定义包围盒在钢筋图上的覆盖区域为标注兴趣区。

4.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤三中，基于散布筋的钢筋方向、散布范围和属性信息，确定代理标注线样式和各候选方向标注文本样式，并基于确定的样式构建代理标注线卷积核和各候选方向标注文本卷积核，具体过程如下：

S3a：定义代理标注线为两侧带箭头的线段，其长度等于散布筋的分布距离，方向与钢筋垂直；构建尺寸和代理标注线包围盒相同的矩阵，将代理标注线绘制于矩阵上从而得到标注线卷积核；

S3b：根据散布筋所对应钢筋组编号、根数、等级、直径和间距信息，确定标注文本内容；确定标注文本候选方向，其布局优先级从大到小分别为：平行于标注线、垂直于标注线；

S3c：对于每种标注文本候选方向，构建边长等于标注文本包围盒对角线长度的方阵；在方阵上以高赋值绘制该方向的标注文本，以低赋值在标注文本上下两端绘制线段；线段长度为标注文本长度，方向与标注文本方向相同；定义绘制后的方阵为标注文本卷积核。

5.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤四中，基于标注线布局区和标注线卷积核计算标注线损失权重图，基于标注文本理想布局区和标注文本卷积核计算局部标注文本干涉图，具体过程如下：

S4a：从钢筋图上截取标注兴趣区，赋予标注线布局区之外的像素高权值，并用标注线卷积核对其卷积，从而得到标注线干涉图；

S4b：构建尺寸和标注兴趣区相同的栅格图，计算栅格图各像素到标注线布局区竖直中心线的距离，得到标注线位置损失权重图；

S4c：将标注线干涉图和标注线位置损失权重图加权求和，得到标注线损失权重图；

S4d：对于每种候选标注文本方向，从钢筋图上截取标注兴趣区，赋予标注文本理想布局区之外的像素高权值，并用候选方向的标注文本卷积核对其卷积，从而得到当前候选标注文本方向的局部标注文本干涉图。

6.根据权利要求1所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤五中，基于标注线损失权重图和局部标注文本干涉图，在标注兴趣区内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的代理标注线与标注文本组合；若存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则基于检索结果计算并绘制散布筋标注，并跳至下一组散布筋标注过程；若不存在满足检索要求的代理标注线与标注文本，则继续执行步骤六、步骤七，具体过程如下：

S5a：计算所有方向的局部标注文本干涉图的最小值；当最小值大于阈值σ，则标注文本理想布局区内不存在干涉小的标注文本，直接跳至步骤六；当最小值小于或等于阈值σ，则标注文本理想布局区内存在干涉小的标注文本，跳转至步骤S5b；

S5b：按照标注线损失权重图像中像素值从小到大的顺序遍历像素位置，每个像素位置对应一个代理标注线中心位置，在遍历的过程中执行执行步骤S5c至S5f；

S5c：如果当前位置与上一位置的标注线损失值之差大于或等于阈值η，则终止遍历，直接跳至步骤六；否则，继续执行步骤S5d至S5f；

S5d：假定在当前遍历位置布局代理标注线，在标注兴趣区内，计算各像素到代理标注线以及代理标注线中垂线的距离加权和，得到局部标注文本位置损失权重图；

S5e：检索各方向局部标注文本干涉图中干涉值小于阈值σ的所有文本方向和位置，并从中选取在局部标注文本位置损失权重图中像素值最小者；

S5f：如果最小损失值小于阈值δ，则当前代理标注线和标注文本符合标注规范和设计人员标注习惯，记录当前代理标注线和标注文本并终止遍历，跳至步骤S5g；否则继续遍历下一代理标注线位置；

S5g:如果有代理标注线和标注文本的记录，则计算标注线和标注扩展线，绘制标注线、标注文本和标注扩展线，并跳至下一组散布筋标注过程；否则，继续执行步骤六。

7.根据权利要求6所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：在步骤六中，基于标注线布局区和标注线卷积核计算标注线损失权重图，基于标注文本理想布局区和标注文本卷积核计算局部标注文本干涉图，具体过程如下：

S6a：补充步骤S3b所述候选标注文本方向，按布局优先级从大到小排序分别为：平行于标注线、垂直于标注线、水平和竖直；基于步骤S3c所述方法构建水平和竖直方向的标注文本卷积核；

S6b：分别用各候选标注文本方向标注文本卷积核卷积钢筋图，得到各候选方向标注文本的全局标注文本干涉图；

S6c：基于钢筋图构建像素有向连通图，连通图节点为像素，边连接相邻像素，边权重与终点像素对应要素类型相关，像素类型对应边权重值由小到大排序依次是：空白像素、结构线、钢筋、标注线以及标注文本。

8.根据权利要求7所述的适用于三维设计钢筋图的抗干涉散布筋自动标注方法，其特征在于：基于标注线损失权重图、全局标注文本干涉图以及像素有向连通图，在全图范围内检索计算符合钢筋标注规范和设计人员标注习惯的散布筋标注，并将其绘制到钢筋图上，具体过程如下：

S7a：定义初始值较大的变量α，用于记录代理标注线和标注文本间的最短路径距离；按照步骤S5c所述顺序遍历代理标注线中心位置，在遍历过程中执行下述S7b～S7f步骤：

S7b：如果当前位置与上一位置的标注线损失值之差大于等于阈值η，则终止遍历，跳至步骤S7g；否则，继续执行步骤S71b～S71f；

S7c：假定在当前遍历位置布局代理标注线，在钢筋图全图范围内，计算各像素到代理标注线以及代理标注线中垂线的距离加权和，得到全局标注文本位置损失权重图；

S7d：基于狄杰斯克拉最短路径搜索算法，计算连通图上各位置到代理标注线的最短路径及路径距离，构建标注线路径距离图；

S7e：从各方向的全局标注文本干涉图中检索干涉值小于阈值σ的标注文本位置及方向，基于标注线路径距离图从检索结果中选取标注文本包围盒到标注线路径距离最小者；当存在多个满足要求的位置和方向，则根据全局标注文本位置损失权重图和文本方向优先级从选取结果中继续选取位置损失值最小且方向优先级最高的文本位置和方向；

S7f：如果所选取标注文本包围盒到标注线的路径距离小于α，则执行步骤：将该路径距离赋值给α，计算标注线和标注扩展线，并记录当前标注线、标注文本和标注扩展线；如果当最短路径距离小于阈值δ，则终止遍历，跳至步骤S7g；否则继续遍历过程；

S7g：遍历结束后，绘制所记录的标注线、标注文本和标注扩展线。

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