CN114781013A - 一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一般涉及图像信息处理领域，更具体地，涉及一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法。所述方法包括：输入待处理的二维图纸；对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的坐标以及可布局空间；对标注进行多级分类；根据标注的坐标、可布局空间对多级分类后的标注进行位置优化，获取标注的位置优化结果并对标注进行排布。本发明对标注进行多级分类，分类后基于标注的坐标和可布局空间结合优化算法对图纸中的标注进行自动排布，相对于传统的人工调整排布，既方便又快捷，而且相对现有技术中利用计算机对标注逐个左右上下调整，本发明的方法也实现了智能化自动化，显著提供了设计图纸中标注字符避让排布的速度。

Description

一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法

技术领域

本发明一般涉及图像信息处理领域，更具体地，涉及一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法。

背景技术

建筑业、工业设计业是我国国民经济的重要支柱产业，近几年保持着快速发展的趋势，产业规模在不断扩大。由于缺乏技术创新，建筑业、工业设计业一直存在着高耗能、高风险、生产率低等问题。将人工智能技术应用于建筑设计中可极大降低工作时长与设计成本，使建筑师、工业设计师等能够更专注方案设计本身。

现有大量设计工具如AutoCAD能提供数值的直接导出，但无法对数值字符在图纸中的放置位置进行很好地处理，往往会出现两个或多个数值字符重叠、数值字符与建筑内其他图形重叠的情况，重叠后不但影响整个图纸的美观，还直接影响到数值的阅读。因此在导出数值字符后仍需人员手工对图纸中的数值字符进行放置与排布，十分依赖手工排布与建筑师、工业设计师等等实践经验。

现有技术中也有针对图纸中数值字符的排布进行避让处理，其具体是找出相互重叠的文字，然后逐个对这些文字进行左右上下的滑动从而文字移出重叠处，此方式方法比较原始，效率慢。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法及系统，以快速且便利地根据需求实现设计图纸中标注的自动化避让排布。

本发明采取的技术方案是，一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，包括：

输入待处理的二维图纸；

对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的坐标以及可布局空间；

对标注进行多级分类；

根据标注的坐标、可布局空间对多级分类后的标注进行位置优化，获取标注的位置优化结果并对标注进行排布。

本发明对标注进行多级分类，分类后基于标注的坐标和可布局空间结合优化算法对图纸中的标注进行自动排布，相对于传统的人工调整排布，既方便又快捷，而且相对现有技术中利用计算机对标注逐个左右上下调整，本发明的方法也实现了智能化自动化，显著提供了设计图纸中标注字符避让排布的速度。

上述方案中，所述对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的坐标，具体包括：

对输入的二维图纸的标注进行处理，用标注框替代标注的形态；

获取标注框的坐标作为标注的坐标。

本发明以标注框替代标注的形态，从而建立标注的坐标系，方便了标注的位置处理，以提高方法的处理效率。

上述方案中，所述标注框为方形框，以方形框的中心点在二维图纸上的坐标作为标注的坐标。

方形框的中心容易寻找，将其中心点作为坐标所在点，方便后续对坐标的计算和处理。

上述方案中，对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的可布局空间，具体为：

对二维图纸中的元素实体进行图形合并形成元素实体占用的一个或多个空间；

将二维图纸的整个空间减去所述元素实体占用的一个或多个空间，得到一个或多个独立可布局空间；根据标注的坐标确定各个标注所在的独立可布局空间。

上述方案中，所述对标注进行多级分类具体为对标注进行至少三级分类获取标注的多级编号。

上述方案中，所述对标注进行多级分类具体为：

根据标注之间的关联性对标注进行分组；

在分组的基础上根据标注的样式对标注进行组合分类；

在组合分类的基础上根据标注占用的空间对标注进行分批；

根据分组、组合分类、分批的结果对标注进行多级编号。

上述方案中，标注之间的关联性指的是同标注于同一个元素实体，或多个元素实体之间使用同一个标注，或一个标注的字符进行改变时导致另一个标注的字符也需要改变时。上述方案中，所述在分组的基础上根据标注的样式对标注进行组合分类，具体为：

遍历分组内所有标注的方形框样式，得到每个分组的方形框样式种类；

具有相同方形框样式的标注归为一个组合，并对组合进行编号。

上述方案中，所述在组合分类的基础上根据标注占用的空间对标注进行分批，具体为：

如一个分组和其他分组存在如下关系，则将所述一个分组和其他分组归为一批，所述如下关系为：所述一个分组和其他分组中均有标注存在同一个独立可布局空间中且该独立可布局空间对面积小于该独立可布局空间内所有标注的方形框面积和的x倍，x为预设值。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述实现设计图纸中标注字符避让排布的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明对标注进行多级分类，分类后基于标注的坐标和可布局空间结合优化算法对图纸中的标注进行自动排布，经实验发现，排布后的标注间重合度低，标注不发生错位，标注与其他绘图元素实体重合度也低，而且标注经优化的位置能够达到尽可能地靠近首选标注元素的位置，而且标注不发生过渡偏转。本发明的方法相对于传统的人工调整排布，既方便又快捷，而且相对现有技术中利用计算机对标注逐个左右上下调整，本发明的方法也实现了智能化自动化，显著提供了设计图纸中标注字符避让排布的速度。

附图说明

图1为本发明一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法的具体流程图。

图2为本发明具体实施例中一个配筋图的示意图。

图3为本发明具体实施例中标注框替代标准以及确定得到的独立可布局空间示意图。

图4为本发明具体实施例中对标注进行多级编号的示意图。

图5为本发明具体实施例中对标注进行避让排布的示意图一。

图6为本发明具体实施例中对标注进行避让排布的示意图二。

图7为本发明具体实施例中对标注进行避让排布的示意图三。

图8为本发明具体实施例中对标注进行避让排布的最优化排布结果的示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明中提及的设计图纸一般是存在对图纸内容进行文字或符号标注的设计图纸，包括带文字或符号的建筑设计图、工业零件设计图、施工图等。

本发明提及的元素实体可以是图纸中需要除标注以外的其他占用图纸空间对元素，比如建筑设计图中的横梁、门窗等，还比如工业零件设计图中的端盖等，还比如施工图中的房屋等。

实施例1

如图1所示，为本具体实施例一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法的具体流程图。参见图1，本具体实施例一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法的具体步骤包括：

S1.输入待处理的二维图纸；该二维图纸需要进行标注的排布和字符避让的处理。如图2所示，图2中显示了配筋图的上下两条横梁01、02以及三条纵梁03、04、05，所述横梁和纵梁即为本发明所述的元素实体。图2所示的横梁01有三个标注，分别是左右面筋标注和贯通筋标注，为“左边100×100，中间50×50，右边100×100”，横梁02有四个标注，分别是左右面筋标注、贯通筋标注以及集中标注，为“左边100×100，中间50×50，右边100×100”与“中间50X50，左、右为100X100”，其中左右面筋标注、贯通筋进行标注与集中标注的标注方式两者互斥，实际图纸中会选取一种标注方式即可，实际应用中，二维图纸在输入之前可以进行预处理，对部分或者全部标注采用多种互斥的标注方式标注同一个元素实体以便对元素实体的标注进行优化排布。图2所示的纵梁均有一个标注，从左到右分别为“中间200×200、中间50×50、中间50×50”。从图2所示可以看出，标注与标注之间有遮挡，需要对遮挡的标注做避让排布，使得每个标注都能清晰可见。

S2.对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的坐标以及可布局空间；

对二维图纸进行预处理，可以获取到标注的坐标以及可布局空间，可布局空间指的是可以用于标注占用的图纸空间，基于标注的坐标结合可布局空间可以对标注进行位置优化，使其可以在可布局空间中获取到适合的显示位置。

具体地，所述预处理包括了对二维图纸中的标注进行预处理以获取标注的坐标，其具体步骤包括：

S21.对输入的二维图纸的标注进行处理，用标注框替代标注的形态；此方式可以通过对二维图纸进行遍历的方式获取到二维图纸上的各个标注，然后用标注框对标注进行包围，用来替代标注的形态。具体实现时，标注框以方形框实现，可以是矩形框也可以正方形框。采用方形框可以准确地获取到框的重心，根据重心也即中心来确定标注的位置，使得对标注的定位更为准确。具体实现时，还可以采用其他形式的标注框来替代，在此不做限定。

S22.获取标注框的坐标作为标注的坐标。通常标注框的坐标以其重心所在位置的坐标作为标注框的位置，使得后续对标注框的位置更为准确。当以标注框以方形框实现时，标注框的坐标以方形框的中心点在二维图纸上的坐标作为其坐标。

如图3所示，a-j号所述的矩形框为标注框，用以替代两条横梁01、02和三条纵梁03、04、05的标注。

在具体实施过程中，所述预处理还包括了对二维图纸中标注可以占用的可布局空间进行获取，具体包括如下步骤：

S23.对二维图纸中的元素实体进行图形合并形成元素实体占用的一个或多个空间；具体地，在所述二维图纸中，将除标注以外的元素实体进行图形合并形成元素实体占用的一个或多个空间，也就是如图3所示，将图示中的两条横梁01、02和三条纵梁03、04、05进行图形合并形成了一个空间D。

S24.将二维图纸的整个空间减去所述元素实体占用的一个或多个空间，得到标注可排布的一个或多个独立可布局空间；此步骤中，所述二维图纸的空间是确定的，根据步骤S13所得到的一个或多个空间，可以通过相减的方式获取标注在整个图纸的可以占用的一个或多个独立可布局空间。具体可以利用几何算法对平面的求差运算所得一个或多个独立可布局空间，即使用一个大平面空间减去元素实体占用的一个或多个空间。由于步骤S23得到的空间可能是一个，也可以是多个空间，因此相减后得到的可排布空间组也可以是一个，也可以是多个，多个可排布的空间中，每一个可排布的空间确保与其他可排布的空间没有直接相接的空间，将这些互相不直接相接的可排布空间作为一个个独立可布局空间。

如图3所示，当空间D为所述二维图纸中其他元素实体所占用的空间，则将该图纸的空间减去空间D得到了三个可排布空间A、B、C，由于可排布空间A、B、C互相不直接相接，因此可排布空间A、B、C即为三个独立可布局空间。

S25.根据标注的坐标确定各个标注所在的独立可布局空间。由于通过标注框的方式获取了标注的坐标，根据标注的坐标可以确定标注在二维图纸上的位置，同时由于独立可布局空间的区域是确定的，则根据标注的坐标即可计算标注框可以放置的独立可布局空间。

如图3所示，a、b号标注可放置在独立可布局空间B，c、d、e、f号标注可以放置在可布局空间A，g、h、i、j号标注可以放在可布局空间C。

S3.对标注进行多级分类；在此步骤中需要对二维图纸上的标注进行多级分类，便于后续优化算法的处理。优选的，可以对标注进行至少三级分类以获取标注的多级编号。

在本具体实施例中，对标注的多级分类是采用三级分类方式，具体实施过程中可以根据所选优化算法的不同采用不同的分类方式。

具体地，对所述标注进行三级分类的具体步骤包括：

S31.根据标注之间的关联性对标注进行分组；标注之间的关联性指的是业务意义上的关联性，可以称为标注的业务属性，根据标注的业务属性对标注进行分组，所述业务属性包括：包括i、同标注于同一个元素实体；ii、多个元素实体之间使用同一个标注；iii、当一个标注的字符进行改变时导致另一个标注的字符也需要改变时。将属于上述所述的三种业务属性的任意一种的标注分为同一标注组。如图2和3所示，一条横梁02的左右面筋标注和贯通筋标注、集中标注归为一个标注组，也即b、c、d、e标注分为同一标注组，a、f、g各自归为一个标注组，h、i、j标注分为同一标注组。

S32.在分标注组的基础上根据标注的样式对标注进行组合分类。在具体实施过程中，同一标注有多种变化样式，也就是其方形框有多种变化样式，所述变化样式包括标注方式互斥、标注方向不同等。对于同一标注组内的标注，通过遍历枚举的方式，对同一标注组内的方形框的变化样式种类进行整数编号，同一标注组内具有相同方形框样式的标注均用一个整数编号表示，则该整数编号代表此标注组的一种组合。

如图2和3所示，一条横梁02的左右面筋标注和贯通筋标注的标注样式相同，因此将这三个标注归为一种组合，集中标注的标注样式是另一种形式，则单独归为一种组合，也即b、c、d标注分为同一种组合，e标注为一种组合；a、f、g仅有一种变化，各为一种组合；h、i、j标注的标注样式相同，分为同一种组合。

S33.在组合分类的基础上根据标注占用的空间对标注进行分批。此处理步骤是对所有标注组进行分批，如一个标注组和其他标注组存在如下关系，则将所述一个标注组和其他标注组归为一批，所述如下关系为：所述一个标注组和其他标注组中均有标注存在同一个独立可布局空间中且该独立可布局空间对面积小于该独立可布局空间内所有标注的方形框面积和的x倍，x为预设值。具体设置过程中，x可以根据经验值预设，如x设为10，还可以设为其他数值。

本具体实施例采用分标注组的作用是将问题拆分为：标注间的组合问题优化问题与标注布局的连续优化两个问题，以解决离散空间与连续空间同时优化产生优化效果不佳问题，接着采用分批的作用是减少解空间维度，减少求解所需算力。

具体如图3所示，对于a标注所在的标注组和b、c、d、e标注所在的标注组中，a标注和b标注存在同一个独立可布局空间B中，而且独立可布局空间B的面积小于a标注和b标注的方形框面积和的10倍，因此，a标注所在的标注组和b标注所在的标注组分为同一批，也就是a、b、c、d、e标注分为一批；另外地，f标注所在的标注组和b、c、d、e标注所在的标注组中，f标注和b、c、d、e标注存在同一个独立可布局空间A中，而且独立可布局空间A的面积大于f标注和b、c、d、e标注的方形框面积和的10倍，因此，f标注所在的标注组和b、c、d、e标注所在的标注组不能分为同一批，也就是f和b、c、d、e标注各位一批。为此，a、b、c、d、e标注分为一批，f标注分为一批，g标注分为一批，h、i、j标注分为一批。

S3.根据分标注组、组合分类、分批的结果对标注进行多级编号。具体实施过程中，所述多级编号定义为“批次-标注组号-组合号-组内序号”。

如图3所示，a、b、c、d、e标注为同一批，其批次号定义为1，f标注的批次为2，,g标注对批次号为3，h、i、j标注的批次号为4。

在批次号为1对a、b、c、d、e标注中，a标注和b、c、d、e标注分为不同的标注组，因此，在批次号1的标注中，a标注的标注组号定义为1，b、c、d、e标注的标注组号定义为2；标注组号2内包括四个个标注b、c、d、e其中b、c、d标注分为同一种组合，e标注为一种组合，因此，b、c、d标注的组合号为1，e标注的组合号为2；组合号1的三个标注中，对b、c、d标注进行排序，序号分别为1、2、3；。以此类推得到a-j共10个标注的分级编号如图4所示。

S4.根据标注的坐标、独立可布局空间对多级分类后的标注进行位置优化，获取标注的位置优化结果并对标注进行排布。

具体实施过程中，所述步骤S4针对每批标注组进行优化，通过遍历的方式或离散式最优化算法对每一批内的每个标注组中遍历选取一种组合，再通过遍历的方式从每一组合中按组内序号选择一个未排布放置的标注，使用优化求解器，对所有所有待优化的标注的位置进行优化，取得排布最合理的组合、位置作为待优化标注的组合、排布位置，直至所有标注均放置。

步骤S4的具体步骤包括：

S41.从当前批次中选择所有标注组，并选取一种组合，将选择的标注组与组合的第i个标注作为待进行排布标注，i的初始值为1。如图4中，选取第1批次的1、2标注组，并对2个标注组选择了1组合进行标注，首选是组内序号为1的标注进行排布，即1-1-1-1与1-2-1-1进行排布。其中，当所选取的组合只存在该批次内的其中一个或多个标注组中，其他标注组中不存在该组合样式，则其他标注组会基于上一个组合与其他标注组所选取的组合进行位置优化，如选取第1批次的1、2标注组，并对2标注组选择2组合进行标注，那么1标注组由于没有2组合，则1标注组选取1组合与1标注组的2组合进行位置优化。当首选是组内序号为1的标注进行排布，即对1-1-1-1与1-2-2-1进行排布。

S42.对待进行排布标注的每一个标注排布位置以坐标(x,y)、顺时针旋转角度

使用实数进行编码。形成一组维度为n＝当前待排布的标注组数量*3的向量，作为待优化变量。

S43.使用粒子群最优化求解器，对待优化变量进行优化，每一次求解就将解转化为标注的布局，通过预设指标计算标注的排布合理情况作为目标进行优化。具体实现时，所述预设指标可以包括字符间重合面积、与其他元素实体的重合面积、靠近元素实体的相对位置。具体实现是，优化算法还可以采用模拟退火、禁忌搜索等算法。

比如，如图4所示，对标注1-1-1-1与1-2-1-1进行排布的结果如图5所示。

S44.对选出的标注组的组合选择下一个标注进行优化，即i＝i+1并重复S41到S43步骤，直至标注组内所有待进行标注排布完成，即若i+1>标注组中组合的标注数量，则跳过此组合，选择下一组合执行步骤S41-S43；如图6所示，为批次1内选取第1种组合所有标注(a、b、c、d)完成排布后的结果示意图。如图7所示，为批次1内选取第2种组合所有标注完成排布后的结构示意图。

S45.对于同一批次的标注组选择排布最合理的组合方式、排布位置作为标注的排布结果，以完成该批次内的标注排布。如对于批次1内的所有标注，1组合和2组合的排布结果如图6和7所示，与图6结果进行对比，图7结果中标注1-1-1-1更靠近元素实体的居中位置，标注1-2-1-1属于集中标注样式则相对标注位置灵活，因此选取图7所示排布结果位置更佳。

S46.完成该批次后再处理下一个批次的标注组，直到所有批次完成排布。排布完所有批次的结果如图8所示。

S5.根据排布结果对二维图纸中的所有标注基于标注字符进行排布，输出排布完成、已实现字符避让的设计图纸。

本发明对标注进行多级分类，分类后基于标注的坐标和可布局空间结合优化算法对图纸中的标注进行自动排布，相对于传统的人工调整排布，既方便又快捷，而且相对现有技术中利用计算机对标注逐个左右上下调整，本发明的方法也实现了智能化自动化，显著提供了设计图纸中标注字符避让排布的速度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，包括：

输入待处理的二维图纸；

对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的坐标以及可布局空间；

对标注进行多级分类；

根据标注的坐标、可布局空间对多级分类后的标注进行位置优化，获取标注的位置优化结果并对标注进行排布。

2.根据权利要求1所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，所述对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的坐标，具体包括：

对输入的二维图纸的标注进行处理，用标注框替代标注的形态；

获取标注框的坐标作为标注的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，所述标注框为方形框，以方形框的中心点在二维图纸上的坐标作为标注的坐标。

4.根据权利要求2或3所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，对输入的二维图纸进行预处理，获取二维图纸中标注的可布局空间，具体为：

对二维图纸中的元素实体进行图形合并形成元素实体占用的一个或多个空间；

将二维图纸的整个空间减去所述元素实体占用的一个或多个空间，得到标注可排布的一个或多个独立可布局空间；

根据标注的坐标确定各个标注所在的独立可布局空间。

5.根据权利要求4所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，所述对标注进行多级分类具体为对标注进行至少三级分类获取标注的多级编号。

6.根据权利要求5所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，

所述对标注进行多级分类具体为：

根据标注之间的关联性对标注进行分组；

在分组的基础上根据标注的样式对标注进行组合分类；

在组合分类的基础上根据标注占用的空间对标注进行分批；

根据分组、组合分类、分批的结果对标注进行多级编号。

7.根据权利要求6所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，

标注之间的关联性指的是同标注于同一个元素实体，或多个元素实体之间使用同一个标注，或一个标注的字符进行改变时导致另一个标注的字符也需要改变时。

8.根据权利要求6所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，所述在分组的基础上根据标注的样式对标注进行组合分类，具体为：

遍历分组内所有标注的方形框样式，得到每个分组的方形框样式种类；

具有相同方形框样式的标注归为一个组合，并对组合进行编号。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种实现设计图纸中标注字符避让排布的方法，其特征在于，所述在组合分类的基础上根据标注占用的空间对标注进行分批，具体为：

如一个分组和其他分组存在如下关系，则将所述一个分组和其他分组归为一批，所述如下关系为：所述一个分组和其他分组中均有标注存在同一个独立可布局空间中且该独立可布局空间对面积小于该独立可布局空间内所有标注的方形框面积和的x倍，x为预设值。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述实现设计图纸中标注字符避让排布的方法。

Images