CN117078901B - 一种钢筋视图单点筋自动标注方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋视图单点筋自动标注方法，包括：S1、将钢筋剖切视图转化为栅格钢筋图；S2、遍历栅格钢筋图中所有的单点筋，计算当前单点筋的标注文本的候选偏移向量；S3、构建标注文本卷积核，在当前单点筋的标注兴趣区范围内计算标注文本偏移方位损失图和标注文本偏移方位图；S4、在当前标注兴趣区范围内，计算标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图；S5、计算标注布局损失图，检索标注布局损失图中的最小损失值所对应的标注布局方位，当前单点筋根据该标注布局方位进行标注。本发明能够基于视图的几何内容和出图配置，自动生成干涉少、结构规整且易于阅读的单点筋标注。

Description

一种钢筋视图单点筋自动标注方法

技术领域

本发明涉及的技术领域，具体涉及一种钢筋视图单点筋自动标注方法。

背景技术

钢筋图是土木工程结构设计行业的主要输出成果之一，除绘制有结构线和钢筋点线外，还包含钢筋标注。钢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。

为提升钢筋标注的绘制效率，研究人员基于计算机辅助设计技术开展了大量钢筋自动标注相关研究。授权公告号为CN114842174B的发明专利公开了一种适用于三维设计钢筋图的抗干涉点筋自动标注方法、授权公告号为CN114758104B的发明专利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，上述两个专利中的方法基本已实现可直接交付级别的常规点筋和散布筋自动标注。

不同于常规点筋和线筋研究工作丰富，单点筋自动标注研究工作十分稀缺，现有专利和文献鲜有记载。尽管单点筋在钢筋图中出现的频率明显低于常规点筋和线筋，采用人工方法绘制符合规范且结构规整的单点筋标注仍耗时耗力。在商业软件领域，虽然三维配筋软件VisualFL的二维出图模块实现了单点筋标注，但标注结果存在明显的干涉和布局混乱问题，使得生成的钢筋图可读性较差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种钢筋视图单点筋自动标注方法。

本发明提供一种钢筋视图单点筋自动标注方法，包括：

S1、基于钢筋剖切视图的几何内容和出图配置，将钢筋剖切视图转化为栅格钢筋图；

S2、遍历栅格钢筋图中所有的单点筋，基于当前单点筋及其附属结构线的几何信息，计算当前单点筋的标注文本候选偏移向量，候选偏移向量表示标注文本与标注引线的终点的相对位置关系；

S3、构建标注文本卷积核，基于标注文本卷积核、标注文本候选方向和标注文本候选偏移向量，在当前单点筋的标注兴趣区范围内计算标注文本偏移方位损失图和标注文本偏移方位图；标注兴趣区为以当前单点筋为中心的预设的方形区域；

S4、在当前标注兴趣区范围内，计算标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图；

S5、基于标注文本偏移方位损失图、标注文本偏移方位图、标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图，计算标注布局损失图，检索标注布局损失图中的最小损失值所对应的标注布局方位，当前单点筋根据该标注布局方位进行标注。

进一步地，步骤S1包括：

S11、读取钢筋剖切视图缩放比例F、标注文字出图高度H₁、标注文字布局像素高度H₂、钢筋剖切视图几何内容及其尺寸W₀×H₀，其中，W₀为钢筋剖切视图的宽度，H₀钢筋剖切视图的高度；

S12、计算从钢筋剖切视图到栅格钢筋图的缩放比例f＝H₂/H₁×F，计算栅格钢筋图的尺寸：W＝f×W₀+a，H＝f×H₀+b其中，a和b分别为栅格钢筋图在宽度和高度方向上的像素留白距离；

S13、计算钢筋剖切视图的偏移向量t＝(栅格钢筋图的中心点坐标-钢筋剖切视图的几何中心点)×f，将钢筋剖切视图以几何中心点为基点按比例f缩放，以偏移向量t平移，并绘制于栅格钢筋图上。

进一步地，步骤S2包括：

S21、读取当前单点筋的工程属性，确定当前单点筋的标注文本内容并计算该标注文本内容的像素尺寸；

S22、计算当前单点筋对应的附属结构线及其延长线上距当前单点筋最近点位置的切线方向和法线方向，并作为当前单点筋的标注文本候选方向；

S23、计算标注文本的中心点偏移量t_c＝(标注文本的宽度/2，标注文本的高度/2)，计算标注文本的中心点偏移方向d_c＝(±标注文本候选方向，±标注文本候选方向的垂直方向)，计算标注文本的候选偏移向量s＝d_c·t_c。

进一步地，步骤S3包括：

S31、为每个标注文本候选方向构建标注文本卷积核，并用标注文本卷积核在当前标注兴趣区范围内对栅格钢筋图卷积，得到各标注文本候选方向干涉图；

S32、以当前标注兴趣区中的任意像素为标注引线终点，对于每个标注文本候选方向干涉图，分别用对应各标注文本的候选偏移向量反向平移，得到标注文本候选偏移方位干涉图；

S33、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，若任意像素到单点筋的向量v(x_v,y_v)与对应候选偏移向量s(x_s,y_s)满足：x_v×x_s>0且y_v×y_s>0，则该像素位置干涉值加1。；

S34、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，计算图中任意像素的标注文本位置向量等于当前标注兴趣区的中心点到当前像素位置的向量加上标注文本的当前候选偏移向量，计算标注文本位置向量长度的负数构成标注文本候选位置损失图；

S35、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，判断相应标注文本方向是否为切线方向，若是，则赋值0，否则，赋值α，根据每个像素的赋值构建标注文本候选方向损失图；

S36、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，计算标注文本候选偏移损失图，计算方法为：标注文本候选偏移损失图＝ε₁×标注文本候选偏移干涉图+ε₂×注文本候选位置损失图+ε₃×标注文本候选方向损失图，其中{ε_n|n∈[1,3]}为权重系数；

S37、按像素对齐叠加所有标注文本候选偏移方位损失图，选取各像素通道内最小损失值，构成标注文本偏移方位损失图，记录最小损失值所对应标注文本方向和偏移向量，构成标注文本偏移方位图。

进一步地，步骤S4中，计算标注引线干涉图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算该像素与标注兴趣区中心点的连线与栅格钢筋图其他元素的像素叠加数量，构建像素值为所述像素叠加数量的标注引线干涉图。

进一步地，步骤S4中，计算标注引线方向损失图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算当前像素到当前标注兴趣区的中心点的单位向量与各标注引线最优方向向量点积的最大值的倒数，构建像素值为所述倒数的标注引线方向损失图。

进一步地，标注引线最优方向向量的计算方法为：判断当前单点筋对应的附属结构线的类型是否为直线，若是，则计算标注引线的最优方向为所述法线方向以起点为基点顺时针或逆时针偏移角度α，若不是，则计算标注引线的最优方向为所述法线方向，附属结构线的类型包括直线、弧、样条线。

进一步地，步骤S4中，计算标注引线长度损失图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算当前像素到当前标注兴趣区的中心点的距离与标注引线最优长度的差值的绝对值，构建像素值为所述绝对值的标注引线方向损失图。

进一步地，标注引线最优长度的计算方法为：标注引线的最优长度L＝h/cosθ，其中，θ为标注引线与所述法线方向的夹角，h为步骤S1中的出图配置中预设的点筋标注线高度。

进一步地，步骤S5中，计算标注布局损失图的方法包括：

标注布局损失图＝λ₁×标注文本偏移方位损失图+λ₂×标注引线干涉图+λ₃×标注引线方向损失图+λ₄×标注引线长度损失图，其中{λ_n|n∈[1,4]}为权重系数。

进一步地，步骤S5包括：检索标注布局损失图中的最小损失值及其位置p，最小值位置即为标注引线终点位置，查询标注文本偏移方位图在位置p的元素，得到标注文本方向和标注文本的偏移向量。

进一步地，步骤S5包括：检索标注布局损失图最小值后，判断最小损失值是否小于阈值，若是，则扩大标注兴趣区，再次执行步骤S3至步骤S5。

本发明的有益效果为：

1、本发明所提供的适用于三维设计钢筋图的抗干涉单点筋自动标注方法，能够基于视图的几何内容和出图配置，自动生成干涉少、结构规整且易于阅读的单点筋标注。

2、本发明通过构建尺寸合适的栅格钢筋图、计算标注兴趣区以及损失值大小判断选择是否在更大标注兴趣区计算标注，在合适的标注兴趣区内以适当的像素精确度进行标注布局计算，从而在保证计算精度的同时提升运算效率。

3、本发明通过计算标注文本偏移方位干涉图和标注引线干涉图，以干涉值最极小化策略有效实现单点筋标注和其他图形要素之间的干涉规避。

4、本发明通过计算标注引线方向损失图、标注引线长度损失图以及标注文本方向损失图和标注文本位置损失图，以损失值极小化策略鼓励最终标注布局方位迎合设计人员标注偏好。

5、本发明基于加权求和计算标注布局损失图并检索最小损失值及其位置，平衡干涉规避和规整布局之间的权重，从而提升标注结果的整体可读性。

附图说明

图1为单点筋和常规点筋的标注示意图；

图2为单点筋标注文本候选方向、候选偏移向量和候选偏移方位示意图；

图3为单点筋标注引线最优长度和最优角度示意图；

图4为本发明的流程图；

图5为本发明标注文本候选干涉图、标注文本候选偏移干涉图和相应解析图；

图6为本发明标注文本偏移损失图和标注文本偏移方位图的计算流程图；

图7为本发明标注引线干涉图、标注引线长度损失图和标注引线方向损失图的计算方式示意图；

图8为本发明实施例和VisualFL软件基于同一钢筋视图的单点筋标注对比图(一)；

图9为本发明实施例和VisualFL软件基于同一钢筋视图的单点筋标注对比图(二)；。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

单点筋和点筋都是钢筋剖切视图上用点表示的钢筋(剖切面与钢筋线不平行，切割为点)，区别仅仅在于数量。钢筋组被切到一个点为单点筋，否则为常规点筋。图1中的(a)为对单点筋的标注，附属结构线即单点筋对应钢筋线所依附结构面在钢筋视图上的投影，标注包括标注线和标注文本，标注线包括标注引线和标注底线，标注引线的起点与单点筋重合，标注引线的终点与标注引线的一端连接，标注文本位于标注引线的一侧，图1中的(b)为对常规点筋的标注，常规点筋在钢筋剖切视图上至少有两个点。

如图4所示，本实施例提供一种钢筋视图单点筋自动标注方法，包括：

S1、基于钢筋剖切视图的几何内容和出图配置，将钢筋剖切视图转化为栅格钢筋图；具体包括：

S11、读取钢筋剖切视图缩放比例F、标注文字出图高度H₁、标注文字布局像素高度H₂、钢筋剖切视图几何内容及其尺寸W₀×H₀，其中，W₀为钢筋剖切视图的宽度，H₀钢筋剖切视图的高度；

视图缩放比例F由设计人员在钢筋视图生成之前预定义，用于表示图纸和设计模型之间的尺寸比例，例如设计模型长1m在图纸上对应1cm，则缩放比例为1:100。

标注文字出图高度H₁即标注文字在最终钢筋图纸上的高度，通常为3.5mm，标注文字布局像素高度H₂即在程序布局过程中标注文字在栅格图上高度对应的像素数量，比如20个像素高度。

S12、计算从钢筋剖切视图到栅格钢筋图的缩放比例f＝H₂/H₁×F，计算栅格钢筋图的尺寸：W＝f×W₀+a，H＝f×H₀+b其中，a和b分别为栅格钢筋图在宽度和高度方向上的像素留白距离；本实施例中，a＝b＝八倍标注文字像素高度，确保栅格钢筋图周边有足够空间供钢筋标注布局。

由于栅格钢筋图的分辨率同时关系到标注布局的运算效率和结果准确度：分辨率高，运算耗时长但结果更准确；分辨率低，运算耗时短但结果更粗糙。为均衡不同尺寸视图的标注布局效率和结果准确度，通过统一以标注文字字高具备足够像素数量支撑为前提，计算栅格钢筋图分辨率及视图到栅格图的坐标变换关系，避免采用统一分辨率会出现的大尺寸视图文字过小布局不准确和小尺寸视图像素密度过高运算效率低的问题。

S13、计算钢筋剖切视图的偏移向量t＝(栅格钢筋图的中心点坐标-钢筋剖切视图的几何中心点)×f，将钢筋剖切视图以几何中心点为基点按比例f缩放，以偏移向量t平移，并绘制于栅格钢筋图上。将钢筋剖切视图以偏移向量t平移，能够确保钢筋剖切视图经缩放后中心点与栅格钢筋图中心点对齐。

步骤S1通过将矢量存储的钢筋剖切视图转化为栅格钢筋图，能够方便计算和读取钢筋图中结构线、钢筋点线和标注的占领位置，从而为抗干涉标注计算提供信息支撑。

S2、遍历栅格钢筋图中所有的单点筋，基于当前单点筋及其附属结构线的几何信息，计算当前单点筋的标注文本的候选偏移向量，候选偏移向量表示标注文本与标注引线的终点的相对位置关系；相对位置关系包括相对距离以及相对方向；具体包括：

根据钢筋标注规范和用户偏好调研，单点筋标注文本方向应平行或垂直于单点筋对应的附属结构线，且标注文本包围盒的顶点与标注引线的终点相连，如图2所示。

S21、读取当前单点筋的工程属性，确定当前单点筋的标注文本内容并计算该标注文本内容的像素尺寸；单点筋的工程属性包括钢筋类型、钢筋直径等，标注文本内容的像素尺寸包括标注文本的宽度和高度，如图2所示，标注文本内容的像素尺寸即为候选偏移方位标注文本包围盒的尺寸；

S22、计算当前单点筋对应的附属结构线及其延长线上距当前单点筋最近点位置的切线方向和法线方向，并作为当前单点筋的标注文本候选方向；如图2所示，图2中的(a)标注文本均沿着切线方向标注，图2中的(b)标注文本均沿着法线方向标注，并且标注底线可以标注引线的终点为起点向着两个不同的方向延伸，例如图2中的(a)的第一行所示意的标注底线，可以向左延伸或向右延伸；

S23、计算标注文本的中心点偏移量t_c＝(标注文本的宽度/2，标注文本的高度/2)，计算标注文本的中心点偏移方向d_c＝(±标注文本候选方向，±标注文本候选方向的垂直方向)，计算标注文本的候选偏移向量s＝d_c·t_c。由于标注文本标注在标注底线的一侧，因此标注文本的中心点与标注引线的终点存在一个偏移向量，如图2中的(a)的第一行所示，标注文本可以标注在标注底线的上方，也可以标注在标注底线的下方，故根据标注文本候选方向和标注文本的中心点偏移方向，可以得到标注文本的候选偏移向量s最多有八种情况，例如，图2中的(a)和(b)的第一行所示意的情况。

步骤S2基于附属结构线几何计算单点筋标注文本的候选方向和候选偏移向量，供后续标注布局运算选取。

S3、构建标注文本卷积核，基于标注文本卷积核、标注文本候选方向和标注文本的候选偏移向量，在当前单点筋的标注兴趣区范围内计算标注文本偏移方位损失图和标注文本偏移方位图；标注兴趣区为以当前单点筋为中心的预设的方形区域；具体包括：

单点筋标注通常布局在点筋周边局部范围内，为提升标注计算效率，以单点筋为中心计算标注兴趣区，并限定后续标注计算过程在标注兴趣区内，以缩减无效的标注计算范围。

定义标注兴趣区为以单点筋为中心的方形区域，定义标注兴趣区的扩大比例为q，本实施例中，设置q＝2；标注兴趣区的初始边长为2q倍的标注文本的宽度。

S31、为每个标注文本候选方向构建标注文本卷积核，并用标注文本卷积核在当前标注兴趣区范围内对栅格钢筋图卷积，得到各标注文本候选方向干涉图，如图5中的(d)所示即为标注文本候选方向干涉图；干涉图像素值代表在当前位置以标注文本候选方向布局的标注文本与栅格钢筋图现有内容的像素叠加数量，如图5中的(a)所示，与单点筋存在叠加的标注文本和与结构线存在叠加的标注文本的干涉指示器的颜色更深，并且叠加越多颜色越深；

S32、如图5中的(b)所示，以当前标注兴趣区中的任意像素为标注引线终点，对于每个标注文本候选方向干涉图，分别用对应各标注文本的候选偏移向量反向平移，得到标注文本候选偏移方位干涉图，例如标注引线终点坐标为(5,5)，要计算相对标注引线终点向右上角偏移(8,2)且沿切线方向放置的标注文本的干涉值，只需要将标注文本候选方向干涉图向左下角偏移(-8,-2)，然后取坐标(5,5)的值即为对应的标注文本的干涉值。标注文本候选偏移方位干涉图像素值表示以当前像素位置为标注引线的终点并采用相应标注文本的候选偏移方位标注文本时，标注文本的干涉值(像素叠加数量)。

图5仅示意了标注文本候选方向为切线方向，标注文本偏移向量为右上方的情况。如图5中的(e)所示，相对于图5中的(d)，图5中的(e)的黑色区域是图5中的(d)向左下向偏移后形成的标注文本候选偏移方位干涉图，标注文本候选偏移方位包括标注文本候选方向和标注文本候选偏移向量，表示了标注文本的相对位置和方向；因此标注引线的终点只要不在深色范围内即可避免标注文本与栅格钢筋图现有内容的重叠。

S33、标注文本除与栅格钢筋图现有元素叠加干涉外，还会与标注引线干涉，如图5中的(c)所示，对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，若任意像素到单点筋的向量v(x_v,y_v)与对应候选偏移向量s(x_s,y_s)满足x_v×x_s>0且y_v×y_s>0，则该像素位置干涉值加1，如图5中的(f)所示，标注兴趣区左下角区域存在标注文本与标注引线干涉的情况，该区域的像素值为1，表现为灰色；

S34、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，计算图中任意像素的标注文本位置向量等于当前标注兴趣区的中心点到当前像素位置的向量加上标注文本的当前候选偏移向量，计算标注文本位置向量长度的负数构成标注文本候选位置损失图；

标注文本候选位置损失图计算方式鼓励标注文本布局位置尽量远离单点筋。

S35、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，判断相应标注文本方向是否为切线方向，若是，则赋值0，否则，赋值α，根据每个像素的赋值构建标注文本候选方向损失图；

标注文本候选方向损失图计算方式鼓励标注文本布局方向尽量与附属结构线相切。

S36、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，计算标注文本候选偏移损失图，计算方法为：标注文本候选偏移损失图＝ε₁×标注文本候选偏移干涉图+ε₂×注文本候选位置损失图+ε₃×标注文本候选方向损失图，其中{ε_n|n∈[1,3]}为权重系数；

在本实施例中，ε₁＝1000×钢筋图像素长度，ε₂＝1/钢筋图像素长度，ε₃＝标注文本像素高度，该权重系数设定优先保证标注文本干涉规避，随后鼓励标注文本方向与附属结构线相切，最后再尽量满足标注文本远离单点筋的需求。

S37、如图6所示，按像素对齐叠加所有标注文本候选偏移方位损失图，选取各像素通道内最小损失值，构成标注文本偏移方位损失图，记录最小干涉值所对应标注文本方向和偏移向量，构成标注文本偏移方位图。

步骤S3利用卷积核通过计算标注文本偏移方位损失图和标注文本偏移方位图，量化了以任意像素位置为标注引线终点时所对应标注文本的位置、方向和干涉情况，从而在实现标注文本干涉规避的前提下尽量让标注文本布局方位符合设计人员偏好。

S4、在当前标注兴趣区范围内，计算标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图；具体包括：

计算标注引线干涉图的方法为：如图7中的(a)所示，对于标注兴趣区范围内任意像素，计算该像素与标注兴趣区中心点的连线与栅格钢筋图其他元素的像素叠加数量，如图7中的(d)所示，构建像素值为所述像素叠加数量的标注引线干涉图，其像素值反应当前像素位置为终点的标注引线与栅格钢筋图中其他元素的干涉程度。

计算标注引线方向损失图的方法为：如图7中的(c)所示，对于标注兴趣区范围内任意像素，计算当前像素到栅格钢筋图中心点的单位向量与各标注引线最优方向向量点积的最大值的倒数，如图7中的(f)所示，构建像素值为所述倒数的标注引线方向损失图，标注引线方向损失图能够反应以当前像素位置为终点的标注引线相对于标注引线最优方向的偏移程度，越靠近标注引线最优方向颜色越浅。

标注引线最优方向向量的计算方法为：判断当前单点筋对应的附属结构线的类型是否为直线，若是，则计算标注引线的最优方向为法线方向以起点为基点顺时针或逆时针偏移角度α，若不是，则计算标注引线的最优方向为法线方向，附属结构线的类型包括直线、弧、样条线，上述的法线方向为步骤S22中所述的法线方向。

计算标注引线长度损失图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算当前像素到栅格钢筋图中心点的距离与标注引线最优长度的差值的绝对值，构建像素值为所述绝对值的标注引线方向损失图。

进一步地，标注引线最优长度的计算方法为：标注引线的最优长度L＝h/cosθ，其中，θ为标注引线与所述法线方向的夹角，h为步骤S1中的出图配置中预设的点筋标注线高度。

为确保单点筋标注和常规点筋标注的视觉风格统一性，单点筋标注引线的长度和方向应尽量与同类型常规点筋标注引线一致，如图3所示，靠近两侧的为单点筋的标注，中间的为常规点筋的标注，图3中的(a)的单点筋的标注引线的长度与常规点筋不一致，图3中的(b)的单点筋的标注引线的方向与常规点筋不一致，均为标注引线的非最优标注方法，图3中的(c)则为标注引线的最优标注方法，为此，步骤S4基于附属结构线类型计算单点筋标注引线的最优长度和最优方向，并根据标注引线的最优长度和最优方向计算标注引线方向损失图和标注引线长度损失图，量化了标注引线相对于最优方向的偏移程度以及标注引线相对于最优长度的差值。

此外，步骤S4还通过计算标注引线干涉图量化了标注引线与钢筋图中其他元素的干涉程度。

S5、基于标注文本偏移方位损失图、标注文本偏移方位图、标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图，计算标注布局损失图，检索标注布局损失图中的最小损失值所对应的标注布局方位，当前单点筋根据该标注布局方位进行标注。具体包括：

计算标注布局损失图：

标注布局损失图＝λ₁×标注文本偏移方位损失图+λ₂×标注引线干涉图+λ₃×标注引线方向损失图+λ₄×标注引线长度损失图，其中{λ_n|n∈[1,4]}为权重系数。

本实施例中，λ₁＝1，λ₂＝300×钢筋图像素长度，λ₃＝钢筋图像素长度，λ₄＝1，该权重系数设定优先保证干涉规避，随后鼓励标注引线方向与最优方向一致，最后再尽量满足标注引线最优长度需求。

标注布局损失图计算完成后，检索标注布局损失图中的最小损失值，判断最小损失值是否小于阈值，若是，则说明当前标注兴趣区范围内不存在理想的单点筋标注布局结果，需要扩大标注兴趣区，扩大标注兴趣区边长为当前标注兴趣区的边长乘以q，再次执行步骤S3至步骤S5，本实施例中，阈值设定为λ₁。

若最小损失值小于阈值，则获取最小损失值对应的位置p，位置p即为标注引线终点位置，查询标注文本偏移方位图在位置p的元素，得到标注文本方向和标注文本的偏移向量，即可进行对应的单点筋的标注。

如图8、9所示，图8中的(b)的第一排为VisualFL软件生成的标注，图8中的(b)的第二排为本发明的方法生成的标注，图9中的(b)的第一排为VisualFL软件生成的标注，图9中的(b)的第二排为本发明的方法生成的标注，可以发现使用本发明的方法生成的单点筋的标注与常规点筋的标注一致性好且不存在干涉情况，标注规整且易于阅读。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢筋视图单点筋自动标注方法，其特征在于，包括：

S1、基于钢筋剖切视图的几何内容和出图配置，将钢筋剖切视图转化为栅格钢筋图；

S2、遍历栅格钢筋图中所有的单点筋，基于当前单点筋及其附属结构线的几何信息，计算当前单点筋的标注文本候选偏移向量，候选偏移向量表示标注文本与标注引线的终点的相对位置关系；

S3、构建标注文本卷积核，基于标注文本卷积核、标注文本候选方向和标注文本候选偏移向量，在当前单点筋的标注兴趣区范围内计算标注文本偏移方位损失图和标注文本偏移方位图；标注兴趣区为以当前单点筋为中心的预设的方形区域；

S4、在当前标注兴趣区范围内，计算标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图；

S5、基于标注文本偏移方位损失图、标注文本偏移方位图、标注引线干涉图、标注引线方向损失图和标注引线长度损失图，计算标注布局损失图，检索标注布局损失图中的最小损失值所对应的标注布局方位，当前单点筋根据该标注布局方位进行标注；

步骤S3包括：

S31、为每个标注文本候选方向构建标注文本卷积核，并用标注文本卷积核在当前标注兴趣区范围内对栅格钢筋图卷积，得到各标注文本候选方向干涉图；

S32、以当前标注兴趣区中的任意像素为标注引线终点，对于每个标注文本候选方向干涉图，分别用对应各标注文本的候选偏移向量反向平移，得到标注文本候选偏移方位干涉图；

S33、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，若任意像素到单点筋的向量v(x_v,y_v)与对应候选偏移向量s(x_s,y_s)满足：x_v×x_s>0且y_v×y_s>0，则该像素位置干涉值加1；

S34、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，计算图中任意像素的标注文本位置向量等于当前标注兴趣区的中心点到当前像素位置的向量加上标注文本的当前候选偏移向量，计算标注文本位置向量长度的负数构成标注文本候选位置损失图；

S35、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，判断相应标注文本方向是否为切线方向，若是，则赋值0，否则，赋值α，根据每个像素的赋值构建标注文本候选方向损失图；

S36、对于每个标注文本候选偏移方位干涉图，计算标注文本候选偏移损失图，计算方法为：标注文本候选偏移损失图＝ε₁×标注文本候选偏移干涉图+ε₂×标注文本候选位置损失图+ε₃×标注文本候选方向损失图，其中{ε_n|n∈[1,3]}为权重系数；

S37、按像素对齐叠加所有标注文本候选偏移方位损失图，选取各像素通道内最小损失值，构成标注文本偏移方位损失图，记录最小损失值所对应标注文本方向和偏移向量，构成标注文本偏移方位图；

步骤S4中，计算标注引线干涉图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算该像素与标注兴趣区中心点的连线与栅格钢筋图其他元素的像素叠加数量，构建像素值为所述像素叠加数量的标注引线干涉图；

步骤S4中，计算标注引线方向损失图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算当前像素到当前标注兴趣区的中心点的单位向量与各标注引线最优方向向量点积的最大值的倒数，构建像素值为所述倒数的标注引线方向损失图；

步骤S4中，计算标注引线长度损失图的方法为：对于标注兴趣区范围内任意像素，计算当前像素到当前标注兴趣区的中心点的距离与标注引线最优长度的差值的绝对值，构建像素值为所述绝对值的标注引线方向损失图；

步骤S5中，计算标注布局损失图的方法包括：

标注布局损失图＝λ₁×标注文本偏移方位损失图+λ₂×标注引线干涉图+λ₃×标注引线方向损失图+λ₄×标注引线长度损失图，其中{λ_n|n∈[1,4]}为权重系数。

2.根据权利要求1所述的钢筋视图单点筋自动标注方法，其特征在于：步骤S1包括：

S11、读取钢筋剖切视图缩放比例F、标注文字出图高度H₁、标注文字布局像素高度H₂、钢筋剖切视图几何内容及其尺寸W₀×H₀，其中，W₀为钢筋剖切视图的宽度，H₀钢筋剖切视图的高度；

S12、计算从钢筋剖切视图到栅格钢筋图的缩放比例f＝H₂/(H₁×F)，计算栅格钢筋图的尺寸：W＝f×W₀+a，H＝f×H₀+b其中，a和b分别为栅格钢筋图在宽度和高度方向上的像素留白距离；

S13、计算钢筋剖切视图的偏移向量t＝(栅格钢筋图的中心点坐标-钢筋剖切视图的几何中心点)×f，将钢筋剖切视图以几何中心点为基点按比例f缩放，以偏移向量t平移，并绘制于栅格钢筋图上。

3.根据权利要求1所述的钢筋视图单点筋自动标注方法，其特征在于：步骤S2包括：

S21、读取当前单点筋的工程属性，确定当前单点筋的标注文本内容并计算该标注文本内容的像素尺寸；

S22、计算当前单点筋对应的附属结构线及其延长线上距当前单点筋最近点位置的切线方向和法线方向，并作为当前单点筋的标注文本候选方向；

S23、计算标注文本的中心点偏移量t_c＝(标注文本的宽度/2，标注文本的高度/2)，计算标注文本的中心点偏移方向d_c＝(±标注文本候选方向，±标注文本候选方向的垂直方向)，计算标注文本的候选偏移向量s＝d_c·t_c。

4.根据权利要求1所述的钢筋视图单点筋自动标注方法，其特征在于：标注引线最优方向向量的计算方法为：判断当前单点筋对应的附属结构线的类型是否为直线，若是，则计算标注引线的最优方向为法线方向以起点为基点顺时针或逆时针偏移角度α，若不是，则计算标注引线的最优方向为法线方向，附属结构线的类型包括直线、弧、样条线。

5.根据权利要求1所述的钢筋视图单点筋自动标注方法，其特征在于：标注引线最优长度的计算方法为：标注引线的最优长度L＝h/cosθ，其中，θ为标注引线与法线方向的夹角，h为步骤S1中的出图配置中预设的点筋标注线高度。