WO2015162115A1 - Verfahren zur automatisierten erstellung eines zwei technische zeichnungen charakterisierenden datensatzes - Google Patents

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WO2015162115A1
WO2015162115A1 PCT/EP2015/058563 EP2015058563W WO2015162115A1 WO 2015162115 A1 WO2015162115 A1 WO 2015162115A1 EP 2015058563 W EP2015058563 W EP 2015058563W WO 2015162115 A1 WO2015162115 A1 WO 2015162115A1
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connector
line
open
technical
pattern
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PCT/EP2015/058563
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Harald Held
Hermann Georg Mayer
Efrossini TSOUCHNIKA
Klaus Wendelberger
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
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    • G06V30/40—Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/42—Document-oriented image-based pattern recognition based on the type of document
    • G06V30/422—Technical drawings; Geographical maps
    • G—PHYSICS
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    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling

Definitions

  • the invention relates to a method for the automated production of a two-dimensional technical drawings with symbols and lines connecting the symbols connecting lines from the technical drawings, comprising the steps carried out in a computer system:
  • the technical drawings are usually optimized so that for the human observer a certain aspect, a module or an assembly is grouped together on one page, which in turn is integrated into an overall system by references to other pages.
  • a module or an assembly is grouped together on one page, which in turn is integrated into an overall system by references to other pages.
  • the circuit diagram of a computer is separated into a page for the central processing unit, a page for the graphics chip and a page for the input / output unit. Since ⁇ with numerous connections may then need ten away are properly connected over several sides to get a functioning overall system.
  • the description of the entire system must be combined in machine-readable form into one unit. This task becomes particularly challenging when modules from different manufacturers with different connection definitions are to be merged to form an overall system.
  • some of the plans may already be in digital form (eg, new processor), while the rest of the system that is being upgraded is still in the form of printed plans.
  • the invention is based on the consideration that an automatic referencing of several drawings with each other could be achieved by first automatically recognizing the corresponding contact points provided with references. Since in technical drawings usually refer to other pages at open ends of connections, this can be done by recognizing such, emanating from a symbol, open lines. The graphically localized end point of the connection is then assigned a so-called connector, which essentially contains a reference to another connector on another technical drawing and is stored in the data record of the drawing. To be able to assign a different drawing to another connector in the connector found in this way, and the
  • a pattern search area is then defined in which a pattern characterizing the open endpoint is searched, that is z. For example, a text or a graphic that identifies the reference in (written) pictorial form.
  • a pattern search area is then defined in which a pattern characterizing the open endpoint is searched, that is z. For example, a text or a graphic that identifies the reference in (written) pictorial form.
  • matching with other patterns of other connectors can be done so that two connectors can be mapped to each other.
  • the Alloc ⁇ voltage of the first data set is replaced in the second connector by depositing a compound subsequently, the connection between the symbol with which the relevant connector of the first subscription is connected, and the one symbol from the second technical drawing consists from which the open line originates with the open endpoint associated with the second connector.
  • connections between matching connectors are automatically closed (depending on the application), ie the connectors are removed and a corresponding connection is inserted, with the endpoints of the new connection corresponding to the respective endpoints of the connections connected to the connector.
  • ontology data are provided which comprise a plurality of ontology terms, each with associated property data, one of the ontology terms being assigned to the connector.
  • an ontology is defined that provides a linguistically arranged and formally ordered representation of the terminology occurring and the semantic relationships existing between them.
  • the ontology defines certain Ontolo ⁇ energy terms, which certain predetermined characteristics are ei ⁇ gen, so open line ends that are found in the technical drawings are classified according to their properties, a specific ontology concept and interpreted correctly. So it can be z.
  • the line end when the line end is open to the left, it is a signal input that is sensitive to a signal. nalausgang on another page.
  • the semantics of a link open to the left can be defined completely differently.
  • Such differences can be stored in a corresponding ontology, so that the semantics can be freely defined and the respective correct meanings assigned to the different types of line ends.
  • the terms stored in the ontology can be used for technical function plans z. For example, "global input reference”, "local output reference”, etc.
  • the anchor location data here contain definitions for a vertical and a horizontal line, at the intersection of which the anchor point is located. Since technical drawings and just z. B. schematics are usually drawn by a straight pattern in which lines that connect individual symbols, usually either vertically or horizontally, such a grid is also ideal for finding an anchor point. In particular, in this case also the references are usually aligned with this grid.
  • the definitions of the lines are selected from the following options:
  • a line at a fixed position d. H. a predetermined line at a particular location of the technical drawing, z.
  • the line f (x) 10. This may be the case, for example, if all references in a particular area of the drawing, e.g. At the left edge, irrespective of the area in which the concrete open line designated by the reference ends;
  • the property data furthermore contains a number of the pattern search areas, each with assigned pattern localization data, which contain a localization of the respective pattern search area in relation to the respective anchor point.
  • pattern localization data are stored that define the location and size of the pattern search range in Ver ⁇ ratio for each anchor point, so can such.
  • the pattern search area from the anchor point is to include an area between 0 and 40 pixels horizontally and 0 and 40 pixels vertically.
  • the orientation of the pattern search area can also be dependent on the orientation of the open line. For each anchor point of course, any number of areas can be defined in which to search for patterns.
  • the property data further advantageously contains pattern definitions for patterns to be searched in the respective pattern search area.
  • the pattern definitions thus contain the structure of the respective references.
  • the reference can be defined in text form or graphically.
  • the pattern can in turn consist of several parts. For graphic patterns this image sections can be deposited.
  • regular expressions can be specified, ie strings that specify certain syntactic Re ⁇ rules, which correspond to the respective references.
  • a markup language eg XML
  • the pattern in an area can consist of several sections for which different properties are defined, or property groups can be defined. In addition, complex tree-like structures for patterns can be constructed.
  • the respective pattern search area is thereby restricted on the basis of previously recognized patterns, ie as soon as the pattern search area for the respective anchor point is defined and corresponding pixel coordinates are present, it is checked whether other patterns (ie references) from previous recognition processes have already been detected within the pattern search area. If this is the case, the area in which these previously recognized patterns lie is subtracted from the pattern search area, ie excluded. The recognition then takes place only in the remaining area.
  • the method further comprises identifying all the symbols in the technical drawing and depositing respectively a node representing the symbol in the data record, and identifying lines connecting at least two symbols in the technical drawing and depositing connections representing the respective line in FIG Record, wherein each connection is assigned at least two endpoints and each endpoint is assigned to one of the nodes representing the symbols connected by the respective line.
  • the respective pattern search area is in fact based on previously recognized symbols and / or
  • the area in which these previously recognized symbols and / or lines are located is subtracted from the pattern search area, ie excluded.
  • lines here z For example, a agreed thickness of the area around the line given ⁇ who the excluded. The recognition then takes place only in the remaining area.
  • the property data associated with the respective ontology terms includes information that determines which ontology term must be associated with the second connector to allow assignment of the first to the second connector.
  • the ontology thus includes information regarding the connection possibilities depending on the application: This avoids errors: For example, in certain circuit diagrams, it may be a convention that a left end of the line is a signal input that points to a signal output on another side.
  • a computer program product that can be loaded directly into the internal SpeI ⁇ cher of a computer, comprising software code portions Advantageous ingly, with which the described
  • Procedure is performed when the computer program product is running on the computer.
  • a computer system advantageously comprises a scanner and an internal memory in which such a computer program product is loaded.
  • the information needed to resolve the reference can come from anywhere in the document and be flexibly grouped into a unique entity.
  • documents that were created with different reference systems are interconnected and thus for further automated processing Bear ⁇ (z. B. platinotype) are prepared. This results in a significant time savings compared to manual transfer.
  • FIG. 1 shows a schematic flow diagram of a method for the automated creation of a two technical drawings with symbols and the symbols connecting lines characterizing data set
  • Finding lines for locating the anchor point 5 shows the drawing from FIG. 2 with lines drawn in accordance with an ontology
  • FIG 6 shows the drawing of FIG 5 with anchor points after a
  • FIG 7 shows the drawing of FIG 6 with restricted pattern search areas. Identical parts are provided in all figures with the same stresseszei ⁇ chen.
  • a technical drawing is generally a document showing, graphically and in writing, all the information necessary for the manufacture and description of the required functions and characteristics of an individual part, assembly or complete product, and serves as part of the technical product documentation. As a rule, in complex systems such as entire factories, many hundreds and thousands of pages are devoted to such technical systems
  • Drawings are available. These are characterized in that they consist of symbols that z. B. represent individual components of the system, as well as lines between the symbols that represent active compounds, eg. B. a power or data transmission.
  • step a the technical drawings are first scanned. This includes all pages of technical drawings that are captured digitally.
  • the scanned image files are vectorized, ie in the raster image generated in each case, simple geometrical objects are identified during the vectorization. This can be done with the expert and known in the prior art variants, for. B. can over edge detection areas of the same or similar brightness or color, as well
  • Result last ⁇ Lich coordinate data of graphic primitives in the technical drawing, ie lines, open or closed curves, points, etc. From the vector after in step b)
  • step c) which can be carried out with step b) at the same time, the lines are respectively identified in the engineering drawing, and the respective line representing Ver ⁇ connections are stored in the record. This applies both to the lines between two symbols and to open lines without a final symbol on a page.
  • Each connection is assigned at least two endpoints. For symbols lines connecting each endpoint of a bone ⁇ th is assigned representing the connected through the respective line symbols. For open lines, an endpoint is assigned the node of the particular symbol from which the line originates.
  • the open end of the line is assigned a of so-called connector which to node features in the data set thus similar to the end point of the line, but expli ⁇ zit indicating an open line end, the other at another Stel ⁇ le of the technical drawing or in a technical see drawing is continued.
  • the connectors correspond to open line ends that are to be continued to certain other open line ends, especially on other technical drawings or pages. For this purpose, corresponding references are given in the technical drawings, which allow an exact assignment of the open line ends to each other.
  • step d) a pattern characterizing the open end point in a defined pattern search area in the drawing is searched for each connector and assigned to the corresponding connector. This will be explained in detail in the following figures.
  • FIG. 2 shows, by way of example, a section of a technical drawing 2. It has symbols sl... S5, which are partially connected to one another by lines 11.
  • the symbols sl ... s5 correspond to technical components with different numbers of connections and are shown in accordance with the conventions of the technical drawing by a corresponding pictorial representation. Their exact form, however, is less relevant to the following discussion.
  • the mutually connected lines 11 ... 15 correspond to signal connections between the respective components, which are represented by the symbols sl ... s5.
  • the technical drawing has 2 open lines oll ... ol7. These always proceed from at least one symbol sl... S5, either directly or via a connected line 11... 15, from which they branch off and have an open end point. These open lines oll ...
  • Both the open and the connected lines oll ... ol7, 11 ... 15 are composed of sections that are either vertical or horizontal.
  • the respective reference which indicates to the viewer where the connection of an open line should lead to, is given in text form in the area of the open end point.
  • the reference of the line oll which is arranged horizontally to the left in the upper left-hand part of FIG. 2, is circled in broken-line oval for clarification. It is "V0 / B02" and is located to the left of the open line extension, meaning that the reference points to a signal labeled "VO" on the "B02" side.
  • the other open lines ol2 ... ol7 have just such references, which are arranged depending on the orientation and type at a specific point in the region of the respective open end.
  • references in addition to the references, however, many more textual names are arranged in the technical drawing 2, for example, designations of connection points of the components to the corresponding symbols sl ... s5 or labels as parts of the symbols sl ... s5 itself.
  • an ontology term is created in the ontology data, under which the properties of the respective type of reference are stored as property data of the ontology term. This includes data for locating the pattern search area, in which after the label, d. H. the reference is searched, data on their structure, etc.
  • pattern search areas 4 are defined in relation to so-called anchor points 6, as shown in FIG. 3 shows a rectangular pattern search area 4 with its anchor point 6 for the exemplary ontology term "local input reference" defined for the technical drawing 2 in FIG. 1, which need not be the only pattern search area 4 and anchor point 6 that is suitable for this ontology Term is defined.
  • the pattern search area 4 of FIG. 3 is rectangular with a predefined width and height stored in the property data.
  • the anchor point 6 is here arranged in the middle of one of the length ⁇ ren sides of the rectangle and is crossed in FIG 3 by two orthogonal lines 8, which intersect at An ⁇ kertician 6.
  • One of the lines 8 lies on the longer side of the rectangle. The lines 8 should thereby ver ⁇ clarify that in addition to the coordinate of the anchor point 6 and its orientation is relevant.
  • the anchor point 6 is used to define the pattern search area 4 in the technical drawing 2. With the arrangement of an anchor point 6 and its orientation, the musical Search area 4 thus determined.
  • the arrangement of the jeweili ⁇ gen anchor point 4 occurs by means of the lines 8, which are brought into registry with corresponding lines 8 in the technical drawing 2, that is, for each open line oll ... OL7 two orthogonal lines 8 in the technical drawing 2 determined, at the crossing point of the anchor point 6 thanksi ⁇ Siert and aligned, so that so that a pattern search area 4 is defined for each open line oll.
  • a vertical normal directly at the left or right open end point to the open line oll ol7 can be used as line 8.
  • a horizontal normal directly at the upwardly or downwardly open end point to the open line oll ol7 can be used as line 8.
  • Closing ⁇ Lich extensions of the open end point can be used up / down (vertical line 8) or the left / right (horizontal line 8).
  • lines 8 at a fixed position in the technical drawing 2 it is also possible, for example, lines 8 at a fixed position in the technical drawing 2 to pull, which are used for connectors, such. B. a vertical line at 12.3 cm from the left in the technical drawing.
  • a horizontal line 8 which is a normal at an open end point an open line oll ... ol7 must cross a vertical line 8, which represents an extension of the open end point up / down.
  • Ontology terms can contain other intersection definitions also can be used for the ontology term "local input reference” still further intersection definitions be deposited, with corresponding anchor point 6 and associated pattern search area. 4
  • the pattern search areas 4 are now restricted on the basis of already recognized symbols sl... S5 in the drawing and also already recognized references, since these are already known by the detection.
  • the pattern search area 4 completely falls away in the lower area 14 represented by an oval, since it is almost completely covered by the symbol s2 and the adjoining open line ol4.
  • the pattern search area 4 in the upper, likewise represented by an oval region 16 will be limited ⁇ by the symbol s3, that is, the area occupied by the symbol s3 part of the technical drawing 2 is excluded from the search pattern 4 range. This is shown in the left-hand, enlarged representation of the pattern search area 4.
  • the reference pattern in a pattern search area 4 can consist of several sections, for each of which different properties are defined, or property groups can be defined. It can then be used to construct complex tree-like structures for patterns.
  • a reference pattern for the signal name is defined. This is stored in the system "signal_in” under the name of your choice According to the attached admit ⁇ nen regular expression name in capital letters and numbers or the characters "+" and must. - made ''.
  • the signal name is followed by a group consisting of the "/" character and an identifier for the page specification.
  • the reference pattern would z.
  • the reference is replaced by a connection.
  • the property type "page” informs the system that the pattern for the opposite side of the reference can be found on a page with the found name (ie in the example on pages 3A, 5 and 6). If this is not found, then a corresponding note can be issued to the user. If this information is missing, the system must search all other pages to find the remote site for the reference.
  • the property compulsory "true” was specified above. This means that the entire instance is invalid unless a signal name is found for the instance. Conversely, it does not bother if no page name is ge ⁇ found. In that case, as mentioned above, all other pages must then be searched.
  • the pattern definition above has been defined for the text in a single pattern search area 4 from an anchor point 6. It would also have been possible to specify the pattern over several areas of one or more anchor points 6. Defining z. B. a separate anchor point 4 for the signal name and another for the page name, so they can occur completely independently of each other on the page and are nevertheless brought together flexibly.
  • the method enables a flexible automatic recognition of references in technical drawings 2 and thus an automated connection of their digital images.

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Abstract

Ein Verfahren (1) zur automatisierten Erstellung eines zwei technische Zeichnungen (2) mit Symbolen (s1...s5) und die Symbole (s1...s5) verbindenden Linien (l1...5) charakterisierenden Datensatzes aus den technischen Zeichnungen (2), umfassend die in einem Computersystem durchgeführten Verfahrensschritte: a) Scannen der technischen Zeichnungen (2), und b) Identifizieren eines Symbols (s1...s5) in der ersten technischen Zeichnung (2) und Hinterlegen eines das Symbol (s1...s5) repräsentierenden Knotens im Datensatz, soll automatisch Referenzen zwischen mehreren technischen Zeichnungen aus vektorisierten Daten der technischen Zeichnungen extrahieren können. Dazu umfasst es die Verfahrensschritte: c) Identifizieren einer von dem Symbol (s1...s5) ausgehenden, offenen Linie (ol1...ol7) in der ersten technischen Zeichnung (2), wobei dem offenen Endpunkt der offenen Linie (ol1...ol7) ein erster Konnektor zugeordnet und im Datensatz hinterlegt wird, d) Identifizieren eines den offenen Endpunkt charakterisierenden Musters in einem definierten Mustersuchbereich (4) und Zuordnen des Musters zum ersten Konnektor, und e) Zuordnen des ersten Konnektors zu einem zweiten Konnektor der zweiten technischen Zeichnung (2) anhand der für den ersten Konnektor und den zweiten Konnektor zugeordneten Muster.

Description

Beschreibung
Verfahren zur automatisierten Erstellung eines zwei technische Zeichnungen charakterisierenden Datensatzes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Erstellung eines zwei technische Zeichnungen mit Symbolen und die Symbole verbindenden Linien charakterisierenden Datensatzes aus den technischen Zeichnungen, umfassend die in einem Computersystem durchgeführten Verfahrensschritte:
a) Scannen der technischen Zeichnungen, und
b) Identifizieren eines Symbols in der ersten technischen Zeichnung und Hinterlegen eines das Symbol repräsentierenden Knotens im Datensatz.
Innerhalb einer Sammlung von zusammengehörigen Dokumenten (insbesondere in nicht elektronisch abgelegten Dokumentsammlungen) finden sich häufig Referenzierungssysteme, über die von einem Dokument auf ein anderes verwiesen werden kann. Im Falle von reinen Textdokumenten gestaltet sich die Referen- zierung i. d. R. sehr einfach, indem z. B. durch einen allgemein verständlichen Verweis auf andere Textteile verwiesen werden kann (z. B. „siehe Kapitel 12, erster Absatz") . In stärker formalisierten Dokumentsammlungen, wie Formelsammlungen oder Gesetzestexten, kann die Art der Referenzierung bereits komplexe Formen annehmen und z. B. bedingte Verweise beinhalten („wenn Geschwindigkeit nahe c, dann relativisti¬ sche Rechnung, siehe Formel y, sonst Formel z") oder sich auf den vorangehenden Kontext beziehen (z. B. „wenn sich aus §x ergibt, dass der Käufer nicht geschäftsfähig ist, berücksichtige zusätzlich §y") .
Ähnliche Verweise sind auf gedruckten Bau- und Schaltplänen, d. h. technischen Zeichnungen zu finden. Diese dienen der Beschreibung der komplexen Zusammenhänge und Abläufe in technischen Anlagen und Geräten. Solche Zeichnungen findet man auch in Funktionsplänen zur Beschreibung und Erzeugung von Automa- tisierungsfunktionen vor, wie sie z. B. in der
WO 2013/092654 AI beschrieben sind. Typische Eigenschaften solcher Zeichnungen sind, dass es gewisse Symbole gibt, die untereinander durch Linien verknüpft sind.
Die technischen Zeichnungen sind i.d.R. darauf optimiert, dass für den menschlichen Betrachter ein bestimmter Aspekt, ein Modul oder eine Baugruppe auf einer Seite zusammengefasst wird, die wiederum über Verweise auf andere Seiten in ein Ge- samtsystem eingebunden ist. So ist beispielsweise denkbar, dass der Schaltplan eines Computers in eine Seite für die zentrale Recheneinheit, eine Seite für den Graphikchip und eine Seite für die Ein-/Ausgabe-Einheit aufgetrennt ist. Da¬ bei müssen dann zahlreiche Anschlüsse ggf. über mehrere Sei- ten hinweg korrekt miteinander verbunden werden, um ein funktionsfähiges Gesamtsystem zu erhalten.
Für die Produktion des Gesamtsystems (z. B. für einen Platinen-Belichtungsapparat) muss die Beschreibung des Gesamtsys- tems in maschinenlesbarer Form zu einer Einheit zusammengeführt werden. Besonders herausfordernd wird diese Aufgabe, wenn dabei Module von verschiedenen Herstellern mit unterschiedlichen Anschlussdefinitionen zu einem Gesamtsystem zusammengeführt werden sollen. Zudem kann es vorkommen, dass ein Teil der Pläne bereits in digitaler Form vorliegt (z. B. neuer Prozessor) , während der Rest der Anlage, die modernisiert werden soll, noch in Form gedruckter Pläne vorliegt.
Das Scannen und Vektorisieren von technischen Zeichnungen in hinreichend guter Qualität, inklusive Texterkennung (OCR) , ist heute problemlos möglich. Hierzu werden die Zeichnungen gescannt, so dass sie als Rastergrafiken vorliegen, und in Vektorinformationen und Text mit modernen Software-Tools transferiert. Von diesen Vektorinformationen ausgehend können nun - nach optionaler Vorverarbeitung - Symbolkandidaten aus allen Linien gefiltert werden (z. B. anhand von Regeln bzw. Suche nach Rechtecken, siehe z. B. Y. Yu, A. Samal, S.C.
Seth: A System for Recognizing a Large Class of Engineering Drawings. IEEE Trans on PAMI19:8, 868-890 (1997) und S. Adam, J.M. Ogier, C. Cariou, R. Mullot, J. Labiche, J. Gardes: Sym¬ bol and character recognition: application to engineering drawings. IJDAR 3, 89-101 (2000)) sowie Verbindungslinien zwischen den Symbolkandidaten identifiziert werden.
Abschließend erhält man auf diese Weise eine Darstellung als Graph (im mathematischen Sinne) , der die Symbole und deren Verbindungen untereinander beschreibt, und zwar für jede ver- arbeitete Seite. Dieser Graph, dessen Knoten die Symbole be¬ schreibt, bildet einen Datensatz, der zur Weiterverarbeitung verwendet werden kann. Die Linien zwischen den Symbolen werden im Datensatz als Verbindungen mit Endpunkten abgelegt, wobei die Endpunkte den jeweiligen Knoten zugeordnet werden, die durch die Linie verbunden werden.
Die geschilderten Verfahren lösen jedoch nicht das eingangs genannte Problem der Referenzierung zwischen mehreren technischen Zeichnungen. Falls die Dokumentensammlungen nicht in digitaler Form vorliegen oder zumindest die Referenzen nicht in maschinenlesbarer Form vorliegen (z. B. in Form von HTML- Hyperlinks), so ist es bis jetzt erforderlich, dass die Doku¬ mente und insbesondere ihre Referenzierungen manuell in eine maschinenlesbare Form übertragen werden, da oft nur ein Be- nutzer mit Domänenwissen die Semantik von unterschiedlichen Arten von Referenzen kennt und korrekt auflösen kann.
Das bisherige Verfahren ist daher in der Regel sehr zeit- und personalaufwändig und daher kostenintensiv. Zudem bestehen die Dokumente (in diesem Fall Anlagenpläne) oft aus mehreren tausend Seiten, sodass die manuelle Bearbeitung bzw. die Zu¬ sammenführung der Ergebnisse mehrerer Bearbeiter fehleranfällig ist. Daher fällt noch einmal ein nicht unerheblicher Auf¬ wand für die Überprüfung der Ergebnisse bzw. für die Korrek- tur von Fehlern an.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem automatisch Referenzen zwischen mehreren technischen Zeichnungen aus vektorisierten Daten der technischen Zeichnungen extrahiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden weite- ren Verfahrensschritte gelöst:
c) Identifizieren einer von dem Symbol ausgehenden, offenen Linie in der ersten technischen Zeichnung, wobei dem offenen Endpunkt der offenen Linie ein erster Konnektor zugeordnet und im Datensatz hinterlegt wird,
d) Identifizieren eines den offenen Endpunkt charakterisie¬ renden Musters in einem definierten Mustersuchbereich und Zuordnen des Musters zum ersten Konnektor, und
e) Zuordnen des ersten Konnektors zu einem zweiten Konnektor der zweiten technischen Zeichnung anhand der für den ersten Konnektor und den zweiten Konnektor zugeordneten Muster.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine automatische Referenzierung mehrerer Zeichnungen untereinander dadurch erreicht werden könnte, dass zunächst die ent- sprechenden mit Referenzen versehenen Kontaktpunkte automatisch erkannt werden. Da sich in technischen Zeichnungen üblicherweise Referenzen zu anderen Seiten an offenen Enden von Verbindungen befinden, kann dies durch Erkennung von solchen, von einem Symbol ausgehenden, offenen Linien geschehen. Dem graphisch lokalisierten Endpunkt der Verbindung wird sodann ein so genannter Konnektor zugeordnet, der im Wesentlichen eine Referenz zu einem anderen Konnektor auf einer anderen technischen Zeichnung enthält und im Datensatz der Zeichnung hinterlegt wird. Um den so gefundenen Konnektor einem anderen Konnektor eine anderen Zeichnung zuordnen zu können und die
Referenz zu vervollständigen, wird dann ein Mustersuchbereich definiert, in dem ein den offenen Endpunkt charakterisierendes Muster gesucht wird, das heißt z. B. ein Text oder eine Graphik, die die Referenz in ( schrift- ) bildlicher Form kenn- zeichnet. Sobald das Muster gefunden ist, kann ein Abgleich mit anderen Mustern anderer Konnektoren erfolgen, so dass zwei Konnektoren einander zugeordnet werden können. Vorteilhafterweise wird im Datensatz anschließend die Zuord¬ nung des ersten zum zweiten Konnektor durch die Hinterlegung einer Verbindung ersetzt, wobei die Verbindung zwischen dem Symbol, mit dem der entsprechende Konnektor der ersten Zeich- nung verbunden ist, und demjenigen Symbol aus der zweiten technischen Zeichnung besteht, von dem aus die offene Linie mit dem offenen Endpunkt ausgeht, der dem zweiten Konnektor zugeordnet ist. Mit anderen Worten: Verbindungen zwischen passenden Konnektoren werden (je nach Anwendung) automatisch geschlossen, d. h. die Konnektoren werden entfernt und eine entsprechende Verbindung wird eingefügt, wobei die Endpunkte der neuen Verbindung den jeweiligen Endpunkten der am Konnektor verbundenen Verbindungen entsprechen. Hierdurch entsteht ein monolithischer Datensatz, der die in Papierform vorlie- gende Seitenstruktur nicht mehr widerspiegelt.
Um bei der Anwendung des Verfahrens auch komplexere Zusammenführungen von Dokumenten vollautomatisch durchführen zu können, in denen die Referenzen durch bestimmte, anwendungsspe- zifische Symbole und Regeln gekennzeichnet sind, sollte wei¬ terhin das entsprechende Domänenwissen des Experten formali¬ siert werden, um unterschiedliche syntaktische Ausprägungen derselben Semantik festzuhalten. Hierzu werden Ontologie-Da- ten bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Ontologie-Begriffen mit jeweils zugeordneten Eigenschaftsdaten umfassen, wobei einer der Ontologie-Begriffe dem Konnektor zugeordnet wird. Mit anderen Worten: Zu jeder spezifischen Anwendung wird eine Ontologie definiert, die eine sprachlich gefasste und formal geordnete Darstellung der auftretenden Begrifflichkeiten und der zwischen ihnen bestehenden semantischen Beziehungen zur Verfügung stellt. Die Ontologie definiert bestimmte Ontolo¬ gie-Begriffe, denen bestimmte, vorgegebene Eigenschaften ei¬ gen sind, so dass offene Linienenden, die in der technischen Zeichnung gefunden werden anhand ihrer Eigenschaften einem bestimmten Ontologie-Begriff zugeordnet werden und richtig interpretiert werden. So kann es sich z. B. in einer bestimmten technischen Zeichnung bei einem nach links offenen Linienende um einen Signaleingang handeln, der auf einen Sig- nalausgang auf einer anderen Seite verweist. Für einen anderen Typ einer technischen Zeichnung kann die Semantik einer nach links offenen Verbindung wieder völlig anders definiert sein. Derartige Unterschiede können in einer entsprechenden Ontologie hinterlegt werden, so dass hierdurch die Semantik frei definiert werden kann und den unterschiedlichen Typen von Linienenden die jeweils richtigen Bedeutungen zugeordnet werden. Die in der Ontologie hinterlegten Begriffe können für technische Funktionspläne z. B. „globale Inputreferenz" , „lo- kale Outputreferenz" etc. sein.
Ebenso wichtig wie die korrekte Interpretation des Inhalts der Referenzen ist weiterhin deren Auffinden in den technischen Zeichnungen. Während dies für reine Textdokumente i.d.R. relativ einfach beschrieben werden kann (z. B. mit Hilfe von regulären Ausdrücken (z. B. REFERENZ =
„ref . "/„cf . "/„siehe") , gestaltet sich das Auffinden von Refe¬ renzen in graphischen Dokumenten (z. B. Schalt- oder Anlagenplänen) ungleich schwieriger, da die Mustersuchbereiche, in denen nach bestimmten Referenzmustern gesucht wird, je nach Anwendung unterschiedlich sein können. Im Rahmen der beschriebenen Ontologie-Definition kann dies jedoch dadurch erreicht werden, dass vorteilhafterweise die Eigenschaftsdaten der Ontologie-Begriffe eine Anzahl von Ankerpunkten mit je- weils zugeordneten Ankerlokalisierungsdaten enthalten, die eine Lokalisierung des jeweiligen Ankerpunkts im Verhältnis zum offenen Endpunkt der Linie in der technischen Zeichnung enthalten. Das heißt, für einen bestimmten Ontologie-Begriff, z. B. die bereits genannte „lokale Inputreferenz" , werden Lo- kalisationsdaten hinterlegt, die einen Ankerpunkt im Verhält¬ nis zum Linienende in der technischen Zeichnung finden. Dadurch lässt sich z. B. auf Basis der in der Ontologie hinterlegten Daten zu jeder lokalen Inputreferenz in der technischen Zeichnung ein stets gleich lokalisierter Ankerpunkt finden, dessen Koordinaten die Basis für den Mustersuchbereich bilden, in dem nach einem Muster für die Referenz gesucht wird. In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens enthalten die Ankerlokalisierungsdaten hierbei Definitionen für eine senkrechte und eine waagerechte Linie, an deren Schnittpunkt der Ankerpunkt lokalisiert wird. Da technische Zeichnungen und gerade z. B. Schaltpläne in der Regel anhand eines geraden Musters gezeichnet sind, in dem Linien, die einzelne Symbole verbinden, üblicherweise entweder senkrecht oder waagerecht verlaufen, eignet sich ein derartiges Raster auch ideal für das Finden eines Ankerpunktes. Insbesondere sind hierbei auch die Referenzen üblicherweise an diesem Raster ausgerichtet. Vorteilhafterweise werden dabei die Definitionen der Linien aus den folgenden Möglichkeiten ausgewählt:
- eine Linie an fester Position, d. h. eine vorgegebene Linie an einem bestimmten Ort der technischen Zeichnung, z. B. die Linie f (x)=10. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn alle Referenzen im einem bestimmten Bereich der Zeichnung, z. B. am linken Rand gesammelt werden, unabhängig davon, in welchem Bereich die konkrete durch die Referenz bezeichnete offene Linie endet;
- die nächstgelegene Linie im Verhältnis zum offenen End¬ punkt, d. h. ausgehend vom Linienende wird die nächstgelegene waagerechte oder senkrechte Linie gesucht;
- die Normale am offenen Endpunkt der offenen Linie; und
- die Verlängerung der offenen Linie.
Die genannten Auswahlmöglichkeiten bieten Muster, anhand derer die in technischen Zeichnungen üblichen Konventionen für die Anordnung von Referenzen digital abgebildet werden können. Dies ermöglicht eine besonders einfache Automatisierung der Erfassung dieser Referenzen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung enthalten die Eigenschaftsdaten weiterhin eine Anzahl der Mustersuchbereiche mit jeweils zugeordneten Musterlokalisierungsdaten, die eine Lokalisierung des jeweiligen Mustersuchbereichs im Verhältnis zum jeweiligen Ankerpunkt enthalten. Mit anderen Worten: In den Eigenschaftsdaten sind Musterlokalisierungsdaten hinterlegt, die die Lage und Größe des Mustersuchbereichs im Ver¬ hältnis zum jeweiligen Ankerpunkt definieren, so kann z. B. definiert sein, dass der Mustersuchbereich ausgehend vom Ankerpunkt eine Fläche zwischen 0 und 40 Pixeln waagerecht und 0 und 40 Pixeln senkrecht umfassen soll. Die Ausrichtung des Mustersuchbereichs kann dabei auch abhängig von der Ausrich- tung der offenen Linie sein. Für jeden Ankerpunkt können dabei natürlich beliebig viele Bereiche definiert werden, in denen nach Mustern gesucht wird.
Die Eigenschaftsdaten enthalten weiter vorteilhafterweise Musterdefinitionen für im jeweiligen Mustersuchbereich zu suchende Muster. Die Musterdefinitionen enthalten damit quasi die Struktur der jeweiligen Referenzen. Die Referenz kann dabei in Textform oder graphisch definiert sein. Das Muster kann wiederum aus mehreren Teilen bestehen. Für graphische Muster können hierbei Bildausschnitte hinterlegt sein. Für Referenzen in Textform können reguläre Ausdrücke angegeben werden, d. h. Zeichenketten, die bestimmte syntaktische Re¬ geln vorgeben, denen die jeweiligen Referenzen entsprechen. Über eine Auszeichnungssprache (z. B. XML) können dabei Ei- genschaften für Teile der definierten Muster angegeben werden. Das Muster in einem Bereich kann dabei aus mehreren Abschnitten bestehen, für die unterschiedliche Eigenschaften definiert werden, oder es können Eigenschaftsgruppen definiert werden. Darüber können auch komplexe baumartige Struk- turen für Muster aufgebaut werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird dabei der jeweilige Mustersuchbereich anhand bereits zuvor erkannter Muster eingeschränkt, d. h. sobald der Mustersuchbereich zum jeweiligen Ankerpunkt definiert ist und entsprechende Pixelkoordinaten vorliegen, wird geprüft, ob innerhalb des Mustersuchbereiches bereits andere Muster (d. h. Referenzen) aus vorherigen Erkennungsprozessen erfasst wurden. Ist dies der Fall, wird der Bereich, in dem diese vorher erkannten Muster liegen, vom Mustersuchbereich subtrahiert, d. h. ausgeschlossen. Die Erkennung erfolgt dann nur noch im verbleibenden Bereich. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das Verfahren weiterhin das Identifizieren aller Symbole in der technischen Zeichnung und Hinterlegen jeweils eines das Symbol repräsentierenden Knotens im Datensatz, und das Identifizieren von jeweils mindestens zwei Symbole verbindenden Linien in der technischen Zeichnung und Hinterlegen von die jeweilige Linie repräsentierenden Verbindungen im Datensatz, wobei jeder Verbindung mindestens zwei Endpunkte zugeordnet werden und jedem Endpunkt einer der Knoten zugeordnet wird, die die durch die jeweilige Linie verbundenen Symbole repräsentieren. Mit ande¬ ren Worten: Das Verfahren erfasst nicht nur die offenen Linien in der technischen Zeichnung und die mit ihnen verbundenen Symbole, sondern alle Symbole und Linien der technischen Zeichnung und hinterlegt diese im Datensatz in der Art eines Graphen (im mathematischen Sinne) . Dies ist zwar bereits aus den in der Einleitung beschriebenen Veröffentlichungen bekannt. Im vorliegenden Verfahren ergibt sich hierdurch jedoch der Vorteil, dass die Erkennung der offenen Linien erleichtert und damit eine höhere Genauigkeit erreicht wird: Wenn nämlich die Elemente auf einer Seite z. B. eines Schaltplans automatisch erkannt werden (Rechtecke als Bausteine und or¬ thogonale Linien dazwischen als Verbindungen) , so bleiben alle offenen Linienenden ohne Verbindung zu einem Baustein als Kandidaten für eine Referenzdefinition übrig. An diesen übrig gebliebenen Kandidatenlinien wird dann das beschriebene Verfahren durchgeführt.
Weiterhin ermöglicht dies auch eine Verbesserung hinsichtlich der Mustererkennung: Der jeweilige Mustersuchbereich wird da- zu nämlich anhand bereits zuvor erkannter Symbole und/oder
Linien eingeschränkt. Analog zum Ausschluss bereits erkannter Muster wird hier, sobald der Mustersuchbereich zum jeweiligen Ankerpunkt definiert ist und entsprechende Pixelkoordinaten vorliegen, geprüft, ob innerhalb des Mustersuchbereiches be- reits erkannte Symbole und/oder Linien liegen. Ist dies der
Fall, wird der Bereich, in dem diese vorher erkannten Symbole und/oder Linien liegen, vom Mustersuchbereich subtrahiert, d. h. ausgeschlossen. Bei Linien kann hier z. B. eine be- stimmte Dicke des Bereichs um die Linie herum vorgegeben wer¬ den, der ausgeschlossen wird. Die Erkennung erfolgt dann nur noch im verbleibenden Bereich. Schließlich umfassen die Eigenschaftsdaten, die den jeweiligen Ontologie-Begriffen zugeordnet sind, eine Information, die bestimmen, welcher Ontologie-Begriff dem zweiten Konnek- tor zugeordnet sein muss, damit eine Zuordnung des ersten zum zweiten Konnektor erlaubt ist. Die Ontologie umfasst damit Informationen hinsichtlich der Verbindungsmöglichkeiten je nach Anwendung: Hierdurch werden Fehler vermieden: Bei bestimmten Schaltplänen kann es beispielsweise Konvention sein, dass es sich bei einem nach links offenen Linienende um einen Signaleingang handelt, der auf einen Signalausgang auf einer anderen Seite verweist. Dies wird in den Eigenschaftsdaten zum Ontologie-Begriff „Signaleingang" hinterlegt. Bei der Zuordnung der Konnektoren zueinander wird dann geprüft, ob die entsprechende Bedingung erfüllt ist. Ist sie nicht erfüllbar, weil keine entsprechend passenden Konnektoren auf der jeweils anderen Seite existieren, wird ein Fehler ausgegeben. Ob Fehler dieser Art durch eine fehlerhafte Erkennung entstanden sind oder von bereits fehlerhaften Dokumenten herrühren, spielt dabei keine Rolle. In jedem Fall ist ein manueller Eingriff anzuraten. Der entsprechende Nutzer kann also be- nachrichtigt werden, unter Angabe der beteiligten Symbole, des Dokuments und auch der beteiligten Konnektoren.
Ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Spei¬ cher eines Computers geladen werden kann, umfasst vorteilhaf- terweise Softwarecodeabschnitte, mit denen das beschriebene
Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer läuft.
Ein Computersystem, umfasst vorteilhafterweise einen Scanner sowie einen internen Speicher, in den ein derartiges Computerprogrammprodukt geladen ist. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine automatisierte Mustererkennung und -Zuordnung bei der Digitalisierung auf Basis von vordefinierten Mustersuchbereichen eine automatische Vereinheitlichung von auf mehrere Seiten verteilten technischen Dokumenten ermöglicht wird. Im Gegensatz zu starren Digitalisierungssyste- men, die sich auf eine bestimmte Kategorie von Dokumenten be¬ ziehen, kann mit dem beschriebenen System flexibel auf unterschiedliche Ausprägungen von Referenzen zwischen Dokumenten reagiert werden.
Die Informationen, die zum Auflösen der Referenz benötigt werden, können aus beliebigen Stellen im Dokument stammen und flexibel zu einer eindeutigen Entität zusammen geführt wer- den. Insbesondere können mit dem System auch Dokumente, die mit unterschiedlichen Referenzsystemen erstellt wurden (z. B. bei der Modernisierung von Bestandsanlagen) , miteinander verbunden werden und damit für die weitere automatisierte Bear¬ beitung (z. B. Platinendruck) vorbereitet werden. Hierdurch ergibt sich eine signifikante Zeitersparnis im Vergleich zum manuellen Transfer.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur automatisierten Erstellung eines zwei technische Zeichnungen mit Symbolen und die Symbole verbindenden Linien charakterisierenden Datensatzes,
FIG 2 einen Ausschnitt einer technischen Zeichnung,
FIG 3 einen Mustersuchbereich mit einem Ankerpunkt,
FIG 4 eine symbolische Darstellung von Möglichkeiten zur
Findung von Linien zur Lokalisierung des Ankerpunktes, FIG 5 die Zeichnung aus FIG 2 mit gemäß einer Ontologie eingezeichneten Linien,
FIG 6 die Zeichnung aus FIG 5 mit Ankerpunkten nach einem
Ontologie-Begriff, und
FIG 7 die Zeichnung aus FIG 6 mit eingeschränkten Mustersuchbereichen . Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszei¬ chen versehen.
FIG 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1 zur automatisierten Erstellung eines mindestens zwei tech- nische Zeichnungen mit Symbolen und die Symbole verbindenden Linien charakterisierenden Datensatzes. Grundlage bildet hierbei demnach eine Mehrzahl von technischen Zeichnungen. Eine technische Zeichnung ist allgemein ein Dokument, das in grafischer und schriftlicher Form alle notwendigen Informati- onen für die Herstellung und zur Beschreibung der geforderten Funktionen und Eigenschaften eines Einzelteils, einer Baugruppe oder eines kompletten Produkts zeigt und als Teil der technischen Produktdokumentation dient. In der Regel werden gerade bei komplexeren Systemen wie ganzen Fabrikanlagen vie- le hundert und tausend Seiten an derartigen technischen
Zeichnungen vorliegen. Diese sind dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Symbolen bestehen, die z. B. einzelne Bauteile der Anlage repräsentieren, sowie Linien zwischen den Symbolen, die Wirkverbindungen repräsentieren, z. B. eine Strom- oder Datenübertragung.
Alle Schritte des in FIG 1 gezeigten Verfahrens werden in ei¬ nem nicht näher dargestellten Computersystem ausgeführt, das zur Durchführung der Schritte entsprechend ertüchtigt ist. Insbesondere ist in den Speicher des Computersystems ein Com¬ puterprogramm geladen, welches Softwarecodeabschnitte um- fasst, die das Computersystem zum Ausführen des Verfahrens veranlassen . In Schritt a) werden zunächst die technischen Zeichnungen gescannt. Dies umfasst alle Seiten von technischen Zeichnungen, die damit digital erfasst werden. Zur weiteren Verarbeitung werden die gescannten Bilddateien vektorisiert , d. h. im je- weils erzeugten Rasterbild werden bei der Vektorisierung einfache geometrische Objekte identifiziert. Dies kann mit dem Fachmann bekannten und im Stand der Technik üblichen Varianten erfolgen, z. B. können über Kantendetektion Bereiche gleicher oder ähnlicher Helligkeit oder Farbe, auch als
Posterisation bekannt, ermittelt werden. Ergebnis sind letzt¬ lich Koordinatendaten graphischer Primitive in der technischen Zeichnung, d. h. Linien, offene oder geschlossene Kurven, Punkte etc. Aus der Vektorgrafik werden im Anschluss in Schritt b) die
Symbole in der technischen Zeichnung identifiziert, d. h. deren Anzahl und Lage. In dem zu erzeugenden Datensatz, der die technische Zeichnung repräsentieren soll, werden nunmehr für jedes Symbol repräsentierende Knoten hinterlegt. Es entsteht somit ein Unterdatensatz für jedes Symbol auf der jeweiligen Seite .
In Schritt c) , der auch gleichzeitig mit Schritt b) erfolgen kann, werden jeweils die Linien in der technischen Zeichnung identifiziert und die jeweilige Linie repräsentierende Ver¬ bindungen werden im Datensatz hinterlegt. Dies gilt sowohl für die Linien zwischen zwei Symbolen als auch für offene Linien ohne abschließendes Symbol auf einer Seite. Dabei werden jeder Verbindung mindestens zwei Endpunkte zugeordnet. Für Symbole verbindende Linien wird jedem Endpunkt einer der Kno¬ ten zugeordnet, die die durch die jeweilige Linie verbundenen Symbole repräsentieren. Für offene Linien wird einem Endpunkt der Knoten des jeweiligen Symbols zugeordnet, von dem die Linie ausgeht. Dem offenen Endpunkt der Linie wird ein so ge- nannter Konnektor zugeordnet, der im Datensatz somit ähnlich zu Knoten den Endpunkt der Linie kennzeichnet, jedoch expli¬ zit auf ein offenes Linienende hinweist, das an anderer Stel¬ le der technischen Zeichnung oder in einer anderen techni- sehen Zeichnung weitergeführt wird. Es kann dabei auch Linien mit zwei offenen Enden geben, d. h. die an beiden Enden einen offenen Konnektor haben. Dies wird manchmal so gehandhabt, um die Linie ggf. noch mit weiterer Semantik zu versehen.
Abschließend ergibt sich somit im mathematischen Sinne ein Graph für jede einzelne Seite der technischen Zeichnungen, der Knoten und Verbindungen umfasst, wobei die Endpunkte of¬ fener Linien in den technischen Zeichnungen als Konnektoren hinterlegt sind, d. h. im mathematischen Sinne als gesondert als Konnektoren gekennzeichnete Knoten des Graphen, von denen nur eine einzige (die offene Linie repräsentierende) Verbin¬ dung ausgeht. Anschließend kann noch eine Klassifizierung der Symbole erfolgen, hinsichtlich der dem Fachmann verschiedene Art und Weisen z. B. aus den in der Einleitung zitierten Veröffentlichungen bekannt sind. Im Folgenden wird jedoch nicht die Klassifizierung der Symbole, sondern die Zuordnung der Konnektoren zueinander beschrieben.
Die Konnektoren entsprechen offenen Linienenden, die zu bestimmten anderen offenen Linienenden, insbesondere auf anderen technischen Zeichnungen bzw. Seiten weitergeführt werden sollen. Hierzu sind in den technischen Zeichnungen entsprechende Referenzen angegeben, die eine genaue Zuordnung der offenen Linienenden zueinander ermöglichen. In Schritt d) wird zu jedem Konnektor ein den offenen Endpunkt charakterisierendes Muster in einem definierten Mustersuchbereich in der Zeichnung gesucht und dem entsprechenden Konnektor zugeordnet. Dies wird in den folgenden Figuren noch detailliert erläutert .
Anhand der zugeordneten Muster können - zusammen mit entsprechenden semantischen Informationen - auch auf digitaler Ebene Konnektoren dann einander zugeordnet werden. Es werden also Verbindungen zwischen den Konnektoren der einzelnen Graphen jeder Seite definiert. Ist die Zuordnung der Konnektoren bekannt, kann sie dann im digitalen Abbild im Datensatz durch die Hinterlegung einer Verbindung ersetzt werden, die zwi- sehen den jeweils mit den Konnektoren verbundenen Symbolen besteht. Somit werden die verschiedenen Graphen nach und nach durch Eliminierung einander zugeordneter Konnektoren zu einem Gesamtgraph vereinigt.
Die beschriebene Verfolgung der offenen Verbindungen kann dabei effizient als Stack (Stapelstruktur) implementiert wer¬ den. Bei der Vektorisierung bzw. Texterkennung wird hierbei eine Art Inhaltsverzeichnis erstellt, aus dem hervorgeht, welche (eindeutigen) Kennzeichen zu welcher Seite gehören. Dadurch kann beim Verfolgen von Konnektoren direkt die passende Seite geöffnet und untersucht werden. Im Fall, dass ein Kennzeichen nicht bzw. falsch erkannt wird, werden hierbei natürlich trotzdem alle Seiten untersucht.
FIG 2 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt einer technischen Zeichnung 2. Diese weist Symbole sl...s5 auf, die teilweise durch Linien 11...15 untereinander verbunden sind. Die Symbole sl...s5 entsprechen technischen Bauteilen mit unter- schiedlicher Anzahl von Anschlüssen und sind entsprechend den Konventionen der technischen Zeichnung durch eine entsprechende bildliche Darstellung gezeigt. Deren genaue Ausprägung ist jedoch für die folgende Erläuterung weniger relevant. Die beiderseits verbundenen Linien 11...15 entsprechen Signalverbindungen zwischen den jeweiligen Bauteilen, die durch die Symbole sl...s5 repräsentiert sind. Weiterhin weist die technische Zeichnung 2 offene Linien oll...ol7 auf. Diese ge¬ hen stets von zumindest einem Symbol sl...s5 aus, entweder direkt oder über eine verbundene Linie 11...15, von der aus sie abzweigen und weisen einen offenen Endpunkt auf. Diese offenen Linien oll...ol7 stehen für Verbindungen zu anderen technischen Zeichnungen 2 bzw. anderen Seiten der technischen Zeichnung 2, die in der FIG 2 nicht gezeigt sind. Sowohl die offenen als auch die verbundenen Linien oll...ol7, 11...15 sind aus Abschnitten zusammengesetzt, die entweder senkrecht oder waagerecht verlaufen. Die jeweilige Referenz, die dem Betrachter anzeigt, wohin die Verbindung einer offenen Linie oll...ol7 führen soll, ist in Textform im Bereich des offenen Endpunkts angegeben. Beispielhaft ist hier zur Verdeutlichung die Referenz der im oberen linken Bildteil der FIG 2 angeordneten, waagerecht nach links offenen Linie oll in gestricheltem Oval eingekreist. Sie lautet „V0/B02" und ist in der Verlängerung der offenen Linie oll links daneben angeordnet. Dies bedeutet, dass die Referenz zu einem Signal mit der Bezeichnung „VO" auf der Seite „B02" weist.
Die übrigen offenen Linien ol2...ol7 weisen ebensolche Referenzen auf, die je nach Ausrichtung und Art an bestimmter Stelle im Bereich des jeweiligen offenen Endes angeordnet sind. Dabei sind neben den Referenzen jedoch noch viele weitere textliche Bezeichnungen in der technischen Zeichnung 2 angeordnet, beispielsweise Bezeichnungen von Anschlusspunkten der Bauteile an den entsprechenden Symbolen sl...s5 oder Beschriftungen als Teile der Symbole sl...s5 selbst.
Um aus der Vielzahl der Beschriftungen die Referenzen automatisch zu ermitteln und diese zudem im oben beschriebenen Sinne zur Vereinigung der digitalen, als Graph hinterlegten Abbilder der technischen Zeichnungen 2 zuordnen zu können, sind mehrere Schritte nötig, die im Folgenden anhand der weiteren Figuren erläutert werden.
Das Expertenwissen bezüglich der Konventionen der jeweiligen technischen Zeichnung 2, d. h. jegliches Wissen, welches zum Verständnis der Referenzen der technischen Zeichnung 2 erforderlich ist, wird formalisiert und in Ontologie-Daten zur Verfügung gestellt. Diese Ontologie-Daten werden je nach betreffender Anwendung erstellt, d. h. sie unterscheiden sich je nach konkretem Anwendungsfall. Hierbei werden zunächst die prinzipiell vorkommenden Möglichkeiten für Referenzen unterschieden, so z. B. eine erste Unterscheidung zwischen globalen und lokalen Signalen. Globale Signale sind solche, die auch außerhalb der jeweiligen durch die technische Zeichnung 2 beschriebenen Struktur vorkommen (z. B. Massepotential - GND) . Lokale Signale sind solche, die nur innerhalb der
Struktur vorkommen. Diese können in technischen Zeichnungen 2 unterschiedlich referenziert und auch angeordnet sein. Wei- terhin können Referenzen nach Ein- und Ausgangssignalen unterschieden sein.
Für jede dieser Unterscheidungen, für die Referenzen z. B. örtlich oder strukturell anders geartet sind, wird in den On- tologie-Daten ein Ontologie-Begriff angelegt, unter dem die Eigenschaften der jeweiligen Art von Referenz als Eigenschaftsdaten des Ontologie-Begriffs hinterlegt sind. Dies um- fasst Daten zur Lokalisierung des Mustersuchbereiches, in dem nach der Beschriftung, d. h. der Referenz gesucht wird, Daten zu deren Struktur etc.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Mustersuchbereiche 4 im Verhältnis zu so genannten Ankerpunkten 6 definiert, wie dies in FIG 3 dargestellt ist. FIG 3 zeigt einen rechteckigen Mustersuchbereich 4 mit seinem Ankerpunkt 6 für den beispielhaften, für die technische Zeichnung 2 in FIG 1 definierten Ontologie-Begriff „lokale Inputreferenz" , wobei dies nicht der einzige Mustersuchbereich 4 und Ankerpunkt 6 sein muss, der für diesen Ontologie-Begriff definiert ist.
Der Mustersuchbereich 4 der FIG 3 ist rechteckig mit einer in den Eigenschaftsdaten hinterlegten vordefinierten Breite und Höhe. Der Ankerpunkt 6 ist hier in der Mitte einer der länge¬ ren Seiten des Rechtecks angeordnet und wird in der FIG 3 durch zwei orthogonale Linien 8 durchkreuzt, die sich im An¬ kerpunkt 6 kreuzen. Eine der Linien 8 liegt dabei auf der längeren Seite des Rechtecks. Die Linien 8 sollen dabei ver¬ deutlichen, dass neben der Koordinate des Ankerpunktes 6 auch dessen Ausrichtung relevant ist.
Der Ankerpunkt 6 wird zur Definition des Mustersuchbereiches 4 in der technischen Zeichnung 2 herangezogen. Mit der Anordnung eines Ankerpunkts 6 und dessen Ausrichtung ist der Mus- tersuchbereich 4 somit festgelegt. Die Anordnung des jeweili¬ gen Ankerpunktes 4 erfolgt mit Hilfe der Linien 8, die mit entsprechenden Linien 8 in der technischen Zeichnung 2 in Deckung gebracht werden, d. h. für jede offene Linie oll...ol7 werden zwei orthogonale Linien 8 in der technischen Zeichnung 2 ermittelt, an deren Kreuzungspunkt der Ankerpunk 6 lokali¬ siert und ausgerichtet wird, so dass damit zu jeder offenen Linie oll...ol7 ein Mustersuchbereich 4 definiert ist. Im Ausführungsbeispiel gibt es mehrere Möglichkeiten der De¬ finition solcher Linien 8, die teilweise in FIG 4 dargestellt sind. Von links nach rechts zeigt die FIG 4 symbolhaft ver¬ schiedene Möglichkeiten: Zunächst kann die nächstgelegene vertikale Linie 8 ausgehend vom offenen Endpunkt einer offe- nen horizontalen Linie oll...ol7 gesucht werden, dargestellt durch eine vertikale Linie mit einem Magnetsymbol 10.
Weiter kann auch die nächstgelegene horizontale Linie 8 aus¬ gehend vom offenen Endpunkt einer offenen vertikalen Linie oll...ol7 gesucht werden, dargestellt durch eine horizontale Linie 8 mit einem Magnetsymbol 10. In den vier rechten Darstellungen der FIG 4 werden verschiedene Möglichkeiten gezeigt, direkt an den offenen Endpunkt der offenen Linien 0II...0I7 anschließende Linien 8 zu finden - hierbei ist der offene Endpunkt als Punkt 12 mit sich anschließender Linie symbolisiert .
Zunächst kann eine senkrechte Normale direkt am nach links oder rechts offenen Endpunkt zur offenen Linie oll...ol7 als Linie 8 verwendet werden. Weiter kann eine waagerechte Nor¬ male direkt am nach oben oder unten offenen Endpunkt zur offenen Linie oll...ol7 als Linie 8 verwendet werden. Schlie߬ lich können Verlängerungen des offenen Endpunkts nach oben/ unten (senkrechte Linie 8) oder links/rechts (waagerechte Li- nie 8) verwendet werden.
Weiterhin (nicht gezeigt) ist es auch möglich, beispielsweise Linien 8 an fester Position in der technischen Zeichnung 2 zu ziehen, die für Konnektoren verwendet werden, so z. B. eine senkrechte Linie bei 12,3 cm von links in der technischen Zeichnung . Zurück zu FIG 3 bedeutet dies für das Beispiel der lokalen Inputreferenz und den in FIG 3 gezeigten Mustersuchbereich 4 und Ankerpunkt 6 in der Interpretation nach der FIG 4, dass für den dort gezeigten Ankerpunkt 6 eine waagerechte Linie 8, die eine Normale an einem offenen Endpunkt einer offenen Li- nie oll...ol7 bildet, eine senkrechte Linie 8 kreuzen muss, die eine Verlängerung des offenen Endpunkts nach oben/unten darstellt. Wird eine solche Kreuzung gefunden, wird ein An¬ kerpunkt 6 mit entsprechendem Mustersuchbereich 4 des Ontolo- gie-Begriffs „lokale Inputreferenz" gesetzt. Andere Ontolo- gie-Begriffe können andere Kreuzungsdefinitionen enthalten, auch können für den Ontologie-Begriff „lokale Inputreferenz" noch weitere Kreuzungsdefinitionen hinterlegt sein, mit entsprechendem Ankerpunkt 6 und zugeordnetem Mustersuchbereich 4.
Der weitere Ablauf des Verfahrens 1 ist in FIG 5 dargestellt. Zunächst werden alle Linienmuster in die technische Zeichnung 2 eingefügt, die in der Ontologie zur technischen Zeichnung 2 definiert sind, d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel Normale und Verlängerungen an Konnektorenden, die definierten Linien 8 fester Position etc.
Sodann werden aus den entstandenen Linienkreuzungen beispielhaft für den genannten Ontologie-Begriff „lokale Inputrefe- renz" diejenigen Linienkreuzungen ermittelt, die der dort hinterlegten Definition entsprechen, d. h. (siehe FIG 3) eine waagerechte Linie 8, die eine Normale an einem offenen End¬ punkt einer offenen Linie oll...ol7 bildet, die eine senkrechte Linie 8 kreuzt, die eine Verlängerung des offenen End- punkts nach oben/unten darstellt.
Alle gefundenen Kreuzungen werden dann mit einem entsprechenden Ankerpunkt 6 des Ontologie-Begriffes „lokale Inputrefe- renz" versehen, der somit auch direkt einen Mustersuchbereich 4 für jeden Ankerpunkt 6 definiert. Die für den Ausschnitt der technischen Zeichnung 2 des Ausführungsbeispiels gefunde¬ nen drei Ankerpunkte 6 mit Mustersuchbereichen 4 an den offe- nen Linien ol5...ol7 sind in FIG 6 gezeigt, zwei im oberen Bereich und eine im unteren Bereich.
Im Folgenden, gezeigt in FIG 7, werden die Mustersuchbereiche 4 nun anhand bereits erkannter Symbole sl...s5 in der Zeich- nung und auch bereits erkannter Referenzen eingeschränkt, da diese bereits durch die Erfassung bekannt sind. So fällt der Mustersuchbereich 4 im unteren, durch ein Oval dargestellten Bereich 14 vollkommen weg, da er fast vollständig vom Symbol s2 und der daran anschließenden offenen Linie ol4 überdeckt wird.
Der Mustersuchbereich 4 im oberen, ebenfalls durch ein Oval dargestellten Bereich 16 wird anhand des Symbols s3 einge¬ schränkt, d. h. der durch das Symbol s3 eingenommene Teil der technischen Zeichnung 2 wird aus dem Mustersuchbereich 4 ausgenommen. Dies ist in der links angeordneten, vergrößerten Darstellung des Mustersuchbereichs 4 gezeigt.
Nachdem auf diese Weise die Mustersuchbereiche 4 zu den je- weiligen offenen Endpunkten der offenen Linien ol6 und ol7 definiert sind, werden hier die Referenzen mittels Texterkennung gesucht, die erkennbar als „V0/B02" und „VBHE/B02" zu identifizieren sind. Für die bereits beschriebene Zuordnung muss die Semantik dieser Referenzen im Verfahren 1 bekannt sein. Dies geschieht für die im Ausführungsbeispiel textuell dargestellten Referenzen durch Definition von Referenzmustern, d. h. Musterdefinitionen, die im Folgenden beschrieben wird . Über eine Auszeichnungssprache (im vorliegenden Beispiel
XML) , werden Eigenschaften für Teile der definierten Referenzmuster angegeben werden und unter dem jeweiligen Ontolo- gie-Begriff hinterlegt. Die Definition einer Eigenschaft ist dabei wie folgt aufgebaut:
<p property="xyz ">Regulärer Ausdruck</p>
Das Referenzmuster in einem Mustersuchbereich 4 kann dabei aus mehreren Abschnitten bestehen, für die jeweils unterschiedliche Eigenschaften definiert werden, bzw. es können Eigenschaftsgruppen definiert werden. Darüber können dann komplexe baumartige Strukturen für Muster aufgebaut werden.
Das folgende Beispiel gehört zum Ankerpunkt für die beschrie¬ bene lokale Inputreferenz und verdeutlicht die Mächtigkeit des Verfahrens: <p compulsory="true" name="signal_in" con- nect_to="signal_out ">
[A-Z0-9+-] {1 ,10}
</p>
<group n="*">
<p name="slash ">
[/]
</p>
<p name="page" type="page">
[A-ZO-9] {1,5}
</p>
</group>
Zunächst wird im Beispiel oben ein Referenzmuster für den Signalnamen definiert. Dieser wird unter dem frei wählbaren Namen „signal_in" im System gespeichert. Gemäß des angegebe¬ nen regulären Ausdrucks darf der Name aus Großbuchstaben und Zahlen bzw. den Zeichen „+" und „-„ bestehen. Nach dem Signalnamen folgt eine Gruppe die aus dem Zeichen „/" und einem Bezeichner für die Seitenangabe besteht.
Für das Vorkommen der Gruppe können verschiedene Quantifizie¬ rer für reguläre Ausdrücke gewählt werden (n="*" bedeutet, dass die Gruppe beliebig oft, auch gar nicht, vorkommen kann) .
Das Referenzmuster würde z. B. mit der Zeichenfolge
XS09/3A/5/6 zusammenpassen und dabei XS09 als Signalnamen und 3A, 5 und 6 als Seitennamen selektieren. Dass es sich bei XS09 um das Element handelt, mit dem eine Verbindung auf eine andere Seite hergestellt wird, wird durch die Anwesenheit der Eigenschaft „connect_to" zum Ausdruck gebracht. Das heißt, das Verfahren 1 versucht auf der Gegenseite ein Element mit dem Namen „signal_out" zu finden und vergleicht dann die er¬ kannten Instanzen.
Sind diese identisch (d. h. übereinstimmender Text oder glei- ches Bild) , so wird die Referenz durch eine Verbindung ersetzt. Durch die Eigenschaft type="page" wird dem System mit¬ geteilt, dass das Muster für die Gegenseite der Referenz auf einer Seite mit dem gefundenen Namen zu finden ist (d. h. im Beispiel auf den Seiten 3A, 5 und 6) . Wird diese nicht gefun- den, so kann ein entsprechender Hinweis an den Benutzer ausgegeben werden. Fehlt diese Angabe, so muss das System alle anderen Seiten durchsuchen, um die Gegenstelle für die Referenz zu finden. Für den Signalnamen wurde oben noch die Eigenschaft compulso- ry="true" angegeben. Dies bedeutet, dass die gesamte Instanz ungültig ist, sofern für die Instanz kein Signalnamen gefunden wird. Umgekehrt stört es nicht, wenn kein Seitenname ge¬ funden wurde. In dem Fall müssen dann, wie oben erwähnt, alle anderen Seiten durchsucht werden.
Die Musterdefinition oben wurde für den Text in einem einzelnen Mustersuchbereich 4 von einem Ankerpunkt 6 definiert. Ebenso wäre es möglich gewesen, das Muster auf mehrere Berei- che von einem oder mehreren Ankerpunkten 6 anzugeben. Definiert man z. B. einen eigenen Ankerpunkt 4 für den Signalnamen und einen weiteren für den Seitennamen, so können diese völlig unabhängig voneinander auf der Seite vorkommen und werden trotzdem flexibel zusammengeführt.
Auf die beschriebene Weise ermöglicht das Verfahren eine fle xible automatisierte Erkennung von Referenzen in technischen Zeichnungen 2 und somit eine automatisierte Verbindung ihrer digitalen Abbilder.
Bezugs zeichenliste
1 Verfahren
2 technische Zeichnung 4 Mustersuchbereich
6 Ankerpunkt
8 Linie
10 Magnetsymbol
12 Punkt
14, 16 Bereich a) , b) , c) ,
d), e) Schritt
11, 12, 13,
14, 15 Linie
oll, ol2,
ol3, ol4,
015, ol6,
ol7 offene Linie
sl, s2, s3,
s4, s5 Symbol

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (1) zur automatisierten Erstellung eines zwei technische Zeichnungen (2) mit Symbolen (sl...s5) und die Symbole (sl...s5) verbindenden Linien (11...5) charakterisie¬ renden Datensatzes aus den technischen Zeichnungen (2), umfassend die in einem Computersystem durchgeführten Verfahrensschritte :
a) Scannen der technischen Zeichnungen (2), und
b) Identifizieren eines Symbols (sl...s5) in der ersten technischen Zeichnung (2) und Hinterlegen eines das Symbol
(sl...s5) repräsentierenden Knotens im Datensatz,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
c) Identifizieren einer von dem Symbol (sl...s5) ausgehenden, offenen Linie (oll...ol7) in der ersten technischen Zeichnung
(2), wobei dem offenen Endpunkt der offenen Linie (oll...ol7) ein erster Konnektor zugeordnet und im Datensatz hinterlegt wird,
d) Identifizieren eines den offenen Endpunkt charakterisie- renden Musters in einem definierten Mustersuchbereich (4) und
Zuordnen des Musters zum ersten Konnektor, und
e) Zuordnen des ersten Konnektors zu einem zweiten Konnektor der zweiten technischen Zeichnung (2) anhand der für den ersten Konnektor und den zweiten Konnektor zugeordneten Muster.
2. Verfahren (1) nach Anspruch 1, bei dem im Datensatz (4) die Zuordnung des ersten zum zweiten Konnektor durch die Hinterlegung einer Verbindung ersetzt wird, wobei die Verbindung zwischen dem Symbol (sl...s5) und demjenigen Symbol (sl...s5) aus der zweiten technischen Zeichnung (2) besteht, von dem aus die offene Linie (oll...ol7) mit dem offenen Endpunkt ausgeht, der dem zweiten Konnektor zugeordnet ist.
3. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Ontologie-Daten bereitgestellt werden, die eine Mehrzahl von Ontologie-Begriffen mit jeweils zugeordneten Eigenschaftsdaten umfassen, und wobei einer der Ontologie-Begriffe dem Konnektor zugeordnet wird.
4. Verfahren (1) nach Anspruch 3, bei dem die Eigenschaftsdaten eine Anzahl von Ankerpunkten (6) mit jeweils zugeordne¬ ten Ankerlokalisierungsdaten enthalten, die eine Lokalisierung des jeweiligen Ankerpunkts (6) im Verhältnis zum offenen Endpunkt der offenen Linie (oll...ol7) in der technischen Zeichnung (2) enthalten.
5. Verfahren (1) nach Anspruch 4, bei dem die Ankerlokalisierungsdaten Definitionen für eine senkrechte und eine waa- gerechte Linie (8) enthalten, an deren Schnittpunkt der An¬ kerpunkt (6) lokalisiert wird, wobei die Definitionen aus den folgenden Möglichkeiten ausgewählt werden:
- eine Linie (8) an fester Position,
- die nächstgelegene Linie (8) im Verhältnis zum offenen End- punkt,
- die Normale am offenen Endpunkt der offenen Linie
(oll ... ol7 ) , und
- die Verlängerung der offenen Linie (oll...ol7).
6. Verfahren (1) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Eigenschaftsdaten eine Anzahl der Mustersuchbereiche (4) mit je¬ weils zugeordneten Musterlokalisierungsdaten enthalten, die eine Lokalisierung des jeweiligen Mustersuchbereichs (4) im Verhältnis zum jeweiligen Ankerpunkt (6) enthalten.
7. Verfahren (1) nach Anspruch 3 und 6, bei dem die Eigenschaftsdaten Musterdefinitionen für im jeweiligen Mustersuchbereich (4) zu suchende Muster enthalten.
8. Verfahren (1) nach Anspruch 6, bei dem der jeweilige Mustersuchbereich (4) anhand bereits zuvor erkannter Muster eingeschränkt wird.
9. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend das Identifizieren aller Symbole (sl...s5) in der technischen Zeichnung (2) und Hinterlegen jeweils eines das Symbol (sl...s5) repräsentierenden Knotens im Daten¬ satz, und das Identifizieren von jeweils mindestens zwei Symbole
(sl...s5) verbindenden Linien (11...15) in der technischen Zeichnung (2) und Hinterlegen von die jeweilige Linie
(11...15) repräsentierenden Verbindungen im Datensatz, wobei jeder Verbindung mindestens zwei Endpunkte zugeordnet werden und jedem Endpunkt einer der Knoten zugeordnet wird, die die durch die jeweilige Linie (11...15) verbundenen Symbole
(sl...s5) repräsentieren.
10. Verfahren (1) nach zumindest Anspruch 6 und 9, bei dem der jeweilige Mustersuchbereich (4) anhand bereits zuvor erkannter Symbole (sl...s5) und/oder Linien (11...15) einge¬ schränkt wird.
11. Verfahren (1) nach zumindest Anspruch 3, bei dem die Eigenschaftsdaten eine Information umfassen, die bestimmen, welcher Ontologie-Begriff dem zweiten Konnektor zugeordnet sein muss, damit eine Zuordnung des ersten zum zweiten
Konnektor erlaubt ist.
12. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Spei¬ cher eines Computers geladen werden kann und Softwarecode¬ abschnitte umfasst, mit denen das Verfahren (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird, wenn das Com- puterprogrammprodukt auf dem Computer läuft.
13. Computersystem, umfassend einen Scanner sowie einen internen Speicher, in den das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12 geladen ist.
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