：本發(fā)明屬于鐵路工程設(shè)計(jì)，具體是一種高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的信息數(shù)據(jù)化及自動(dòng)校核方法。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、在高鐵建設(shè)領(lǐng)域，橋墩的鋼筋設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確解讀和對(duì)圖紙中鋼筋數(shù)量的精確校核對(duì)于確保高鐵橋梁的施工質(zhì)量和安全至關(guān)重要。傳統(tǒng)上，我國(guó)高鐵建設(shè)領(lǐng)域中對(duì)于橋墩鋼筋圖紙識(shí)別和校核主要依靠人工進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且識(shí)別效率、校核結(jié)果的準(zhǔn)確性等都不高。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、人工智能等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)都在進(jìn)行智能化的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。因此，開發(fā)一種智能化、自動(dòng)化、高效且可靠的高鐵橋墩鋼筋圖紙智能識(shí)別和自動(dòng)校核方法變得尤為迫切。

2、目前針對(duì)鋼筋圖紙識(shí)別的方法大多針對(duì)于一般的建筑結(jié)構(gòu)而言，高鐵橋墩的鋼筋設(shè)計(jì)圖紙相較于一般建筑結(jié)構(gòu)而言，存在鋼筋數(shù)量眾多、鋼筋復(fù)雜、鋼筋特殊布設(shè)形式多樣、鋼筋三維整體布設(shè)難度高等問題，因此一般建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋圖紙識(shí)別方法難以運(yùn)用到高鐵橋墩鋼筋的設(shè)計(jì)圖紙中，存在無(wú)法識(shí)別、準(zhǔn)確率低等問題；同時(shí)在對(duì)高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的校核時(shí)需要考慮到鋼筋結(jié)構(gòu)三視圖中相同鋼筋編號(hào)不同的標(biāo)注形式，因此需要對(duì)于高鐵橋梁建設(shè)尤其是橋墩鋼筋進(jìn)行進(jìn)一步的專門化深入研究。

3、同時(shí)，現(xiàn)階段的圖紙識(shí)別方法大多數(shù)都是基于某一類型的鋼筋圖紙或者是基于圖像識(shí)別技術(shù)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征提取，同時(shí)缺少針對(duì)于圖紙鋼筋標(biāo)注數(shù)量的校核。如中國(guó)專利cn202210218909.9公開一種鋼筋網(wǎng)片的智能識(shí)別及提取方法，該方法主要是針對(duì)鋼筋網(wǎng)片這一類型的鋼筋圖紙，只能圍繞鋼筋網(wǎng)片單一類型進(jìn)行智能識(shí)別和提取，不能進(jìn)一步推廣至其他類型的鋼筋圖紙，對(duì)鋼筋類型較多的情況不適用。

4、因此，需要針對(duì)高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙?zhí)岢鲆环N能針對(duì)于其特點(diǎn)有效解決現(xiàn)有問題、通用性更好、識(shí)別準(zhǔn)確性更高的信息數(shù)據(jù)化及自動(dòng)校核方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬提解決的問題是，提供一種高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的信息數(shù)據(jù)化及自動(dòng)校核方法，該方法利用高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)三視圖數(shù)字cad圖紙的dxf文件進(jìn)行高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙信息提取，并基于三視圖數(shù)字圖紙的特征對(duì)圖紙鋼筋標(biāo)注數(shù)目和鋼筋數(shù)量進(jìn)行校核。

2、本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的信息數(shù)據(jù)化及自動(dòng)校核方法，所述信息數(shù)據(jù)化及自動(dòng)校核方法包括以下步驟：

4、步驟1，獲取高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的dxf文件，通過依次檢索的方式從cad圖紙的dxf文件的ascii代碼開頭依次檢索到結(jié)尾，當(dāng)識(shí)別到含有鋼筋標(biāo)注所在圖層信息的實(shí)體段的組代碼值及其所含信息時(shí)，從開頭的組代碼值所在的行開始提取實(shí)體信息，直至當(dāng)識(shí)別到實(shí)體段結(jié)尾處的組代碼值和其所包含的信息時(shí)提取其所在的行后停止，獲得只包含有指定的鋼筋標(biāo)注圖層的實(shí)體段信息的文本；

5、步驟2，在步驟1提取到的包含有指定的鋼筋標(biāo)注圖層的實(shí)體段信息的文本中，包含有實(shí)體幾何信息和文本信息；

6、針對(duì)于文本信息，按照從頭至尾的順序依次檢索每一行實(shí)體段信息，當(dāng)檢索到某行為組碼acdbtext時(shí)，提取其所在行的后面10行信息，得到某單行文本的插入點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)和文本高度、文本內(nèi)容；當(dāng)檢索到某行為組碼acdbmtext時(shí)，提取其所在行的后面8行信息和第一行組代碼值為1所在組的信息，得到某多行文本的插入點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)和文本高度、文本內(nèi)容；提取出全部的文本信息，再刪去全部的插入點(diǎn)z坐標(biāo)和文本高度，將全部的文本信息經(jīng)過分類和整理最終生成n×3的總文本矩陣；其中n為總文本矩陣行數(shù)，表示全部文本的數(shù)量；3為矩陣的列數(shù)，依次表示在計(jì)算機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)空間內(nèi)的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)、文本內(nèi)容；

7、針對(duì)于實(shí)體幾何信息，鋼筋標(biāo)注和鋼筋數(shù)量表中均由橫線、豎線、斜線和圓弧線組成，

8、對(duì)于包括橫線、豎線、斜線在內(nèi)的直線，按照從頭至尾的順序依次檢索每一行實(shí)體段信息，當(dāng)檢索到某行為組碼acdbline時(shí)，提取其所在行后12行的信息，從而得到某條直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)；提取出所有的直線幾何信息，之后刪去其中的起點(diǎn)和終點(diǎn)z坐標(biāo)，并將剩余的直線幾何信息整理生成原始直線幾何矩陣；依次檢索原始直線幾何矩陣，將其中起點(diǎn)和終點(diǎn)的x、y坐標(biāo)在誤差范圍內(nèi)完全相同的行進(jìn)行合并，重新整理為m×4的總直線幾何矩陣；其中m為總直線幾何矩陣的行數(shù)，表示所有直線的數(shù)量；4為總直線幾何矩陣的列數(shù)，依次表示在計(jì)算機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)空間內(nèi)的起點(diǎn)x坐標(biāo)、起點(diǎn)y坐標(biāo)、終點(diǎn)x坐標(biāo)、終點(diǎn)y坐標(biāo)；

9、對(duì)于圓弧線按照從頭至尾的順序依次檢索每一行實(shí)體段信息，當(dāng)檢索到某行為組碼acdbcircle時(shí)，提取其所在行后14行的信息，從而得到某條圓弧線在計(jì)算機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)空間內(nèi)的圓心點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)，圓的半徑、起始角度和終止角度；提取出所有的圓弧線幾何信息，之后將刪除圓心z坐標(biāo)和表示圓弧實(shí)體的信息，并將剩余的圓弧線幾何信息整理生成原始圓弧線幾何矩陣；依次檢索原始圓弧線幾何矩陣，將其中圓心點(diǎn)的x、y坐標(biāo)，圓的半徑、起始角度和終止角度完全相同的行進(jìn)行合并，重新整理為k×5的總圓弧線幾何矩陣；其中k為總圓弧線幾何矩陣的行數(shù)，表示所有圓弧線的數(shù)量；5為總圓弧線幾何矩陣的列數(shù)，依次表示圓心x坐標(biāo)、圓心y坐標(biāo)、半徑、起始角度、終止角度；

10、步驟3，對(duì)于總直線幾何矩陣進(jìn)行依次檢索，識(shí)別并提取出其中每行的起點(diǎn)x坐標(biāo)、終點(diǎn)x坐標(biāo)在誤差范圍(坐標(biāo)差值小于0.05)內(nèi)相等的行，將這些行組成新的o×4的豎線矩陣ver1；識(shí)別并提取出其中每行的起點(diǎn)y坐標(biāo)、終點(diǎn)y坐標(biāo)在誤差范圍(坐標(biāo)差值小于0.05)內(nèi)相等的行，將這些行組成新的p×4的橫線矩陣hor1；其他起終點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值不相等的組成新的q×4的斜線矩陣obl；其中o、p、q均小于等于m；

11、步驟4，對(duì)于總圓弧線幾何矩陣進(jìn)行依次檢索，識(shí)別并計(jì)算出每行圓弧線的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的坐標(biāo)值，將這些組成一個(gè)新的k×7的圓弧線坐標(biāo)矩陣arc1，其中7為圓弧線坐標(biāo)矩陣arc1的列數(shù)，依次表示在計(jì)算機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)空間內(nèi)的圓心x坐標(biāo)、圓心y坐標(biāo)、半徑、起始點(diǎn)x坐標(biāo)、起始點(diǎn)y坐標(biāo)、終止點(diǎn)x坐標(biāo)、終止點(diǎn)y坐標(biāo)；

12、步驟5，從總文本矩陣中檢索“鋼筋數(shù)量表”和基礎(chǔ)信息的對(duì)應(yīng)文字，并提取其所在行的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)，所述基礎(chǔ)信息包括鋼筋編號(hào)、直徑、單根長(zhǎng)、根數(shù)、單位重、總重，每種基礎(chǔ)信息中對(duì)應(yīng)相應(yīng)的基礎(chǔ)內(nèi)容；然后分別以基礎(chǔ)信息所在行的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)為基準(zhǔn)，從總文本矩陣中按照y坐標(biāo)依次遞減、x坐標(biāo)在誤差范圍(0.05)內(nèi)相同的原則依次檢索每種基礎(chǔ)信息所在列的基礎(chǔ)內(nèi)容數(shù)據(jù)，從而提取出含有基礎(chǔ)信息和基礎(chǔ)內(nèi)容的鋼筋數(shù)量表；

13、步驟6，從總文本矩陣中刪去所提取的鋼筋數(shù)量表涉及的相應(yīng)行，剩余的文本矩陣生成標(biāo)注文本矩陣；從標(biāo)注文本矩陣中檢索與所提取的鋼筋數(shù)量表中相同的鋼筋編號(hào)信息的對(duì)應(yīng)文本內(nèi)容，并提取該文本內(nèi)容所在行的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)，分別以每個(gè)文本內(nèi)容的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)為基準(zhǔn)，從橫線矩陣hor1檢索與其距離最近的橫線，并提取最近橫線的起終點(diǎn)x、y坐標(biāo)，此時(shí)記錄所有視圖中鋼筋編號(hào)信息的坐標(biāo)信息；

14、步驟7，以最近橫線的起終點(diǎn)x、y坐標(biāo)為基準(zhǔn)，從圓弧線坐標(biāo)矩陣arc1中依次檢索圓弧線的起終點(diǎn)x、y坐標(biāo)，同時(shí)從橫線矩陣hor1中檢索除最近橫線外其他橫線的起終點(diǎn)x、y坐標(biāo)，判斷兩個(gè)矩陣中線的起終點(diǎn)坐標(biāo)與最近橫線的起終點(diǎn)坐標(biāo)是否至少有一個(gè)相同，若都不相同，則該最近橫線即為所需要的標(biāo)注引導(dǎo)線；若存在一個(gè)相同，重復(fù)判斷起終點(diǎn)坐標(biāo)是否至少有一個(gè)相同，直至形成閉合線或者無(wú)其他橫線滿足起終點(diǎn)坐標(biāo)都相同的條件，此時(shí)的閉合線或橫線即為所需要的標(biāo)注引導(dǎo)線；標(biāo)注引導(dǎo)線的確定與鋼筋編號(hào)信息對(duì)應(yīng)，一種標(biāo)注引導(dǎo)線對(duì)應(yīng)一種鋼筋編號(hào)信息，對(duì)應(yīng)一類鋼筋；

15、步驟8，以步驟7中得到的標(biāo)注引導(dǎo)線為基準(zhǔn)，從豎線矩陣ver1和斜線矩陣obl中檢索其中起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)在標(biāo)注引導(dǎo)線上的直線，并統(tǒng)計(jì)該類直線的數(shù)目，該類直線的數(shù)目即為高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙中標(biāo)注的圖紙鋼筋根數(shù)；

16、步驟9，以步驟6中鋼筋編號(hào)信息的坐標(biāo)信息和步驟8中所得到高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙中標(biāo)注的圖紙鋼筋根數(shù)為基準(zhǔn)，從總文本矩陣中依次檢索三視圖標(biāo)注文本內(nèi)容及其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)信息，將鋼筋編號(hào)信息的坐標(biāo)信息與三視圖標(biāo)注文本內(nèi)容的坐標(biāo)信息按照距離最近原則進(jìn)行匹配，從而得到對(duì)應(yīng)三視圖數(shù)字cad圖紙每個(gè)視圖中對(duì)應(yīng)鋼筋編號(hào)的圖紙鋼筋根數(shù)，對(duì)于同一鋼筋編號(hào)的圖紙鋼筋根數(shù)信息其最終值為三視圖中所有對(duì)應(yīng)鋼筋編號(hào)的圖紙鋼筋根數(shù)的最大值，該最終值即為所需要的高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙中對(duì)應(yīng)鋼筋編號(hào)的圖紙鋼筋根數(shù)，而后將對(duì)應(yīng)鋼筋編號(hào)的圖紙鋼筋根數(shù)同步驟5中提取的含有基礎(chǔ)信息和基礎(chǔ)內(nèi)容的鋼筋數(shù)量表的鋼筋編號(hào)所在列的所有鋼筋編號(hào)信息的文本內(nèi)容依次匹配，得到圖紙鋼筋數(shù)量信息；

17、步驟10，在含有基礎(chǔ)信息和基礎(chǔ)內(nèi)容的鋼筋數(shù)量表中新增圖紙鋼筋數(shù)目和校核差值兩列，將步驟9中的圖紙鋼筋數(shù)量信息中的鋼筋編號(hào)信息的文本內(nèi)容與鋼筋數(shù)量表中的鋼筋編號(hào)信息的文本內(nèi)容進(jìn)行匹配，并將對(duì)應(yīng)的圖紙鋼筋根數(shù)填入圖紙鋼筋數(shù)目列；將鋼筋數(shù)量表中同一行的根數(shù)值與圖紙鋼筋根數(shù)值做差，此差值即為鋼筋數(shù)量校核結(jié)果，填入校核差值列。

18、進(jìn)一步地，dxf文件的ascii碼中的實(shí)體段部分，其開頭的組有如下特征，第一行組代碼值為2、第二行具體信息為entities；結(jié)尾的組有如下特征，第一行組代碼值為0、第二行具體信息為endsec；從dxf文件的ascii碼中按照從頭至尾的順序依次檢索，以上述開頭的組和結(jié)尾的組這兩個(gè)特征組為標(biāo)志提取兩個(gè)組所在行及其中間的所有行即為所需要的實(shí)體段信息；實(shí)體段信息中圖層組特征為，第一行組代碼值為8、第二行具體信息為圖層名稱，而每一個(gè)實(shí)體存儲(chǔ)格式為從組代碼值0或2開始。

19、進(jìn)一步地，所述三視圖標(biāo)注文本內(nèi)容根據(jù)橋墩的高度不同具有不同的三視圖信息，每種高度下具有多種不同截面的視圖，具體截面的數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況確定，包括“正面”、“側(cè)面”以及由羅馬數(shù)字標(biāo)注的相應(yīng)截面；所述由羅馬數(shù)字標(biāo)注的相應(yīng)截面包括“ⅰ—ⅰ截面”、“ⅱ—ⅱ截面”“?！＝孛妗被颉阿ぁそ孛妗薄?/p>

20、進(jìn)一步地，在總圓弧線幾何矩陣中依據(jù)其圓心x坐標(biāo)、圓心y坐標(biāo)、半徑、起始角度、終止角度，按照如下公式轉(zhuǎn)換為圓弧線的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的x、y坐標(biāo)：

21、起始點(diǎn)：[x_{起始點(diǎn)}＝x_{圓心}+r×cos(起始角度)][y_{起始點(diǎn)}＝y(tǒng)_{圓心}+r×sin(起始角度)]，

22、終止點(diǎn)：[x_{終止點(diǎn)}＝x_{圓心}+r×cos(終止角度)][y_{終止點(diǎn)}＝y(tǒng)_{圓心}+r×sin(終止角度)]。

23、進(jìn)一步地，所述的距離最近原則即計(jì)算鋼筋編號(hào)信息的坐標(biāo)信息與三視圖標(biāo)注文本內(nèi)容的坐標(biāo)信息的距離d，公式為：距離

24、其中x1、y1為鋼筋編號(hào)信息的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)，x2、y2為三視圖標(biāo)注文本內(nèi)容的插入點(diǎn)x坐標(biāo)、插入點(diǎn)y坐標(biāo)；

25、按照距離d最小將鋼筋編號(hào)信息的坐標(biāo)信息與三視圖標(biāo)注文本內(nèi)容的坐標(biāo)信息進(jìn)行匹配，從而得到對(duì)應(yīng)高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)三視圖中對(duì)應(yīng)鋼筋編號(hào)的圖紙鋼筋根數(shù)。

26、進(jìn)一步地，所述高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙為三視圖數(shù)字cad圖紙，該類圖紙包含高鐵橋墩主墩和邊墩的墩身、橋墩頂帽、支承墊石在內(nèi)的不同的結(jié)構(gòu)類型，同時(shí)包括對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的多角度視圖。

27、第二方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)所述方法的步驟。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

29、1、本發(fā)明方法能夠直接應(yīng)用于高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙當(dāng)中，且能很好地解決一般建筑結(jié)構(gòu)圖紙識(shí)別方法在識(shí)別高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙時(shí)，因?yàn)殇摻顢?shù)量眾多、鋼筋復(fù)雜、鋼筋特殊布設(shè)形式多樣、鋼筋三維整體布設(shè)難度高等原因?qū)е聢D紙無(wú)法識(shí)別、識(shí)別結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

30、2、本發(fā)明方法無(wú)需運(yùn)用到圖像識(shí)別技術(shù)與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而是直接基于高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的dxf文件內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的信息數(shù)字化，從而進(jìn)一步提升了鋼筋設(shè)計(jì)信息的提取效率和識(shí)別精度。

31、3、本發(fā)明方法提取和處理的相關(guān)信息僅包括特定圖層下的實(shí)體段信息，從而大大減少了對(duì)于不相關(guān)數(shù)據(jù)的提取和使用。

32、4、本發(fā)明方法在進(jìn)行高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)數(shù)字圖紙的信息數(shù)字化的基礎(chǔ)上，基于dxf文件，依據(jù)高鐵橋墩鋼筋設(shè)計(jì)的三視圖信息對(duì)檢索到的鋼筋數(shù)量進(jìn)行篩選和匹配，按照?qǐng)D紙鋼筋數(shù)量表對(duì)于圖紙中所標(biāo)示的鋼筋數(shù)量信息進(jìn)行了自動(dòng)化校核，節(jié)省了人工校核這一步驟，進(jìn)一步節(jié)省了人力成本，同時(shí)提升了工作效率、智能化水平和校核準(zhǔn)確度。