专利名称：工程图纸图框精细匹配方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及制图技术领域，尤其涉及一种工程图纸图框精细匹配方法以及一种工程图纸图框精细匹配系统。
背景技术：
现有设计图纸中都需要绘制图框，在部分行业中如图I所示采用图纸侧边或是底边作为图件的标题栏绘制签署标签、图件版本、图纸编号等信息，因而在图框内形成了一个规则的矩形绘图区域。传统的工程图纸图框匹配方法，通过设计图形的最大高度和最大宽度来计算适配图框，可以很好解决上述图框匹配问题。但是，在现有多数行业制图规范中，采用如图2中形式的标准图框，即采用在图框的右下角绘制一专属的标题栏(11)或是会签栏等内容，因而将图纸可用绘图区域切割成非规则的一个凹多边形。上述情况中，如果仍然采用传统的工程图纸图框匹配方法，简单以设计图形的最 大高度和最大宽度来计算适配图框，则如图2中所示，容易导致绘制图形对象(10)与图框中的标题栏(11)发生冲突的情况。当然，如果考虑标题栏所占的空间，将设计图形的最大高度加上标题栏的高度以及设计图形最大宽度加上标题栏的宽度来计算适配图框，仍采用传统的工程图纸图框匹配方法进行绘制，是不会出现上述冲突的情况的，但是，如图3所示情形，设计对象(10)匹配了过大的图框，会造成图纸留白过大以及图纸浪费的情况，而最优图框应为如图4中所示图框。针对以上所述问题，更一般的情况是如图5中所示，在一张图纸上，少者仅有一个视图，多者有几个视图(主视图-20、辅视图-30、辅视图-40)，指北针框(50)，另外还有说明文字区域或是图例区域(60)、图纸会签框(12)以及标题栏(11)等。在此种复杂情况下，采用传统的工程图纸图框匹配方法已经远远不能胜任需求，往往只能采用人工多次手工操作过程进行试配，才能获取较优的图幅匹配结果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种工程图纸图框精细匹配方法及系统，能够自适应匹配相应大小的图纸图幅，不需要人工手动处理。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案一种工程图纸图框精细匹配方法，包括如下步骤遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集；计算设计图形的凸包；根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框；计算各设计图形与图幅边框的内含区域，并根据所述内含区域得到最优布局。本发明还提供一种工程图纸图框精细匹配系统，包括构图要素点集获取模块，用于遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集；
图形凸包计算模块，用于计算设计图形的凸包；初步匹配计算模块，用于根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框；优化匹配计算模块，用于计算各设计图形与图幅边框的内含区域，并根据所述内含区域得到最优布局。由以上方案可以看出，本发明的工程图纸图框精细匹配方法及系统，通过计算内含区域的方式来得到图纸中设计图形的最优布局和选取最适宜图框，实现了在计算机中全程自动绘制，不需要人工对图件后期的手动处理，大大减少了对人工后期的处理和避免了人工选取图幅的种种问题；而且本发明的工程图纸图框精细匹配方法及系统自动化程度高，得到的图框大小合适，生成的图幅规范、整齐、美观，适用于各行业设计制图中的图框绘制。·
图I为采用右侧条状标题栏的设计图件示意图；图2为图幅的设计图形与标题栏发生冲突的情况示意图；图3为简单采用最大宽度加标题栏宽度得到的图框示意图；图4为一种设计图形的最优适配图框示意图；图5为一张图纸上可能出现的各种构图要素示意图；图6为本发明一种工程图纸图框精细匹配方法的流程示意图；图7为一张工程地质剖面图和其凸包及优选图框示意图；图8为图框与设计图形的Minkowski差运算及内含区域示意图；图9为一张工程地质剖面图和其优选图框的内含区域示意图；图10为最终优选图框和绘制效果示意图；图11为本发明一种工程图纸图框精细匹配系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。如图6所示，一种工程图纸图框精细匹配方法，包括以下步骤步骤SI，遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集。以AutoCAD为例来进行说明在AutoCAD中选择绘制的设计实体图形，如图7中的多边形框中的图形(13)，通过程序遍历获取所有设计图形构图要素点集，如果构图元素为直线，则取直线的起点和终点坐标；如果是文字的话，取文字的四角；如果是曲线的话，记录曲线各节点；如果是填充图案，则取填充图案的角点，并将这些获取的点构成一个点集。步骤S2，计算设计图形的凸包。上一步骤中获取了设计图形构图元素的点集，通过凸包计算可以得到设计图形的边界轮廓点，作为一个较好的实施例，本步骤中可以采用Graham扫描算法来计算得到设计图形的凸包(Convex hull)。在图7中，设计图形(13)的边框即为计算得到的凸包，可以直观地看到图7中所有设计图形构图元素都处于图7中的凸包(也就是边界)以内，以此凸包求取的图框肯定也是设计图形的优选图框。步骤S3，根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框。
规范《电力工程制图标准(DL 5028)》中规定图纸可采用横式幅面或立式幅面。因此在得到设计图形的凸包后，计算凸包的最大高度和最大宽度。如果设计图形的凸包的最大高度大于其最大宽度，则采用立式图幅并采用宽度来选择初步选择相应的图框；反之，采用横式图幅并采用高度来选择相应的图框，如图7所示，所得的设计图形(13)的最大高度为243mm，最大宽度为407mm，因此设计图形(13)的最大宽度值大于最大高度值，因此选择横式图幅。在《电力工程制图标准(DL 5028)》中规定“图幅的短边不应加长，长边可加长幅面。A0、A2和A4的加长量应为幅面AO长边1/8的倍数。幅面Al和A3的加长量应为幅面AO短边1/4的倍数。”由于图框的长边可以加长，因此应采用设计图形的短边来进行图框的初选，而在长边放不下的情况，采用加长图纸的策略进行解决问题。如图7中所示，·因采用横式图幅,应以设计图形的最大高度来初选图框，由规范知道A0-A4标准图框的高度分别为841mm、594mm、420mm、297mm、210mm,而设计图形的最大高度为243mm，因此选择A3图框，作为初步选择图框。步骤S4,计算各设计图形与图幅边框的内含区域(inner-fit region),以此获取各设计图形与图幅图框之间的平面关系，并根据所述内含区域得到最优布局。在初步选择图框后，需要进行图框的另一边的匹配检验，首先以标准图框进行试配，如果两者可以容纳，则程序终止；如果不能容纳，则采用上述规范要求，进行相应的图纸加长，那么如何判定图框能够容纳设计图形？以及如不能容纳，如何计算图框的加长值，确定设计图形与图纸的相对位置关系？作为一个较好的实施例，本发明采用Minkowski差运算及内含区域来精确解决上述问题，即采用Minkowski差运算得到各设计图形与图幅边框的内含区域，具体计算过程如下多边形A和多边形B的Minkowski差运算如下式(I)表示A! 5 = p|Afe(I)
beB多边形A和多边形B的内含区域可以通过下式(2)得到Vab = A ! (-B)(2)图中设计图形为一个凸多边形B，而边框为一个凹多边形A，设CH(A)为图框的凸包，A的凸包减去A部分为A* = CH(A) \A，那么Vab=A! (-B)=flA6 = D(CH(A)\AY
beBbeB=f](Q1(A)h\(A,)h)(3)
beB=f]W^h\\J(Ay
beBbeB=(CH(A)” B)\(A* 十B)图8中填充区域(70)为图框和一个设计图形的内含区域计算结果，可以看到通过计算内含区域可以判别多边形B的质心点位于A区域内什么位置时，两者正好重叠。通过Minkowski差运算得到设计实体图形与图框之间的内含区域后，如果判断得出计算得到的内含区域为0，那么表示为图幅尺寸不能满足图纸的盛放，此时可以增长一个图纸尺寸，重新计算新的内含区域直至内含区域面积大于O。依据规范，采用A0、A2和A4的加长量应为幅面AO长边1/8的倍数；幅面Al和A3的加长量应为幅面AO短边1/4的倍数的方法加大图纸。图7中，采用初选A3图框进行计算内含区域面积为0，然后对长边由现有长度420mm加大为630mm,如图9所示,再次计算得到内含区域面积(70)大于O。设计实体图形的质心点在内含区域的任何位置都可以满足要求图框容纳设计对象的要求，为了满足在对称和美观上的要求，可以将设计实体的凸包多边形(10)的质心点放置在内含区域(70)的质心上，即以所述内含区域的质心作为设计图形的布置中心，从而得到设计图形在图框中的最优布局，最终的绘制结果如图10所示。与上述一种工程图纸图框精细匹配方法相对应的，本发明还提供一种工程图纸图框精细匹配系统，如图11所示，包括构图要素点集获取模块，用于遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集； 图形凸包计算模块，用于计算设计图形的凸包；初步匹配计算模块，用于根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框；优化匹配计算模块，用于计算各设计图形与图幅边框的内含区域，并根据所述内含区域得到最优布局。 优选的，所述优化匹配计算模块可以包括Minkowski差计算模块，用于采用Minkowski差运算得到各设计图形与图幅边框的内含区域。优选的，所述优化匹配计算模块还可以包括判断与重新计算模块，用于当判断得出所述计算得出的内含区域面积为0时，则增长一个图纸尺寸，并重新计算新的内含区域直至内含区域面积大于O。优选的，所述优化匹配计算模块还可以包括质心获取模块，用于获取所述内含区域的质心，并以该质心作为设计图形的布置中心，从而得到设计图形在图框中的最优布局。优选的,所述图形凸包计算模块可以包括Graham扫描计算模块,用于采用Graham扫描算法计算设计图形的凸包。本发明的一种工程图纸图框精细匹配系统中的其它技术特征与上述一种工程图纸图框精细匹配方法相同，此处不予赘述。通过以上方案可以看出，本发明的工程图纸图框精细匹配方法及系统，通过计算内含区域的方式来得到图纸中设计图形的最优布局和选取最适宜图框，实现了在计算机中全程自动绘制，不需要人工对图件后期的手动处理，大大减少了对人工后期的处理和避免了人工选取图幅的种种问题；而且本发明的工程图纸图框精细匹配方法及系统自动化程度高，得到的图框大小合适，生成的图幅规范、整齐、美观，适用于各行业设计制图中的图框绘制。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种工程图纸图框精细匹配方法，其特征在于，包括以下步骤 遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集； 计算设计图形的凸包； 根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框； 计算各设计图形与图幅边框的内含区域，并根据所述内含区域得到最优布局。
2.根据权利要求I所述的工程图纸图框精细匹配方法，其特征在于，所述计算各设计图形与图幅边框的内含区域的过程具体为采用Minkowski差运算得到各设计图形与图幅边框的内含区域。
3.根据权利要求2所述的工程图纸图框精细匹配方法，其特征在于，若所述计算得出的内含区域面积为0，则增长一个图纸尺寸，重新计算新的内含区域直至内含区域面积大于O0
4.根据权利要求I或2或3所述的工程图纸图框精细匹配方法，其特征在于，所述根据所述内含区域得到最优布局的过程具体为以所述内含区域的质心作为设计图形的布置中心，从而得到设计图形在图框中的最优布局。
5.根据权利要求I或2或3所述的工程图纸图框精细匹配方法，其特征在于，所述计算设计图形的凸包的过程具体为采用Graham扫描算法计算设计图形的凸包。
6.一种工程图纸图框精细匹配系统，其特征在于，包括 构图要素点集获取模块，用于遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集； 图形凸包计算模块，用于计算设计图形的凸包； 初步匹配计算模块，用于根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框； 优化匹配计算模块，用于计算各设计图形与图幅边框的内含区域，并根据所述内含区域得到最优布局。
7.根据权利要求6所述的工程图纸图框精细匹配系统，其特征在于，所述优化匹配计算模块包括Minkowski差计算模块，用于采用Minkowski差运算得到各设计图形与图幅边框的内含区域。
8.根据权利要求7所述的工程图纸图框精细匹配系统，其特征在于，所述优化匹配计算模块还包括判断与重新计算模块，用于当判断得出所述计算得出的内含区域面积为0，则增长一个图纸尺寸，并重新计算新的内含区域直至内含区域面积大于O。
9.根据权利要求6或7或8所述的工程图纸图框精细匹配系统，其特征在于，所述优化匹配计算模块包括质心获取模块，用于获取所述内含区域的质心，并以该质心作为设计图形的布置中心，从而得到设计图形在图框中的最优布局。
10.根据权利要求6或7或8所述的工程图纸图框精细匹配系统，其特征在于，所述图形凸包计算模块包括Graham扫描计算模块，用于采用Graham扫描算法计算设计图形的凸包。
全文摘要
本发明提供一种工程图纸图框精细匹配方法及系统，本发明的方法包括如下步骤遍历设计图形的所有边界点，获取构图要素点集；计算设计图形的凸包；根据所述设计图形的凸包边界初步选取适应图框；计算各设计图形与图幅边框的内含区域，并根据所述内含区域得到最优布局。本发明的系统包括构图要素点集获取模块、图形凸包计算模块、初步匹配计算模块以及优化匹配计算模块。本发明的方法及系统实现了在计算机中全程自动绘制，不需要人工对图件后期的手动处理，大大减少了对人工后期的处理和避免了人工选取图幅的种种问题；而且本发明的方法及系统自动化程度高，得到的图框大小合适，生成的图幅规范、整齐、美观，适用于各行业设计制图中的图框绘制。
文档编号G06F17/50GK102760178SQ20121004909
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者何宝石, 张敏, 徐晓斌, 曾强, 汪华安, 王东甫, 程小久, 罗本韬, 赵理政, 马海毅 申请人:广东省电力设计研究院