基于纵横梁的工程图纸识别系统及方法、排模系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建设工程排模技术领域，涉及一种建设工程组合模板的排模系统，尤其涉及一种建设工程组合模板全自动智能整体排模系统，本发明还揭示一种建设工程组合模板全自动智能整体排模方法；同时，本发明进一步涉及整体排模系统中的工程图纸智能识别系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着建设工程施工和管理技术的不断进步，为提升效率、提高质量水平，许多工种都从“工地临时作业”向“工厂化标准作业”发展。建设工程组合模板采用新型材料、工厂标准作业，就是其中一项。
[0003]建设工程组合模板施工，先是要对各个构件进行模板排布，绘制出配模图，再以此进行工厂加工和现场组装生产。
[0004]建设工程组合模板的模板排布，是根据构件模板面的尺寸，结合建筑模板及其组件的标准尺寸，进行排布。
[0005]完全用人工排布，劳动强度大，工作效率低，且调整修改极其困难。
[0006]现有的一些组合模板辅助排模软件系统，通过计算机软件工具辅助排模，输出配模图及模板材料表。在现有的组合模板排模辅助软件中，用户可以将工程的CAD图纸读入软件，然后根据建筑模板的标准尺寸，设置好排模的参数，用鼠标选需要排模的构件，由软件辅助进行排布。软件读取构件需要布置模板的模板面的尺寸，根据建筑模板构件库中的标准尺寸，进行排布，在构件转角位置生成转角连接模板。在排模的过程中，根据建筑模板规范，计算支撑点位置，生成支撑杆件图。
[0007]但是，现有的这些组合模板辅助排模软件系统有如下的缺点:
[0008](1)软件能辅助的构件不完整
[0009]建设工程新型组合模板工厂化标准作业，就是要对主体结构楼层中的各种构件一次性整体浇筑成型，提高施工质量。现有的组合模板辅助排模软件系统，一般针对柱墙或板这样的大面积的排布，对于比如飘窗、阳台、空调板、楼梯等构件不能辅助排模。
[0010](2)单种构件排模，非整体排模
[0011]建筑工程是由柱、墙、梁、板等构件组成的一个整体，这些构件有各种交接关系。现有的组合模板辅助排模软件系统，一般只能排柱墙、板，或只能排柱墙，不能对柱墙梁板整体进行排模。实际上，这些构件的交接处关系复杂，要用各种交接模板来连接，形成整体的模板系统。
[0012](3)人工参与多，智能程度不高，提高效率有限
[0013]计算机软件系统，就是用来提高效率工作，降低人工劳动强度。现有的组合模板辅助排模软件系统在辅助排模的操作过程中，比如要选择确定需要排模的构件，或者要先排好转角位置，再进行大面位置的排等等，这些都需要更多的人工参与，效率很低。
[0014]一般的工程CAD图，会将整个工程各个楼层各个构件的图纸放在一个CAD文件中，而实际做工程是一个楼层接着一个楼层做，所以就需要先确定识别提取所操作的区域范围。现在的CAD识别转换系统，一般要使用图纸分割功能，将图纸按楼层构件分割好，再进行识别提取。但是，这种方法有以下缺点:
[0015](1)这种方法对原始CAD图进行了分割，如果在后续操作中需要编辑CAD图，在分割后的图纸上编辑后就无法还原到分割前的原图，这就对工程CAD图纸造成的损伤。
[0016](2)工作效率低，需要耽误时间对图纸进行整理分割。另外，如果工程设计有变更，重新加载CAD图后，还要重复进行分割的操作。
[0017](3)分割操作时，只能选择矩形区域进行分割，不能用多边形形式进行操作。
[0018](4)分割后，一张CAD图纸可能被分割成几十张小图，每一张小图都要进行保存，大大增加了工程文件的大小，不利于存储。
[0019]另外，现有的工程图纸识别方法无法精确识别横梁、纵梁，并且需要手工进行复杂的操作，无法实现智能化识别。现在的CAD识别提取软件，针对X向梁和Y向梁分别用两张图表达时，一般采用复制粘贴的方法，将两张图叠到一起，然后再开始识别提取。但是，这些软件有如下缺点(以将Y向梁标注复制，粘贴到X向梁图上为例):
[0020](1)如果将Y向梁配筋图上的标注信息和梁线边信息都复制，那么粘贴和X向梁配筋图上后，导致梁边线重叠，容易识别错误。
[0021](2)如果只将Y向梁配筋图上的标注信息进行复制，那么复制操作前，要先将梁边线等图层进行隐藏，这样又增加了操作步骤，降低了效率。
[0022](3)在“复制”、“粘贴”的操作过程中，需要鼠标在屏幕频繁的缩放、移动，效率低。
[0023](4)上述复制、粘贴的操作，损伤了原图。
[0024]此外，现有的组合模板排模软件，只针对一种构件大面积的排模。比如，一道剪力墙，顶部有1根平行的梁，有3根垂直相交的梁，墙中有一根柱。现有的组合模板排模软件仅能针对部分墙面区域(远离平行的梁与垂直相交的梁的区域)进行大面域的排模。现有方案的缺点包括:(1)无法精确找出各构件需要排布模板的面域，进而无法实现整体模排；
(2)不能实现整体排模，不满足新型组合模板推广应用的需要。
[0025]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的建设工程排模方式，以克服现有排模系统的上述缺陷。
【发明内容】
[0026]本发明所要解决的技术问题是:提供一种基于纵横梁的工程图纸智能识别系统，可快速精确地识别出工程图纸中的构件。
[0027]本发明还提供一种基于纵横梁的工程图纸智能识别方法，可快速精确地识别出工程图纸中的构件。
[0028]同时，本发明提供一种建设工程组合模板排模系统，可以实现全自动智能整体排模，可大幅提高排模效率及准确度。
[0029]此外，本发明还提供一种建设工程组合模板排模方法，可以实现全自动智能整体排模，可大幅提高排模效率及准确度。
[0030]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0031]一种工程图纸智能识别系统，所述识别系统将工程图纸智能识别提取为三维建筑模型；
[0032]所述识别系统包括梁构件识别提取单元，用以在加载完工程图纸后，通过识别工程图纸图元的图层信息，将“梁”所在图层的图元所构成的平面形状，再结合工程图纸所标注的梁的尺寸数据，智能识别为“梁”构件；结合识别工程图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型。
[0033]一种工程图纸智能识别方法，所述识别方法将工程图纸智能识别提取为三维建筑模型；
[0034]所述识别方法包括梁构件识别提取步骤，在加载完工程图纸后，通过识别工程图纸图元的图层信息，将“梁”所在图层的图元所构成的平面形状，再结合工程图纸所标注的梁的尺寸数据，智能识别为“梁”构件；结合识别工程图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型。
[0035]一种建设工程组合模板排模系统，所述排模系统包括:智能识别提取模块、全自动智能排模模块；
[0036]智能识别提取模块用以智能分析建设工程图纸线条间的相互位置关系和文字标注，将线条转化为实体构件，从而生成三维建筑模型；所述识别系统包括梁构件识别提取单元，用以在加载完工程图纸后，通过识别工程图纸图元的图层信息，将“梁”所在图层的图元所构成的平面形状，再结合工程图纸所标注的梁的尺寸数据，智能识别为“梁”构件；结合识别工程图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型；
[0037]全自动智能排模模块用以进行智能排模；根据智能识别提取模块生成的三维建筑模型采用3D空心布尔算法生成空心模板面，再根据模板面之间的相互关系及设定参数生成角模板及平面模板，再根据技术规范生成安全的支撑体系及对拉体系；所述全自动智能排模模块包括:模板面生成单元、模板组件生成单元；模板面生成单元用以根据智能识别提取模块生成的三维建筑模型采用3D空心布尔算法生成空心模板面，再根据模板面之间的相互关系及设定参数生成角模板及平面模板；模板组件生成单元用以计算分析出各种构件需要支设模板的面域，然后在这些面域上进行整体排模。
[0038]一种建设工程组合模板排模方法，所述排模方法包括:智能识别提取步骤、全自动智能排模步骤；
[0039]智能识别提取步骤中，智能分析建设工程图纸线条间的相互位置关系和文字标注，将线条转化为实体构件，从而生成三维建筑模型；
[0040]智能识别提取步骤包括梁构件识别提取步骤，在加载完工程图纸后，通过识别工程图纸图元的图层信息，将“梁”所在图层的图元所构成的平面形状，再结合工程图纸所标注的梁的尺寸数据，智能识别为“梁”构件；结合识别工程图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型；
[0041]全自动智能排模步骤中，进行智能排模；根据智能识别提取模块生成的三维建筑模型采用3D空心布尔算法生成空心模板面，再根据模板面之间的相互关系及设定参数生成角模板及平面模板，再根据技术规范生成安全的支撑体系及对拉体系；所述全自动智能排模步骤包括:
[0042]-模板面生成步骤，根据智能识别提取模块生成的三维建筑模型采用3D空心布尔算法生成空心模板面，再根据模板面之间的相互关系及设定参数生成角模板及平面模板；
[0043]-模板组件生成步骤，计算分析出各种构件需要支设模板的面域，然后在这些面域上进行整体排模。
[0044]本发明的有益效果在于:本发明提出的工程图纸智能识别系统及方法，可精确迅速地识别出工程图纸的各个构件。
[0045]本发明提出的建设工程组合模板排模系统及方法，可大幅提高排模效率及准确度。本发明实现了整体排模，大幅度提高了工作效率。相对传统手工排模，本发明可提高工作效率百倍。
[0046]建设工程新型组合模板的重大意义之一在于推行“一次结构成型”，就是一个楼层中除柱墙梁板外，包括楼梯、飘窗板、空调板在内的所有构件，一次性浇筑。本发明采用的全自动智能整体排模，有助于推行新型组合模板的使用，有助推动行业的进步发展。
【附图说明】
[0047]图1为本发明全自动智能整体排模系统的组成示意图。
[0048]图2为本发明全自动智能整体排模方法的流程图。
[0049]图3为本发明排模系统的组成示意图。
[0050]图4为利用本发明排模系统排模的效果图。
【具体实施方式】
[0051 ] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0052]实施例一
[0053]请参阅图1、图3，本发明揭示了一种建设工程组合模板全自动智能整体排模系统，所述排模系统包括:CAD图纸处理模块1、CAD智能识别提取模块2、补充绘图编辑模块
3、全自动智能排模模块4、检查及编辑模块5、计算输出模块6。以下分别介绍各个模块。
[0054]【CAD图纸处理模块】
[0055]CAD图纸处理模块用以对CAD图纸进行处理。CAD图纸处理模块包括:CAD图纸加载单元、识别工作区设置单元、CAD图纸编辑单元、CAD图纸存储单元。
[0056]CAD图纸加载单元用以加载工程CAD图纸至排模系统中，识别提取图纸上的构件的定位信息和尺寸信息，并形成建筑三维实体模型；加载到排模系统中的CAD图纸，能展现其底层数据信息，包括图层信息、定位信息；在后续的识别提取时，针对图纸上的图元的数据信息进行识别和提取，以形成构件数据。
[0057]识别工作区设置单元用以通过输入单元选取所述CAD图纸加载单元识别提取出的CAD图纸中的设定区域，作为识别工作区，后续CAD智能识别提取模块识别提取的动作均针对识别工作区内的图形。
[0058]CAD图纸编辑单元用以对CAD图纸进行编辑，包括图形编辑、文字编辑、图块分解、图纸比例修改、命令语句编辑。
[0059]CAD图纸存储单元用以以AUTOCAD的数据格式对经过编辑的图纸进行存储。
[0060]所述识别工作区设置单元包括:工作区范围选择子单元、工作区范围标示子单元、图形过滤子单元。
[0061]所述工作区范围选择子单元用以获取选择的识别工作区的范围(可以选择两个以上的识别工作区，针对两个以上的识别工作区，还可以以设置主工作区、副工作区自由切换），通过选择矩形工作区模式或多边形工作区模式确定识别工作区的范围；在矩形工作区模式下，用鼠标点击屏幕图形区的第一点，然后选取第二点；用这两个点作为矩形的两个对角点来形成矩形的识别工作区；如果识别工作区过大，超过屏幕图形区的显示范围，通过使用中键移屏，或用鼠标滚轮缩放图形区，用这两种方式把第二点显示到图形区，然后再选取；在多边形工作区模式下，用鼠标选取多边形的第一个顶点，然后选取第二个顶点，依次选取完多边形的所有顶点；用这些多边形顶点形成一个多边形的识别工作区；如果有顶点没有显示在屏幕图形区内，可以通过使用中键移屏，或用鼠标滚轮缩放图形区，把顶点显示到屏幕图形区内，再选择。
[0062]所述工作区范围标示子单元在识别工作区建立后，在屏幕上用蚂蚁线醒目标示工作区的范围。
[0063]所述图形过滤子单元用以在后续的相关识别命令操作中，选取图形时，用工作区过滤选择的图形，只选择在识别工作区内的图形，保证只识别工作区内的图形；过滤包括如下步骤：将所有图形转换为折线段，主要针对弧线，从圆心按设置的角度分段形成折线段；通过判断直线段的顶点是否在识别工作区内以确定该图元是否在识别工作区的范围内；如果线段2个顶点都不在识别工作区内，则判断该线段与识别工作区是否有交点，如果有交点，也确定该图元在识别工作区的范围内。
[0064]通过设置工作区，使得本发明系统具有如下特点：（1)无损识别。应用这种发明，加载到软件的CAD图纸，不会被分割损伤。配合“CAD图纸存储”模块，还可再反存为CAD格式。（2)不用整理分割图纸，大大提高了工作效率。（3)可以绘制“矩形”和“多边形”工作区范围，更灵活地满足实际工程图纸的需要。（4)本发明还具有“绘制多个工作区”的特征，可以在屏幕上绘制多个工作区，建立多个工作后，用鼠标选择某个工作为主工作区，主工作区用不同区的边框线条进行显示。需要时，识别将副工作区的信息同时识别。
[0065]【CAD智能识别提取模块】
[0066]CAD智能识别提取模块用以智能分析建设工程图纸线条间的相互位置关系和文字标注（如果设置工作区，则智能分析工作区内建设工程图纸线条间的相互位置关系和文字标注)，将线条转化为实体构件，从而生成三维建筑模型。具体地，CAD智能识别提取模块从CAD图中分离出要识别的构件相关的图元信息，从分离出来的图元信息中分析构件的相关信息，并生成构件实体。所述CAD智能识别提取模块包括：柱墙构件识别提取单元、梁构件识别提取单元、纵梁与横梁分散标注识别单元、板构件识别提取单元、构件编辑单元。
[0067]-柱墙构件识别提取单元用以在CAD图纸载入排模系统后，通过识别CAD图元的图层信息，将“柱”和“剪力墙”所在图层的图元所构成的平面形状智能识别为排模系统中的“柱”和“剪力墙”构件；结合识别CAD图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型。
[0068]-梁构件识别提取单元用以将CAD图纸加载进来后，通过识别CAD图元的图层信息，将“梁”所在图层的图元所构成的平面形状，再结合CAD图纸所标注的梁的尺寸数据，智能识别为排模系统中的“梁”构件；结合识别CAD图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型。
[0069]-纵梁与横梁分散标注识别单元用以识别纵梁与横梁的分散标注；将X向梁与Y向梁的分散标注(如用两张图来表示标注)集中起来识别。
[0070]-板构件识别提取单元用以将CAD图纸加载进来后，通过识别CAD图元的图层信息，将“柱”、“墙”、“梁”所在图层的图元所构成的面状区域智能识别为排模系统中的“板”构件；结合识别CAD图纸上的“层高”数据信息，从而进一步生成构件的三维实体模型。
[0071]-构件编辑单元用以对识别提取出的构件进行编辑；包括针对所有构件的公共编辑，包括旋转、复制、移动、镜像、删除，以及针对不同构件的编辑，包括针对梁构件合并、打断、伸缩。
[0072]其中，所述柱墙构件识别提取单元包括墙构件识别提取单元、柱构件识别提取单
J Li ο
[0073]所述墙构件识别提取单元包括:墙边线选取子单元、墙边线图层更改子单元、墙标注选取子单元、墙边线分组子单元、墙构件计算子单元、墙标注获取子单元、墙构件生成子单元。
[0074]-墙边线选取子单元用以按相同图层、相同颜色的快速方式选取墙边线，墙边线包括直线和圆弧；或用普通的选择方式、即通过鼠标在屏幕点选来选择墙边线。
[0075]-墙边线图层更改子单元用以将选取的墙边线的图层更改到预先设置的墙边线图层中。
[0076]-墙标注选取子单元用以按相同图层、相同颜色的快速方式选取墙标注；或用普通的选择方式、即通过鼠标在屏幕点选来选择墙标注；更改其图层到预先设置的墙标注图层中。
[0077]-墙边线分组子单元用以对墙边线图层中的墙边线按平行线分组，相互平行的线段分到同一组中，相同圆心的圆弧认为是平行线。
[0078]-墙构件计算子单元对同一组中的平行线，计算其相互间的距离，如果距离与预先设置的墙宽度