基于手绘草图识别的电原理图生成

摘要

近些年来，国内外CAD领域围绕基于手绘方式进行快速、自然、高效的草图识别已经展开了广泛的研究。电气制图中也往往采用CAD技术，以缩短设计周期，节省设计费用，提高设计质量。但大多数CAD系统并不支持手绘的设计方式，也不支持概念设计。手绘草图与印刷体图形不同，随意性很大，不规则性很强，这一点一直是制约手绘识别技术发展的原因。本文以手绘输入电原理图为研究对象，进行手绘草图的在线识别研究，并简单的与CAD系统进行集成，开发手绘在线识别模块，推动CAD系统概念设计的发展。
　　在线元识别的预处理阶段对采样点做去重点、精简、平滑和笔划的分割。再根据直线和圆弧的最小二乘拟合可能性来对线元进行初步识别分类;对一般斜率和特殊斜率的直线线元分别进行最小二乘法的拟合和直线的端点的提取;对同属圆弧的圆和半圆两种线元研究了进一步识别的算法，并进行相应的拟合和端点的提取。
　　图元几何结构特征的描述和提取是图元识别的前提。重点研究了构成图元的线元间的空间几何关系的判定条件与提取算法。运用结构模式识别中的模板匹配法来完成图元的识别。
　　从理论上研究了手绘电原理图的整体识别与规整的原理。根据草图的上下文信息进行图元的约束的添加及规整输出。
　　本文提出的识别算法得到了开发的CAD识别系统的验证。结果证明基于空间几何关系和模式的识别方法比较简单、针对性强、识别准确性高、识别速度快。这些算法对于其他领域的草图识别亦有借鉴意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 计算机辅助概念设计CACD的内涵和发展

1．2 手写识别

1．3 电路CAD技术

1．4 手绘图形识别的研究现状

1．5 主要研究内容和创新之处

1．5．1 课题研究主要内容

1．5．2 特色及创新之处

第2章 数据采集与采样点预处理技术

2．1 数据采集

2．2 采样点预处理技术

2．2．1 精简

2．2．2 平滑

2．2．3 去重点

2．3 笔划分割技术

2．3．1 离散曲率的计算

2．3．2 基于最大距离的角点检测

2．3．3 特征点获取实例

第3章 手绘电原理图的线元识别

3．1 线元的基本概念及其分类

3．1．1 基本概念

3．1．2 线元分类

3．2 线元的拟合方法

3．2．1 直线的拟合

3．2．2 圆的拟合

3．2．3 半圆的拟合

3．3 线元的识别方法

3．3．1 直线拟合的平均误差、最大误差及拟合可能性的计算

3．3．2 圆弧拟合的平均误差、最大误差及拟合可能性的计算

3．3．3 大半径圆弧和直线的拟合判定

3．3．4 圆和半圆的识别方法

3．4 线元整体识别

第4章 手绘电原理图的图元识别

4．1 图元的基本概念及其分类

4．2 图元的结构特征的描述和提取

4．2．1 线元间的空间关系的判断条件

4．2．2 图元的结构特征的提取

4．3 图元的识别

第5章 手绘电原理图的整体识别

5．1 手绘电原理图识别算法

5．2 手绘电原理图识别规整技术

5．2．1 识别规整概念

5．2．2 约束施加和图形输出

第6章 手绘电原理图在线识别系统

6．1 手绘电原理图在线识别系统的设计

6．1．1 识别系统设计原则

6．1．2 面向对象的程序设计结构

6．1．3 数据存储结构

6．2 基于UG／Open的在线识别系统

6．2．1 UG绘图系统及UG／Open

6．2．2 手绘电原理图的UG／Open手绘识别模块的实现

6．3 手绘电原理图在线识别结果及分析

第7章 结论和展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢