基于拓扑结构的工程图纸识别方法的研究

摘要

工程图纸智能处理技术是图纸再利用思想与AutoCAD技术相结合的典范。在工程领域和研究领域中，图纸智能处理技术都有着广泛的应用。工程图纸智能处理技术融合了图像处理与识别、图像图形转换以及图形理解与构建等多项技术，具有一定的学术和应用价值。 本文在基本图元矢量化的基础上，对二维图形对象的识别进行了深入研究。现阶段，针对工程图纸中二维图形对象的识别方法主要分为两大类：基于统计的识别方法和基于知识的识别方法。通过对以上两种图形对象识别方法的比较与分析，本文提出了一种附属于基于知识的“基于拓扑结构的工程图纸识别方法”。该方法将矢量化处理后得到的基本图元与图元之间的拓扑关系和几何约束信息存储在图的结构中，作为这类图形对象的知识表征。在对工程图纸进行识别时，就可以利用图结构中存储的图形对象知识表征进行比较与识别。基于拓扑结构的工程图纸识别方法主要分为两个阶段：一、构建图像样本的知识表征库；二、基于知识表征库的图形对象匹配识别。 在构建图像样本知识表征库的过程中，通常要获取图形对象的矢量信息，这些矢量信息包括组成图形对象的基本图元(线段、弧和圆等)。根据这些矢量信息进行知识获取，包括基本矢量图元间的拓扑信息和几何约束信息。然后将获取的知识映射为一个能够表达这类图形对象的模型存放在数据库中，为后续二维图形对象的匹配识别做准备。 基于知识表征库的图形对象匹配识别，实质上是从图形对象整体的角度去匹配已构建好的知识库，通过相似度较高的知识表征还原整个图形对象。在识别过程中，根据待识别图形对象的图元类型和数量查找工程图纸中的矢量信息，使用待识别图形对象知识映射模型字段中的数据进行矢量图元间几何约束信息的匹配，匹配成功后，就可以利用这项记录里的相关数据较准确的标记被识别的图形对象。 试验结果表明，较之基于统计的识别方法，基于拓扑结构的工程图纸识别方法在二维图形对象的识别效率上有着显著的提高，并且此方法为高复杂度图形对象的模糊匹配提供了一条思路，也为工程图纸的整体识别与理解奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声 明

第一章 绪论

第二章 基于拓扑结构的工程图纸识别模型

第三章 基于矢量图元的图形对象知识构建方法

第四章 基于拓扑结构的图形对象识别方法

第五章 原型系统设计与实现

第六章 总结与展望

参考文献

附录 识别图例

作者简介、作者攻读硕士学位期间的学术成果

致谢