[发明专利]一种适用于端子排的CAD图纸智能录入和识别方法及其装置

说明书

一种适用于端子排的CAD图纸智能录入和识别方法及其装置，先将端子排CAD图纸统一为dxf文件，提取dxf文件中的端子排连线图所在的参照块，抽取参照块中的实体元素，对抽取到的实体元素进行规范化和归并处理，自动筛除与端子排内连线无关的元素，生成图片格式的端子排结构图及连线图，并对连线图图片做清晰化和放大处理；同时由连线图图片还生成对应的Excel表：先由端子排结构图识别出端子排子模块的表头，根据表头切分为多个子模块，在维持子模块结构特征不变的情况下，将每个子模块对应的连线图内容分别导出到Excel表的不同表单。本发明解决端子排CAD图纸查看和操作不便，且现有CAD图纸录入技术无法有效处理端子排实际场景下结构混乱难以识别的问题。

技术领域

本发明属于数据分析技术领域，涉及对专业电子设备的图纸识别，用于对变电站二次回路接线进行智能识别，为一种适用于端子排的CAD图纸智能录入和识别方法及其装置。

技术背景

智能变电站数字化设计与建设中，接线员在查看和连接端子排连线时往往需要对照相关CAD接线图纸，然而原始接线图纸必须使用专用软件查看，不方便的同时也难以使用便携移动设备查看，直接导出一般格式图片又会同步导出大量不必要的信息，手动提取又需要大量复杂的操作。专用的CAD图纸智能录入和识别技术可以准确高效的提取相关接线信息，便于在移动设备查看甚至使用，有效提高接线员的工作效率和降低成本。

一般的CAD图纸使用两种格式文件存储，分别是dwg和dxf文件，其中dwg文件无法脱离AutoCAD平台工作，而dxf文件则能够在没有安装AutoCAD的计算机系统上用程序读取和写入。Pyautocad和dxfgrabber分别是python用于操作dwg和dxf文件的API接口，提供了最基本的绘图、实体元素抽取等功能。

目前现有的如dxfgrabber之类的API接口仅仅提供了最基础的能力，无法提供对实体元素之间关系和内容的理解，而dxf文件本身也缺乏对绘图者不规范操作的鲁棒性，一旦绘图者没有显式地指定实体元素之间的关联，则dxf文件本身就只会忠实的记录每个独立的实体元素，如图4和图5所示，dxf文件将每个实体元素视为一个独立的个体，缺乏层次式的组织结构信息，因此难以从dxf文件中直观的发现实体元素之间的关联性，例如，在CAD图纸中肉眼观测到的某条线段可能由两条首尾相连的子线段组成，而在dxf文件中，这两条线段除了坐标点临近以外可能毫无关联性，必须通过空间坐标信息对实体元素进行复杂的计算才能确定他们之间的关系。而在实际使用中，出于绘图方便的考虑，大部分绘图者都只会零散绘制众多实体元素，因此当前的API接口往往只被用于批量绘制一些简单图形，或用于批量生成特定CAD模板，很少被用于读取和理解图纸内容，同时其自身也缺乏这方面的能力。

发明内容

本发明要解决的问题是：端子排CAD图纸由于文件格式存在查看和操作不便的问题，且端子排dxf图纸在实际场景下结构混乱难以识别的问题，目的是对变电站端子排CAD图纸进行快速准确的识别，并形成易于查看的一般图片格式，和易于查看和操作的表单格式文件。

本发明的技术方案为：一种适用于端子排的CAD图纸智能录入和识别方法，先将端子排CAD图纸统一为dxf文件，提取dxf文件中的端子排连线图所在的参照块，抽取参照块中的实体元素，对抽取到的实体元素进行规范化和归并处理，自动筛除与端子排内连线无关的元素，生成图片格式的端子排结构图及连线图，并对连线图图片做清晰化和放大处理；同时由连线图图片还生成对应的Excel表：先由端子排结构图识别出端子排子模块的表头，根据表头切分为多个子模块，在维持子模块结构特征不变的情况下，将每个子模块对应的连线图内容分别导出到Excel表的不同表单。

进一步的，所述对抽取到的实体元素进行规范化和归并处理包括：

1)使用预排序、矢量夹角计算和线段重合度判断的方法对端点距离小于设定阈值，且线段夹角小于设定阈值的线段进行合并，同时修正每条线段的倾斜角，使得任意两条线段所在直线之间仅为平行或者垂直的关系；