一种基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法，以DXF矢量平面图作为数据源，以经图层筛选后的包含核心制图要素的图层线元素为语义识别对象进行多边形融合处理，生成室内建筑构件等要素的多边形集合。设计要素多边形的几何特征作为待分类多边形的特征向量。通过学习方式对多边形进行分类，完成室内核心要素的几何与语义提取。本发明专利技术提出了高效的构面方式，避免繁琐的提取规则和过程实现，可处理矢量平面图上的复杂墙体和弧线墙体。以平面图中的多边形作为语义识别的几何对象，多边形相较于线元素能够捕获更多的上下文信息，更容易区分不同的室内要素类型，满足室内位置服务对公共场所的地图与模型需求。室内位置服务对公共场所的地图与模型需求。室内位置服务对公共场所的地图与模型需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法


[0001]本专利技术涉及室内制图与建模
，尤其涉及一种基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法。

技术介绍

[0002]近年来室内定位技术与室内位置服务的快速发展，使室内空间数据的需求量不断攀升。高效、低成本和高精度的室内制图和建模方法是推动室内位置服务的重要环节。DXF矢量建筑平面图是室内制图与建模生产中非常普及的一类数据源。相较于激光点云等需要进行大量的现场外业工作，且采集设备较昂贵的数据源来说，矢量平面图是一种更易获取与处理的数据来源。然而，在当前的室内制图与建模生产中，矢量平面图往往存在着拓扑不一致和图层组织较为混乱的情况，一般需要专业的制图人员手动进行要素的语义规范提取和几何处理，过程十分繁琐，效率低下，尤其是在进行大批量地图数据生产时更显得“捉襟见肘”。
[0003]目前，主要的矢量平面图解析与制图建模技术可在特定的平面图类型上，针对特定的制图要求取得较好的效果，但仍然存在一些问题。例如需要人工设计大量专门的图示符号或者繁琐的提取规则，鲁棒性较低，难以迁移到其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对平面图的图层语义组织和几何对象进行习惯性分析，人工选取包含核心制图要素的图层，筛除标注层，对图层中的线要素进行处理；所述核心制图要素包括墙体、门窗、楼梯、电梯；所述标注层包括轴线、指示线、数字、文字和表格说明；S2：图层筛选后，以平面图中的线元素作为限制性线段，对平面图进行三角剖分，三角剖分后的结果图是由大小不一的三角形组成；S3：三角剖分完成后，以限制性线元素作为边界，对限制性线段进行扩充，消除可能存在的噪声问题；S4：完成限制性线元素集合的扩充后，根据融合算法对三角形进行合并形成多边形平面图；所述多边形平面图即为各类室内核心制图要素所对应的多边形或多边形集合所构成的平面图；S5：对若干个合并后的平面图要素多边形进行人工标注真值，所述标注真值是指对每个平面图中的每个室内建筑要素分别标注类型；以每一个合并后的多边形平面图作为一个数据，将该若干合并后的多边形平面图分为训练数据集和测试数据集；所述室内建筑要素包括墙、滑动门、窗、楼梯、电梯、房间和室外；S6：根据各类要素的多边形几何特征以及邻域多边形的分布情况设计平面图多边形的特征，作为多边形分类的特征向量；利用训练数据集中的数据，根据设计好的特征向量，对随机森林分类器进行训练，并采用测试数据集中的数据对训练后的随机森林分类器进行验证，当验证精度达到预设精度时，即得到最终的随机森林分类器；所述的随机森林分类器用来对输入的合并后的多边形平面图进行分类处理；S7：将未知真值的图层筛选后的平面图，经过三角剖分和合并处理后，输入到训练后的随机森林分类器中，输出任一多边形平面图中的多边形所对应的要素类型的预测值；即可在仅已知多边形几何信息的基础上进行多边形语义信息的识别处理，输出可用的室内地图；所述室内地图是同时包含要素几何和语义信息的室内地图数据；S8：将基于随机森林进行语义识别后的平面图通过室内空间
‑
弧线门的要素分割算法，完成单元空间和弧线门的要素分割，输出新室内语义地图数据；S9：根据所述室内地图，按照分别设定的室内建筑要素高度，通过三维挤出操作，得到室内三维模型。2.根据权利要求1所述的基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法，其特征在于：步骤S3中，对限制性线段进行扩充时，处理过程为：在完成三角剖分后，检测三角形中的线状三角形，并将线状三角形的三边都标记为限制性线元素，所述线状三角形是指最大角>179
°
由线段构成的三角形；同时，检测平面图线元素中的悬挂端点，并在剩余的非限制性线元素三角形边中检测长度小于阈值的边；连接悬挂端点的短边有可能为缝隙，将与悬挂端点共顶点的其中一条三角形短边标记为限制性线元素，若该短边确实为缝隙，则可有效分隔缝隙两侧的多边形；若短边不是缝隙，则短边的另一个端点一般不会连接到限制性线元素的端点，该短边两侧的三角形仍可通过其他三角形邻接路径实现合并，并不影响最终的多边形合并结果。3.根据权利要求1所述的基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法，其特征在
于：步骤S4中，完成限制性线元素集合的扩充后，根据融合算法对三角形进行合并，合并后形成了多边形平面图；该融合算法的运算步骤如下：S41：输入：三角形边集合edges＝{(tri1,tri2,con)|0<trii≤#triangles,trii∈Z,con∈{True,False}}和三角形集合triangles＝{(e1,e2,e3)|0<ei≤#edges,ei∈Z}，其中，edges记录三角形边的左右两个邻接三角形标识符tri1和tri2，并用con表示是否为限制性边；triangles记录三角形三边在edges中的对应标识符，以便于在合并过程中快速搜索邻接的三角形；S42:选取triangles中的第一个元素triangle1作为当前正在处理的多边形polygon，创建空数组merge_edges和merged_edges，将triangle1的非限制性边序号记录到merge_edges中，限制性边记录到merged_edges，从triangles中移除triangle1；S43:将与merge_edges共边的三角形合并到polygon中，将当前的merge_edges移入merged_edges，并将新合并的三角形的非限制性线元素以及非merged_edges记录到merge_edges中，从triangles中移新增的三角形；S44:若merge_edges和triangles均为空，则三角形合并完成；若merge_edges为空，且triangles不为空，则回到S2；若merge_edges不为空，则回到S3。4.根据权利要求1所述的基于DXF矢量平面图的室内半自动制图与建模方法，其特征在于：步骤S6中，根据各类要素的多边形几何特征以及邻域多边形的分布情况，设计平面图多边形的特征，作为多边形分类的特征向量；设计的平面图特征如下：S61:多边形的大小是分类的重要指标之一；多边形大小特征计算公式为：其中area(polygon
i
)为多边形的面积；...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚建嘎，邢济慈，刘梦晗，蔡德成，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：