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二维图线条归一化与合并流程

本文档描述 AutoCAD DWG 线条与 SolidWorks 工程图线条匹配前的归一化流程。目标是把 AutoCAD 中被拆碎、重复、部分重叠的线条整理成稳定的二维几何基元，避免因为 DWG 表达方式不同导致匹配率失真。

目标

二维图匹配不直接依赖 AutoCAD 原始实体数量，而是依赖归一化后的几何覆盖情况。

主要判定依据包括：

• 图元类型
• 尺寸数值
• 方向信息
• 几何位置
• 覆盖长度
• 匹配到 SolidWorks 工程图线条的数量和比例

输入

AutoCAD 提取器输出的原始实体，包括：

• Line
• Polyline
• Circle
• Arc
• Spline
• Hatch
• Dimension
• Text
• BlockReference

每个实体需要尽量保留：

• handle
• object_name
• layer
• linetype
• color
• lineweight
• 几何坐标
• 尺寸/文字内容

输出

输出统一二维图元，例如：

{
  "kind": "line",
  "start": [10.0, 20.0],
  "end": [80.0, 20.0],
  "length": 70.0,
  "angleDeg": 0.0,
  "layer": "0",
  "linetype": "Continuous",
  "color": 256,
  "lineweight": -1,
  "sourceHandles": ["1A2", "1A3", "1A4"],
  "mergeCount": 3,
  "mergeType": "collinear_interval_union"
}

如果存在几何重叠但不能合并，则输出重叠关系：

{
  "overlapGroupId": "overlap-0001",
  "handles": ["1A2", "2B7"],
  "overlapLength": 20.5,
  "reason": "same_geometry_different_style"
}

总流程

1. 读取 AutoCAD 原始实体。
2. 按实体类型转换成统一二维图元。
3. 对 Polyline 展开成线段/圆弧片段。
4. 对 Line 执行强合并。
5. 对样式不同但几何重叠的线段记录重叠关系。
6. 对 Arc / Circle 执行后续归一化和必要合并。
7. 生成用于匹配的标准图元集。
8. 和 SolidWorks 工程图显示线条进行匹配评分。

统一图元转换

Line

转换为：

• kind = line
• start
• end
• length
• angleDeg
• sourceHandles

方向角需要把反向线视为同一方向，例如 0° 和 180° 归为同一方向组。

Polyline

不能把 Polyline 当作普通 Line 处理。

需要读取：

• 顶点坐标
• bulge
• closed
• elevation

处理规则：

• bulge 为 0 的相邻顶点段转换成 line
• bulge 非 0 的相邻顶点段转换成 arc
• closed polyline 需要补最后一个点到第一个点的片段

Circle

转换为：

• kind = circle
• center
• radius
• diameter

Arc

转换为：

• kind = arc
• center
• radius
• startAngle
• endAngle
• start
• end

Spline

先保留为 spline，同时生成采样点串，用于后续几何匹配。

Hatch

默认不参与轮廓线强匹配。

剖面线、填充线可以作为剖视区域辅助证据，但不能和普通模型轮廓线混合计数。

Line 强合并规则

只做强合并，不做弱合并。

只有同时满足以下条件的线段才合并：

• 类型相同，都是 line
• 方向一致或反向一致
• 共线
• 端点相接、间隙很小、完全重叠或部分重叠
• 图层一致
• 线型一致
• 颜色一致或都为默认
• 线宽一致或都为默认

如果几何上重叠，但图层、线型、颜色、线宽不同，则不合并，只记录 overlap 关系。

共线分组

方向分组

先按方向角分组。方向角需要忽略正反方向：

normalizedAngle = angle % 180

建议初始容差：

angleToleranceDeg = 0.5 ~ 1.0

共线判断

在同一方向组内，判断线段是否落在同一条无限直线上。

判断条件：

• 两个端点到基准线的垂直距离都小于容差
• 两条线的法向偏移小于容差

建议初始容差：

collinearDistanceTolerance = 0.01mm ~ 0.05mm

具体容差应根据图纸单位、DWG 精度、导出质量调整。

区间合并

对每个“样式一致 + 共线”的线段组，执行一维区间合并。

步骤：

1. 选定该组方向向量 u。
2. 把每条线段两个端点投影到 u 上。
3. 得到一维区间 [tMin, tMax]。
4. 按 tMin 排序。
5. 合并重叠、包含、部分重叠、小间隙区间。
6. 把合并后的区间端点反投影回二维坐标。

示例：

line A: [0, 50]
line B: [20, 80]
line C: [80.01, 120]

如果间隙容差允许：

[0, 50] + [20, 80] + [80.01, 120] -> [0, 120]

建议初始容差：

gapTolerance = 0.01mm ~ 0.05mm

重叠但不合并

如果两条线几何上共线且区间重叠，但样式不同，则不合并。

需要记录：

• 重叠组 ID
• 涉及的 handle
• 重叠长度
• 样式差异
• 是否可能重复计数

原因是不同样式可能表达不同语义：

• 轮廓线
• 中心线
• 隐藏线
• 剖面线
• 辅助线

这些线即使几何重合，也不能简单合并成一个实体。

匹配评分建议

匹配时不要只看原始 AutoCAD 实体数量。

建议统计：

• rawEntityCount
• normalizedPrimitiveCount
• mergedLineCount
• sourceLineCount
• matchedPrimitiveCount
• matchedCoveredLength
• expectedCoveredLength
• overlapDuplicateLength
• lineDirectionHistogram
• dimensionValueMatchRate

核心指标：

coveredLengthMatchRate = matchedCoveredLength / expectedCoveredLength
primitiveMatchRate = matchedPrimitiveCount / expectedPrimitiveCount

其中 expected 通常来自 SolidWorks 工程图显示线条。

当前不做的事情

当前阶段不做弱合并。

也就是说：

• 样式不同的重叠线不合并
• 图层不同的重叠线不合并
• 线型不同的重叠线不合并
• 颜色/线宽明显不同的重叠线不合并

这些情况只记录 overlap 关系，匹配时用于避免重复计数或辅助解释。