根据仓库里的代码,CAD Python 没有使用 sklearn 等通用聚类库 (如 KMeans、DBSCAN),而是采用一套基于几何距离的自定义线段聚类,再叠加包围盒与下游业务处理。
1. 核心聚类算法:cluster_lines
实现位置:
- AutoCAD 主线 :
my_python/ptools/cad_server/dal_cluster_obb.py - DXF 处理线 :
my_python/ptools/ezdxf_server/seg_part2dxf.py、seg_part2dxf_name_by_text.py - 脚本版 :
my_python/ptools/ezdxf_server/seg_part.py(内联同类逻辑)
算法本质可概括为:带距离阈值的区域生长(Region Growing)+ AABB 合并。
111:190:my_python/ptools/cad_server/dal_cluster_obb.py
def cluster_lines(lines, distance_threshold=50.0):
"""对线段进行聚类,基于您之前成功的算法"""
...
while remaining_lines:
seed = remaining_lines.pop(0)
current_cluster = [seed]
...
while True:
# 扩展边界
expanded_min_x = min_x - distance_threshold
...
# 寻找在扩展边界内的线段
for line in list(remaining_lines):
for point in line:
if (expanded_min_x <= point[0] <= expanded_max_x and
expanded_min_y <= point[1] <= expanded_max_y):
in_cluster = True
break
...
# 检查是否有其他聚落被当前聚落完全包含,如果有则合并
for cluster in clusters:
if (min_x <= cluster.min_x and min_y <= cluster.min_y and
max_x >= cluster.max_x and max_y >= cluster.max_y):
current_cluster.extend(cluster.lines)
...
return clusters
步骤简述:
| 步骤 | 做法 |
|---|---|
| 种子 | 从未处理线段中取一条作为种子 |
| 生长 | 将当前簇 AABB 四向扩展 distance_threshold,凡任一端点落入扩展框的线段并入簇 |
| 迭代 | 更新 AABB 后重复扩展,直到无法再吸收 |
| 合并 | 若新簇 AABB 完全包含 已有簇,则合并线段 |
与经典聚类的对应关系:
- 类似 连通分量 / 洪水填充,但连通判据是「端点落在扩展矩形内」,不是严格的端点重合。
distance_threshold控制「间隙多大仍算同一零件/图块」。- 不是 基于特征向量的 KMeans / 层次聚类 / DBSCAN。
两版实现的细微差别:
dal_cluster_obb.py:只做「新簇包含旧簇」的合并。ezdxf版额外支持「新簇被旧簇包含」时并入旧簇(双向 AABB 包含合并)。
2. 聚类前的几何预处理
get_lines_from_entities() 把 AutoCAD 实体转为线段再聚类:
AcDbLine→ 直接线段AcDbCircle→ 圆周采样 80 点 → 折线段AcDbArc→ 弧上采样 40 点 → 折线段
圆/弧被离散成线段后,才能用同一套 cluster_lines 逻辑。
3. 聚类后的应用(不是聚类算法本身)
| 模块 | 文件 | 聚类之后做什么 |
|---|---|---|
| OBB 标注 | dal_cluster_obb.py |
get_points_from_cluster → get_oriented_bounding_box_approx → 在 obb_clusters 图层画旋转包围盒 |
| 分簇打印 PDF | combined_cluster_print.py |
cluster_lines(..., 2000.0) → 按 X 排序 → 每簇窗口打印为 cluster_N.pdf |
| DXF 拆分导出 | seg_part2dxf.py 等 |
每簇导出独立 DXF,并算 OBB/AABB |
| 仅 OBB(不聚类) | OBB_box.py、obb_and_rotate.py |
对选中对象 算 OBB/AABB,不做 cluster_lines |
典型阈值:
dal_cluster_obb.py主流程:distance_threshold=200.0combined_cluster_print.py:2000.0(大图/多零件间距更大)- ezdxf:
5(图纸单位更小)
4. 相关辅助逻辑(非聚类)
get_cluster_x_position:按簇最小 X 排序(打印顺序)。get_cluster_boundaries:从簇内点算打印窗口边界。- OBB :PCA + 旋转搜索近似最小面积有向包围盒(
numpy),属于簇内几何分析,不是聚类方法。
5. 总结
本仓库 CAD Python 的「聚类」可以概括为:
- 唯一实际使用的聚类方法 :
cluster_lines--- 基于distance_threshold的 2D 空间邻近线段聚类(区域生长 + AABB 合并)。 - 未使用 :KMeans、DBSCAN、层次聚类、谱聚类等(
sklearn仅出现在yolo_skill,与 CAD 无关)。 - 主要应用场景:零件/图块分离 → OBB 标注、按簇导出 DXF、按簇打印 PDF。
若要调效果,关键参数就是各脚本里的 distance_threshold:过小会碎成很多簇,过大则不同零件被并在一起。需要的话我可以按你的图纸尺度帮你估一版推荐阈值范围。