OCR для чертежей внутри 3D-конвейера: ScanToNeutral строит модели сразу в КОМПАС и Inventor

Десятки тысяч бумажных чертежей до сих пор лежат в архивах заводов и КБ. Перевести их в цифру вручную дорого и долго. ScanToNeutral пытается решить эту задачу автоматически: компьютерное зрение, OCR (оптическое распознавание символов, когда машина «читает» текст с картинки) для чертежей, набор правил и ручная проверка объединены в единый конвейер с промежуточным форматом Neutral Schema, не привязанным к конкретной CAD‑системе. Источник, инженерный разбор от самих разработчиков проекта ScanToNeutral.

Что делает конвейер и почему это не «одна нейросеть»?

• Разделение листа на рабочие виды. Прежде чем строить 3D, система определяет, на какую часть чертежа вообще смотреть: отличает контур детали от размерных линий, штриховки, рамок и осевых. Для этого введён объект WorkingView (рабочий вид): у каждого вида есть роль, тип и признак участия в восстановлении 3D.

• OCR для чертежей читает размеры, но привязывает их к виду. Даже если OCR для чертежей безошибочно прочитал надпись «Ø30d11», остаётся вопрос: к какому виду и к какому исполнению детали она относится. Именно эту привязку решает отдельный слой конвейера.

• Neutral Schema вместо прямых команд CAD. Результат распознавания сначала записывается в промежуточное описание: ось, профиль, отверстия, фаски, роли видов. Только потом два независимых адаптера строят модель, один для Autodesk Inventor, другой для КОМПАС‑3D.

• Два адаптера как взаимный тест. Если одна и та же Neutral Schema приводит к разной геометрии в двух CAD, ошибка находится быстрее: либо описание неоднозначно, либо конкретный адаптер интерпретирует его неверно.

• Датасет как отдельный продукт. База размеченных чертежей хранится по принципу append‑only (только добавление, без перезаписи): исходные сканы не изменяются, исправления уходят в новую ревизию, а разбиение на обучающую и тестовую выборки остаётся постоянным при добавлении новых данных. Это позволяет честно сравнивать точность разных версий модели.

• Обработка групповых чертежей и разрывов. Один лист может содержать несколько исполнений одной детали. Волнистая или зигзагообразная линия разрыва означает, что середина длинной детали на листе опущена, и это не графический шум, а признак, который нужно учесть при построении 3D.

Как устроен ML‑детектор видов?

Первая задача машинного обучения (ML, machine learning, когда алгоритм учится на примерах, а не по жёстким правилам) в проекте не «построить деталь», а найти рабочие виды на листе.

По данным разработчика, базовый детектор достигает Recall@0.50 равного 0,85. Это значит, что при достаточно мягком критерии совпадения модель находит около 85 из 100 целевых видов в тестовой выборке. Для предварительной разметки уже полезно, но для полностью автоматической передачи в CAD пока недостаточно.

Разработчик отмечает, что несколько уточняющих моделей (refiners) показывали улучшение на валидационной выборке, но проигрывали на независимой тестовой. Поэтому в проекте введён статус rejected_on_test: эксперимент, который выглядит лучше «на бумаге», не имеет права автоматически заменить базовую версию.

КОМПАС‑3D как равноправный выход: что это значит для российских инженеров?

Первоначально прототип управлял только Autodesk Inventor через API (интерфейс, через который одна программа управляет другой). Когда появился второй адаптер для КОМПАС‑3D, схема «распознали размер и сразу дёрнули API Inventor» перестала работать. Именно это заставило создать Neutral Schema.

Для инженеров, работающих в КОМПАС‑3D, принципиально: не нужно конвертировать результат из чужой CAD‑системы. Адаптер строит модель напрямую в привычной среде, со всеми ограничениями и особенностями КОМПАС‑API.

Сравнение с доступными в РФ инструментами

Как попробовать?

1. Следите за публикациями проекта ScanToNeutral: на момент разбора публичная версия с открытым доступом не объявлена, разработчик описывает текущую архитектуру и метрики.
2. Если у вас есть архив бумажных чертежей, начните с оцифровки сканов в высоком разрешении. Качество скана критично: шум, перекос и низкое разрешение снижают точность любого OCR для чертежей.
3. Для текущих задач распознавания текста с чертежей можно использовать Яндекс Vision API, но учитывайте: он читает текст, но не понимает инженерную структуру листа.

Что делать с этим прямо сейчас, по ролям?

Инженеру‑конструктору в КОМПАС‑3D. Проект показывает реальный кейс интеграции OCR для чертежей именно с российской CAD‑системой. Если вы работаете с архивами бумажных чертежей, имеет смысл отслеживать развитие ScanToNeutral: адаптер для КОМПАС‑3D уже в архитектуре, а не «в планах».

Автору Дзена, пишущему про инженерное ПО. Тема оцифровки чертежей остро стоит для аудитории 40+, которая помнит кульманы. Разбор ScanToNeutral даёт конкретный материал для поста: конвейер, а не «волшебная кнопка», честные метрики, два CAD.

Руководителю КБ или производства. Автоматический перевод архивов в 3D пока не «нажал кнопку и получил модель». Recall 0,85 означает, что примерно каждый шестой вид на тестовом чертеже детектор пропускает. Ручная проверка остаётся обязательной. Но даже предварительная автоматическая разметка экономит время.

Частые вопросы

Может ли ScanToNeutral распознать любой машиностроительный чертёж?

Пока нет. Первый MVP работал только с телами вращения: втулки, ступенчатые валы, детали, которые можно получить вращением профиля вокруг оси на 360°. Архитектура позволяет расширять классы деталей, но на текущем этапе разработчик не заявляет поддержку произвольных чертежей.

Нужен ли Autodesk Inventor, или достаточно КОМПАС‑3D?

В конвейере работают два независимых адаптера. Можно использовать только КОМПАС‑3D, если Inventor недоступен. Neutral Schema не зависит от конкретного CAD, поэтому в будущем разработчик планирует добавить адаптеры для других систем.

Чем это отличается от обычного OCR?

Обычный OCR (оптическое распознавание символов) читает текст: цифры, буквы, надписи. OCR для чертежей в составе ScanToNeutral, это только один из слоёв. Над ним работают детектор рабочих видов, анализатор структуры листа, обработчик групповых чертежей и разрывов. Без этих слоёв прочитанный размер «Ø30» повисает в воздухе, потому что непонятно, к какой части детали он относится.