CogAgent建筑设计工具：CAD界面尺寸标注的AI辅助实现

建筑设计师在使用CAD软件进行图纸绘制时，常面临尺寸标注耗时且易出错的问题。传统人工标注不仅需要反复核对坐标与数值，还需频繁切换工具栏功能，导致设计效率低下。CogAgent作为基于视觉语言模型（VLM）的GUI智能体，通过图像识别与自动化操作，可实时解析CAD界面元素，自动完成尺寸标注任务，将设计师从机械劳动中解放出来。本文将以AutoCAD为例，详细说明如何利用CogAgent实现建筑图纸的AI辅助尺寸标注。

技术原理与工作流程

CogAgent的核心能力在于将屏幕截图转化为可执行操作指令。其工作流程分为三步：首先通过高分辨率图像识别（支持1120×1120像素）解析CAD界面元素，如工具栏按钮、绘图区域的线条与几何图形；接着根据用户任务（如“标注墙体厚度”）生成操作序列；最后通过鼠标点击、键盘输入等动作完成标注。

关键技术模块：

• 视觉解析：基于GLM-4V-9B基座模型，精确识别CAD中的尺寸线、标注样式等元素，坐标定位误差≤2像素。
• 动作空间：支持鼠标点击（CLICK）、文本输入（TYPE）、快捷键操作（KEY_PRESS）等12种操作类型，完整覆盖CAD交互需求。
• 安全机制：通过<<敏感操作>>标签标记可能修改图纸的关键步骤（如删除标注），需用户二次确认。

环境部署与权限配置

硬件与软件要求

CogAgent支持Windows/macOS系统，推荐配置如下：

• GPU：NVIDIA A100（推理显存≥29GB）或INT8量化（显存≥15GB）
• CAD软件：AutoCAD 2023+（需开启“经典界面”模式）
• 依赖库：Python 3.10+及requirements.txt中指定的pyautogui（自动化操作）、gradio（可视化界面）等工具包。

权限配置步骤

为确保CogAgent能正常截取CAD界面并模拟操作，需开启系统权限：

1. 屏幕录制权限：在“系统设置-安全性与隐私”中允许终端/IDE访问屏幕。
2. 自动化控制权限：在“辅助功能”中启用对CAD进程的控制权限。

尺寸标注实战步骤

1. 启动与连接服务

1. 服务端部署：在GPU服务器运行以下命令启动CogAgent模型服务：

   python inference/web_demo.py --model_dir THUDM/cogagent-9b-20241220 --platform "WIN" --output_dir ./results
   

2. 客户端连接：在CAD运行的工作站启动控制界面：

   python app/client.py --api_key EMPTY --base_url http://127.0.0.1:7870/v1
   

   成功连接后，屏幕右下角将显示CogAgent控制图标。

2. 标注流程示例（以墙体轴线标注为例）

步骤1：激活标注工具

CogAgent通过识别CAD顶部菜单栏，自动点击“标注”→“线性”工具：

# 模型生成的操作指令示例
CLICK(box=[[420,120,480,140]], element_type='菜单项', element_info='标注')
CLICK(box=[[450,200,510,220]], element_type='子菜单项', element_info='线性')

步骤2：捕捉轴线端点

模型通过OCR识别图纸中的轴线编号（如A轴、1轴），结合图像坐标计算端点位置：

# 捕捉第一个端点
HOVER(box=[[150,300,170,320]], element_type='轴线端点', element_info='A轴起点')
CLICK(box=[[150,300,170,320]], element_type='轴线端点', element_info='A轴起点')

# 捕捉第二个端点
HOVER(box=[[450,300,470,320]], element_type='轴线端点', element_info='B轴起点')
CLICK(box=[[450,300,470,320]], element_type='轴线端点', element_info='B轴起点')

步骤3：生成标注文本

自动输入标注值（如3600mm）并调整文字位置：

TYPE(box=[[300,280,320,300]], text='3600', element_type='标注文本框', element_info='尺寸值输入')
KEY_PRESS(key='Enter')  # 确认标注

3. 批量标注与错误修正

对于多段连续标注，CogAgent支持通过SCROLL_DOWN指令滚动图纸区域，并使用QUOTE_TEXT提取已有标注的数值格式（如小数位数），确保风格统一。若识别到重叠标注，模型将自动执行DELETE操作并重新生成。

高级功能与扩展

1. 自定义标注规则

通过修改Action_space.md中的TYPE操作参数，可定义标注样式：

# 示例：设置标注精度为小数点后两位
TYPE(box=[[600,120,650,140]], text='DIMDEC 2', element_type='命令行', element_info='CAD命令输入')

2. 跨软件协同

CogAgent可联动Excel进行数据核对，例如将标注值与材料表中的构件尺寸比对，通过LLM指令调用GPT-4计算偏差率：

QUOTE_CLIPBOARD(output='__CogName_材料表数据__')  # 复制Excel数据
LLM(prompt='计算标注值与材料表的偏差率：__CogName_材料表数据__', output='__CogName_偏差结果__')

注意事项与安全规范

1. 实时交互限制：模型操作期间需保持CAD窗口置顶，避免遮挡导致坐标偏移。
2. 敏感操作确认：删除、移动等高危操作会触发<<敏感操作>>提示，需用户在控制界面点击“确认”。
3. 性能优化：复杂图纸建议分区域标注，每区域截图分辨率控制在800×600以内，减少模型推理耗时。

通过CogAgent的AI辅助，建筑设计师可将尺寸标注效率提升60%以上，同时降低人为误差。后续版本将支持三维模型标注与BIM数据联动，进一步拓展在建筑工程全流程中的应用场景。如需获取更多操作示例，可参考app/README.md中的自动化任务脚本。