CN107993289B - 基于ar增强现实技术的装修系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于AR增强现实技术的装修系统，包括：图像采集模块，用于采集包含用户指令的视频流，模型库，用于存储与图版、卡片分别相对应的三维房屋模型、装修材料模型；AR识别模块，用于识别视频流中每帧视频数据，获取用户所选择的图版或/和卡片的类型、相对空间位置与倾斜度；主控模块，用于根据图版或/和卡片的类型调用对应的三维模型，按照图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度转换装修材料模型在三维房屋模型内位置；渲染模块，用于实时渲染从模型库中调用的三维模型生成包含透明通道的三维模型；还用于对叠加于透明通道的三维模型内的视频流进行混合渲染；显示模块，用于显示渲染的图像。本发明根据用户设计显示虚拟装修效果。

Description

基于AR增强现实技术的装修系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，确切地来说一种基于AR增强现实技术的装修系统。
背景技术
增强现实技术(AR)，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息"无缝"集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，味道，触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
随着AR技术的发展，其在医学、娱乐、房产开发、室内装修等技术领域具有广泛的应用。然而，现有技术将AR技术应用于装修领域，由于系统复杂难于掌握，用户在无专职人员协助下无法正常使用，导致用户无法根据自己的喜好对装修部件或装修风格进行设计。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于AR增强现实技术的装修系统。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于AR增强现实技术的装修系统，用于解决现有技术装修系统复杂，用户无法根据自己的喜好对装修部件或装修风格进行设计的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于AR增强现实技术的装修系统，包括：
图像采集模块，用于采集包含用户指令的视频流，其中，所述用户指令为用户根据提示信息所选择的图版或/和卡片；
模型库，用于存储与图版相对应的三维房屋模型以及与卡片相对应的装修材料模型；
AR识别模块，用于识别所述视频流中每帧视频数据，获取用户所选择的图版或/和卡片的类型，并根据所述视频流内坐标方位识别图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度；
主控模块，用于根据图版或/和卡片的类型调用对应的三维模型，其中，所述三维房屋模型与装修材料模型均对应有尺寸规格，按照所述图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度转换装修材料模型在三维房屋模型内位置；还用于发出指导用户动作的提示信息；
渲染模块，用于实时渲染从所述模型库中调用的三维模型生成包含透明通道的三维模型；还用于对叠加于透明通道的三维模型内的视频流进行混合渲染；
显示模块，用于显示渲染的图像，还用于显示装修时的交互信息。
如上所述，本发明的基于AR增强现实技术的装修系统，具有以下有益效果：
通过游戏的形式，用户根据系统提示信息选择不同类型的卡片或卡版，按照选择的卡片相对位置与倾斜角度移动对应装修材料模型在三维房屋模型内的相对位置，使用户可根据自己的喜好对装修部件或装修风格进行设计，从而达到虚拟装修房屋模型的目的。
附图说明
图1显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统结构框图；
图2显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统的一实施例结构框图；
图3显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统示意图；
图4显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统的户型平面图；
图5显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统的立体效果图；
图6显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统中卡片示意图；
图7显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统的卡版示意图；
图8显示为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统的燃烧状态图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统结构框图，包括：
图像采集模块1，用于采集包含用户指令的视频流，其中，所述用户指令为用户根据提示信息所选择的图版或/和卡片；
模型库2，用于存储与图版相对应的三维房屋模型以及与卡片相对应的装修材料模型；
AR识别模块3，用于识别所述视频流中每帧视频数据，获取用户所选择的图版或/和卡片的类型，并根据所述视频流内坐标方位识别图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度；
主控模块5，用于根据图版或/和卡片的类型调用对应的三维模型，其中，所述三维房屋模型与装修材料模型均对应有尺寸规格，按照所述图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度转换装修材料模型在三维房屋模型内位置；还用于发出指导用户动作的提示信息；
渲染模块4，用于实时渲染从所述模型库中调用的三维模型生成包含透明通道的三维模型；还用于对叠加于透明通道的三维模型内的视频流进行混合渲染；
显示模块6，用于显示渲染的图像，还用于显示装修时的交互信息。
在本实施例中，用户通过采用图版或卡片的形式与服务器中的主控模块进行人机交互，用户只需通过转动卡片的相对空间位置与倾斜度，即可控制装修材料模型在三维房屋模型内位置，根据提供的卡片调用相应的装修材料模型实现用户亲自设计的目的，一方面，在整个装修过程中，系统会产生指导用户动作的提示信息，即使不会使用复杂三维装修系统的用户也能轻松掌握使用，降低了系统的使用门槛，老少皆宜；另一方面，整个装修过程中，用户好比玩游戏一样，使得用户在完成装修三维模型时，不会缺乏乐趣，引导用户一直玩下去，直到装修完成为止。
实施例2
请参阅图2，为本发明提供的一种基于AR增强现实技术的装修系统的一实施例结构框图，在实施例1的基础上，详述如下：
图像采集模块1，至少包括第一摄像装置11与第二摄像装置12，所述第一摄像装置11用于在预设区域内采集包含房屋模型的图版，所述第二摄像装置12用于在预设区域内采集包含装修材料模型的卡片；且每个所述摄像装置采集的视频流分为两路，其中，一路所述视频流发送所述AR识别模块3进行识别，另一路所述视频流发送至至所述显示模块6或渲染模块4。
所述显示模块包括依次相邻设置的第一显示器61、第二显示器62与第三显示器63，其中，所述第一显示器61，其连接第一摄像装置11，用于显示三维房屋模型中的局部布局；所述第二显示器62，其连接第一摄像装置11，用于显示房三维房屋模型中的整体布局；所述第三显示器63，其连接第二摄像装置12，用于与用户之间产生交互信息。其中，所述第一、二显示器，优选为液晶显示器，第三显示器优选为触摸屏，第一显示器61为第一人称视角，可整体显示房屋模型内的详细布局，而第二显示器62为倾斜角度放置，倾斜角度30至90度，优选45度，用于鸟瞰视角，显示房屋模型内的整体布局，第三显示器63，可与玩家进行交互操作，显示操作的辅助内容，如：菜单、装修材料参数、燃烧损毁程度等信息，用户通过上述方式可在三维模型上增加或替换装修材料模型。如图3中所示，第一摄像装置11配合第一显示器、第二显示器，识别用户放置于预设区域(如图中，主预览区)内采集包含房屋模型的图版；第二摄像装置12识别预设区域内(如图3中，装修材料预览区)内采集包含装修材料模型的卡片。
而上述的卡版是对应不同三维房屋模型，不同卡版所对应的房屋尺寸、户型等架构不同。具体如下：根据服务器提示信息，选择需要装修的房屋模型，当按照上述方式也调用三维房屋模型而角度与位置进行放置。当卡片按其类型，对应的所述装修材料模型至少包括各种规格类型的底板、墙面、天花板、床、地毯、书桌、沙发与窗，而每选择一种类型的卡片进行摆放时，会根据卡片在用户手中的倾斜角度与相对位置移动对应的装修材料模型，直到所有的装修材料模型填充至整个三维房屋模型即可默认为装修流程完毕。填充完毕后渲染模块会对三维模型进行渲染，以使其达到类似真实装修的效果。
所述渲染模块4包括三维渲染单元41与混合渲染单元42，所述三维渲染单元41，适用于将所述模型库2中调用的三维模型生成包含透明通道的三维模型，其中，所述三维模型包括三维房屋模型与装修材料模型，图2中包括第一三维渲染单元411、第二三维渲染单元411；所述混合渲染单元42，适用于对叠加于包含透明通道的三维模型的视频流进行混合渲染以提高图像的虚实效果，如图4所示，将户型平面图按照上述方式进行填充，渲染，即可得到如图5的效果图，在本实施例中，用户只需通过选择卡片、卡版的类似游戏的形式，就能达到房屋装修的目的，采用上述方式，用户不但可按自己喜好进行设计，也能将设计的装修成果以增强现实技术的三维模型的方式展现出来，使装修效果看起来更真实。
实施例3
卡片所对应的类型如下表所示，每种类型的卡片由于材料不同对应的燃烧等级不同，其中，卡片的形状如图6所示，每种卡片包括名称、燃烧等级、材料样图、材料介绍与二维码，通过图像采集模块即可轻松获取到卡片的具体内容，从而在模型库中调用对应的装修材料模型。
表3.1-床
Figure BDA0001496663830000051
表3.2-书桌
Figure BDA0001496663830000052
表3.3-地板
Figure BDA0001496663830000061
表3.4-墙
Figure BDA0001496663830000062
Figure BDA0001496663830000071
表3.5-吊顶材料
Figure BDA0001496663830000072
表3.6-窗帘
Figure BDA0001496663830000081
表3.7-沙发
Figure BDA0001496663830000082
表3.8-地毯
Figure BDA0001496663830000091
卡版的样式，如图7所示，卡版采用彩色俯视效果表示装修风格，其中，N为北方，作为房屋模型的正方向，当用户转动图版时，第一显示器、第二显示器也会随着卡版的旋转方向进行旋转，而当房屋模型选择完成时，渲染模块对三维房屋模型进行渲染，使得三维房屋模型以网格线条或虚幻物体效果显示(如，第二显示器显示)，用于表示需要放置的装修材料模型，用户按照提示信息对应添加卡片，根据卡片的类型、倾斜角度、相对位置、旋转角度等参数即可将装修材料模型添加至三维房屋模型，达到用户设计的位置进行任意摆放，直至装修完成，而装修过程中，渲染模块将视频流与三维房屋模型进行混合渲染，其中，渲染后的视频流与视频帧都不可以旋转，因此三维房屋模型是摆放好后才进行渲染，以使装修效果达到现实与虚拟结合，形成虚化(半透明)的装修效果。
实施例4
当检测到进入装修步骤时，按装修流程发送提示信息指导用户参与人机交互，如屏幕中显示文字信息，“请点击屏幕开始实验”；如果发送提示信息后在预设时间内未收到装修反馈结果，则会以警报方式提醒操作错误，可以文字信息或/和语音信息方式进行提醒，如，音响可发出警报音或语音提示；如果发送提示信息后接收到的装修反馈结果不符合预设规定时，则会以警报方式显示提醒操作错误；直到装修流程完毕为止。
在上述基础上，主控模块5检测到房屋模型装修完成时，触发防火检测模块7，向用户弹出提示建议“燃烧房屋模型模拟计算房屋模型的防火等级”；如果在预设时间内接收到用户确认信息时，计算房屋模型的防火等级；如果在预设时间内未内接收到用户确认信息时，仍主动燃烧房屋模型计算房屋模型的防火等级。由于所述房屋模型根据选择装修材料的规格类型不同对应不同程度的防火系数，所述房屋模型的防火系数以房屋模型中各种装修材料燃烧时所产生的烟雾浓度、燃烧温度、燃烧时间和损坏程度的形式具体展示房屋模型的防火等级，并对所述用户搭建的房屋模型的防火系数的进行评分。具体地，如图8所示，根据用户在搭建房屋模型在所述装修材料模型选择的不同材料，根据选择的规格类型不同对应不同程度的防火系数，该系统不仅可根据用户喜好将装修的效果进行完美展示，同时，根据用户选择的装修材料类型不同，可计算其防火等级，计算用户搭建房屋模型所能承受的防火分数。具体是综合各种装修材料防火系数综合计算而来，如以求均值等方式模拟计算房屋模型防火等级，并对该房屋模型进行评分，在装修完成后无论用户是否根据提示信息做出相应响应，系统始终会模拟计算出防火等级并评分，以表盘、表格、图表、图像等方式告知用户自己设计的房屋模型防火等级结果，并显示相应的分数。用以提醒用户哪些设计方案防火系数高、哪些设计方案防火系数低，便于用户甄别从而选择不仅防火系数高且设计舒适的家装设计，给用户直观的建议结果。
综上所述，本发明通过游戏的形式，用户根据系统提示信息选择不同类型的卡片或卡版，按照选择的卡片相对位置与倾斜角度移动对应装修材料模型在三维房屋模型内的相对位置，使用户可根据自己的喜好对装修部件或装修风格进行设计，从而达到虚拟装修房屋模型的目的。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，包括：
图像采集模块，用于采集包含用户指令的视频流，其中，所述用户指令为用户根据提示信息所选择的图版或/和卡片；
模型库，用于存储与图版相对应的三维房屋模型以及与卡片相对应的装修材料模型；
AR识别模块，用于识别所述视频流中每帧视频数据，获取用户所选择的图版或/和卡片的类型，并根据所述视频流内坐标方位识别图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度；
主控模块，用于根据图版或/和卡片的类型调用对应的三维模型，其中，所述三维房屋模型与装修材料模型均对应有尺寸规格，按照所述图版或/和卡片的相对空间位置与倾斜度转换装修材料模型在三维房屋模型内位置；还用于发出指导用户动作的提示信息；
渲染模块，用于实时渲染从所述模型库中调用的三维模型生成包含透明通道的三维模型；还用于对叠加于透明通道的三维模型内的视频流进行混合渲染；
显示模块，用于显示渲染的图像，还用于显示装修时的交互信息；
防火检测模块，用于检测到房屋模型装修完成时，向用户弹出提示建议“燃烧房屋模型模拟计算房屋模型的防火等级”；如果在预设时间内接收到用户确认信息时，计算房屋模型的防火等级；如果在预设时间内未内接收到用户确认信息时，仍主动燃烧房屋模型计算房屋模型的防火等级。
2.根据权利要求1所述的基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，所述图像采集模块至少包括第一摄像装置与第二摄像装置，所述第一摄像装置用于在预设区域内采集包含房屋模型的图版，所述第二摄像装置用于在预设区域内采集包含装修材料模型的卡片；且每个所述摄像装置采集的视频流分为两路，其中，一路所述视频流发送所述AR识别模块进行识别，另一路所述视频流发送至至所述显示模块或渲染模块。
3.根据权利要求1所述的基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，所述显示模块包括依次相邻设置的第一显示器、第二显示器与第三显示器，其中，所述第一显示器，其连接第一摄像装置，用于显示三维房屋模型中的局部布局；所述第二显示器，其连接第一摄像装置，用于显示房三维房屋模型中的整体布局；所述第三显示器，其连接第二摄像装置，用于与用户之间产生交互信息。
4.根据权利要求1所述的基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，所述装修材料模型包括各种规格类型的底板、墙面、天花板、床、地毯、书桌、沙发与窗。
5.根据权利要求1所述的基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，所述主控模型发出指导用户动作的提示信息，具体包括：当检测到进入装修步骤时，按装修流程发送提示信息指导用户参与人机交互；如果发送提示信息后在预设时间内未收到装修反馈结果，则会以警报方式提醒操作错误；如果发送提示信息后接收到的装修反馈结果不符合预设规定时，则会以警报方式显示提醒操作错误；直到装修流程完毕为止。
6.根据权利要求1所述的基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，所述燃烧房屋模型模拟计算房屋模型的防火等级包括：
所述房屋模型根据选择装修材料的规格类型不同对应不同程度的防火系数，所述房屋模型的防火系数以房屋模型中各种装修材料燃烧时所产生的烟雾浓度、燃烧温度、燃烧时间和损坏程度的形式具体展示房屋模型的防火等级，并对所述用户搭建的房屋模型的防火系数的进行评分。
7.根据权利要求1所述的基于AR增强现实技术的装修系统，其特征在于，所述渲染模块包括三维渲染单元与混合渲染单元，所述三维渲染单元，适用于将所述模型库中调用的三维模型生成包含透明通道的三维模型，其中，所述三维模型包括三维房屋模型装修材料模型；所述混合渲染单元，适用于对叠加于包含透明通道的三维模型的视频流进行混合渲染以提高图像的虚实效果。
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