CN108363881A - 一种智能分布式三维室内设计控制系统 - Google Patents

一种智能分布式三维室内设计控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于室内设计技术领域，公开了一种智能分布式三维室内设计控制系统，所述智能分布式三维室内设计控制系统包括：素材采集模块、素材数据处理模块、数据库存储模块、方案设计模块、方案选择模块、三维模型生成模块。本发明能将同类装修风格套用到不同结构的户型上，快速生成不同风格的室内三维模型，也能在同一套户型上快速生成不同风格的装修效果，能够大幅度减少手工交互设计的工作量，提高室内场景的建模效率；同时通过三维模型生成模块设计出的新型三维全景设计方案即为数字精装，为客户提供如身临其境的全景效果图，并实现了客户对设计方案的一键式优化，大大缩减了设计方案的修改流程，节省设计成本。

Description

一种智能分布式三维室内设计控制系统
技术领域
本发明属于室内设计技术领域，尤其涉及一种智能分布式三维室内设计控制系统。
背景技术
室内设计空间是一个特定的空间，这个空间中的各种活动区域将其划分若干个小空间，室内设计的市场一直很广阔，具有新房的装修，重装，或者翻新。对于室内设计具有功能分区显着，建筑格局分布明确，室内空间组合和重叠，室内设计的市场前景很好，不同的风格就会引领不同的潮流，人类为了跟上时代的步伐就会不断的创新，就会出现不同的浪潮，不过室内设计的竞争也很大，只有不断的创新，跟上时代的步伐，才不会被淘汰，要想自己的设计脱颖而出，就必须在设计的方位，风格，设计定位等各个方面进行考虑，全方位定位，充分运用平面艺术和多维空间艺术的各种艺术手段。然而，现有三维室内设计生成速度慢，效率低，设计流程繁琐。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有三维室内设计生成速度慢，效率低，设计流程繁琐。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能分布式三维室内设计控制系统。
本发明是这样实现的，一种智能分布式三维室内设计控制系统包括：
素材采集模块，与素材数据处理模块连接，用于采集室内设计需要的基础素材,运用软件加工处理，输出产品模型、空间模型、施工节点模型；
所述素材采集模块将待匹配图像和模板图像进行二次小波变换，保存第二次小波变换后得到的LL子区域，此时图像的宽和高分别为原图像的LL子区域包含图像的主要灰度信息，匹配即在该子区域进行；采用归一化互相关匹配方法，在小波变换的图像上进行遍历搜索；归一化互相关度量公式如下：
S(x,y)表示原始待匹配图像中坐标位置为(x,y)处像素点的灰度值；T(u,v)表示模板图像中坐标位置为(u,v)处像素点的灰度值，其中模板图像大小为m×n；
素材数据处理模块，与素材采集模块、数据库存储模块、方案设计模块连接，用于对素材整理及素材元素进行分析处理；
数据库存储模块，与素材数据处理模块连接，用于存储室内设计元素的三维模型，每个设计元素的三维模型具有唯一ID号和所属类别；
所述数据库存储模块覆盖保持方法包括以下步骤：
步骤一，确定邻居节点数：节点广播HELLO消息给周围节点，节点记录接受到的不同的HELLO消息的数目从而得到本身的邻居节点数N；
步骤二，估计节点冗余度：利用邻居节点数N得到节点冗余度的期望值为：当E(ηN)≥α时认为是绝对冗余节点，当1-α＜E(ηN)＜α时为相对冗余节点，0≤E(ηN)≤1-α时为非冗余节点，其中，α为预先设定的阈值；
步骤三，估计节点经过信息交换阶段之后的剩余能量：发送机每传1bit信息消耗能量：Eelec-te，接收机每接收1bit信息消耗能量：Eelec-re，且有Felec-te＝Eelec-re；每传输1bit信息通过单位距离发送端放大器需消耗的能量:Eamp，发送端发送kbits信息到距离d的接收端需消耗的能量为Eelec-te*k+Eamp*k*d2，接收端接收kbits信息消耗能量为：Eelec-re*k；具有m个邻居节点的节点需要在信息交换过程中消耗的能量为：
(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*m+(Eelec-re*k)*m
在信息交换过程之后具有m个邻居节点的节点的剩余能量为：
Eest1＝E1-(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*m-(Eelec-re*k)*m，其中，E1为信息交换前的节点的实时能量；
步骤四，发现潜在的死亡节点：如果节点能量满足：则为潜在的死亡节点，其中，为一个时间段内消耗的平均能量；
步骤五，节点信息交换：每个节点将包含本身的冗余度信息和是否为潜在的死亡节点的信息广播给所有的邻居节点；
步骤六，非潜在死亡节点估计是否可以移动到潜在的死亡节点的位置；
估计信息交换消耗的能量：所有可移动节点移动前要进行信息交换，此过程消耗能量为：
(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*L+(Eelec-re*k)*L，L为进行信息交换的节点的数目，k为信息的bit，d为信息传送的距离；
若节点移动，估计节点在移动后的剩余能量：
Eest2＝E2-(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*L-(Eelec-re*k)*L-Emove*h，其中，h为移动到目标位置的距离，E2为移动前的节点的实时能量；
判断节点是否具有移动的能量：要求移动节点到底新位置后至少工作x个时间段，若节点能量满足：则此节点具有移动到目标位置的能量，否则，不具有此能力，其中，x为预先设定的阈值；
步骤七，决定移动节点：
根据如下规则在所有可移动的节点中选择最佳节点：
若在可移动节点中存在绝对冗余节点，根据目标距离判断，移动目标距离最小的绝对冗余节点；若存在多个绝对冗余节点的目标距离相等且均为最小，则再根据剩余能量Eest2的大小判断，选择剩余能量最大的节点；
若在可移动节点中只有相对冗余节点，则根据相对冗余节点的移动距离进行选择，相对冗余节点移动的距离为相对冗余节点的最大可移动距离，最大可移动距离是指在不影响覆盖区域的条件下节点可移动的最大距离，根据最大可移动距离确定相对冗余节点移动的目标位置；比较相对冗余节点的最大可移动距离，移动最大可移动距离最小的相对冗余节点，若存在多个相对冗余节点的最大可移动距离相等且均为最小，则再根据剩余能量Eest2的大小判断，选择剩余能量最大的节点，
步骤八，对剩余绝对冗余节点采用睡眠调度机制：在节点移动到目标位置后，将绝对冗余节点状态改变为睡眠；
方案设计模块，与素材数据处理模块、方案选择模块连接，用于对采集的素材进行设计；
方案选择模块，与方案设计模块、三维模型生成模块连接，用于通过客户端选择并结合数据库的设计，形成模型信息的数字设计方案；
三维模型生成模块，与方案选择模块连接，用于根据数字设计方案生成三维模块。
进一步，所述三维模型生成模块生成方法如下：
首先，输入已装修好的样板房的三维模型，提取每个房间的名称以及房间的风格特征参数和家具布局特征参数，生成描述设计风格的语义文件；
其次，输入待装修房的三维模型，根据每个房间的名称从所述语义文件中获取相同名称样板房房间的风格特征参数和家具布局特征参数；
然后，根据所述风格特征参数从模型数据库中获取对应的设计元素三维模型，添加在待装修房的三维模型中；
最后，根据所述语义文件中对应的家具布局特征参数获取模型数据库中对应的家具模型，并添加在房间的对应位置，生成三维虚拟室内设计模型。
本发明能将同类装修风格套用到不同结构的户型上，快速生成不同风格的室内三维模型，也能在同一套户型上快速生成不同风格的装修效果，能够大幅度减少手工交互设计的工作量，提高室内场景的建模效率；同时通过三维模型生成模块设计出的新型三维全景设计方案即为数字精装，为客户提供如身临其境的全景效果图，并实现了客户对设计方案的一键式优化，大大缩减了设计方案的修改流程，节省设计成本；同时将设计和建材、家居供应链一起呈现给客户，客户可通过数联平台直接在线购买设计方案中的建材、家居、软装饰品等，实现所见即所得的设计方案，将家居领域内各产业实现多边链，形成整套的家居设计行业新方式，合理利用资源，让大家居产品提供者能前置式营销、联合营销，减少营销费用；为大家居产业提供一种将设计和供应链合二为一，真正实现所见即所得的设计方案，打通各设计软件技术链接点，互通有无，将家居领域内各产业实现多边链接，形成大家居生产流水线，让家居产业链各环节能直面消费者，让消费者亲身参与到设计中去缩短与消费者的距离。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能分布式三维室内设计控制系统结构示意图；
图中：1、素材采集模块；2、素材数据处理模块；3、数据库存储模块；4、方案设计模块；5、方案选择模块；6、三维模型生成模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的智能分布式三维室内设计控制系统包括：素材采集模块1、素材数据处理模块2、数据库存储模块3、方案设计模块4、方案选择模块5、三维模型生成模块6。
素材采集模块1，与素材数据处理模块2连接，用于采集室内设计需要的基础素材,运用软件加工处理，输出产品模型、空间模型、施工节点模型；
素材数据处理模块2，与素材采集模块1、数据库存储模块3、方案设计模块4连接，用于对素材整理及素材元素进行分析处理；
数据库存储模块3，与素材数据处理模块2连接，用于存储室内设计元素的三维模型，每个设计元素的三维模型具有唯一ID号和所属类别；
方案设计模块4，与素材数据处理模块2、方案选择模块5连接，用于对采集的素材进行设计；
方案选择模块5，与方案设计模块4、三维模型生成模块6连接，用于通过客户端选择并结合数据库的设计，形成模型信息的数字设计方案；
三维模型生成模块6，与方案选择模块5连接，用于根据数字设计方案生成三维模块。
所述素材采集模块将待匹配图像和模板图像进行二次小波变换，保存第二次小波变换后得到的LL子区域，此时图像的宽和高分别为原图像的LL子区域包含图像的主要灰度信息，匹配即在该子区域进行；采用归一化互相关匹配方法，在小波变换的图像上进行遍历搜索；归一化互相关度量公式如下：
S(x,y)表示原始待匹配图像中坐标位置为(x,y)处像素点的灰度值；T(u,v)表示模板图像中坐标位置为(u,v)处像素点的灰度值，其中模板图像大小为m×n；
所述数据库存储模块覆盖保持方法包括以下步骤：
步骤一，确定邻居节点数：节点广播HELLO消息给周围节点，节点记录接受到的不同的HELLO消息的数目从而得到本身的邻居节点数N；
步骤二，估计节点冗余度：利用邻居节点数N得到节点冗余度的期望值为：当E(ηN)≥α时认为是绝对冗余节点，当1-α＜E(ηN)＜α时为相对冗余节点，0≤E(ηN)≤1-α时为非冗余节点，其中，α为预先设定的阈值；
步骤三，估计节点经过信息交换阶段之后的剩余能量：发送机每传1bit信息消耗能量：Eelec-te，接收机每接收1bit信息消耗能量：Eelec-re，且有Eelec-te＝Eelec-re；每传输1bit信息通过单位距离发送端放大器需消耗的能量：Eamp，发送端发送kbits信息到距离d的接收端需消耗的能量为Eelec-te*k+Eamp*k*d2，接收端接收kbits信息消耗能量为：Eelec-re*k；具有m个邻居节点的节点需要在信息交换过程中消耗的能量为：
(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*m+(Eelec-re*k)*m
在信息交换过程之后具有m个邻居节点的节点的剩余能量为：
Eest1＝E1-(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*m-(Eelec-re*k)*m，其中，E1为信息交换前的节点的实时能量；
步骤四，发现潜在的死亡节点：如果节点能量满足：则为潜在的死亡节点，其中，为一个时间段内消耗的平均能量；
步骤五，节点信息交换：每个节点将包含本身的冗余度信息和是否为潜在的死亡节点的信息广播给所有的邻居节点；
步骤六，非潜在死亡节点估计是否可以移动到潜在的死亡节点的位置；
估计信息交换消耗的能量：所有可移动节点移动前要进行信息交换，此过程消耗能量为：
(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*L+(Eelec-re*k)*L，L为进行信息交换的节点的数目，k为信息的bit，d为信息传送的距离；
若节点移动，估计节点在移动后的剩余能量：
Eest2＝E2-(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*L-(Eelec-re*k)*L-Emove*h，其中，h为移动到目标位置的距离，E2为移动前的节点的实时能量；
判断节点是否具有移动的能量：要求移动节点到底新位置后至少工作x个时间段，若节点能量满足：则此节点具有移动到目标位置的能量，否则，不具有此能力，其中，x为预先设定的阈值；
步骤七，决定移动节点：
根据如下规则在所有可移动的节点中选择最佳节点：
若在可移动节点中存在绝对冗余节点，根据目标距离判断，移动目标距离最小的绝对冗余节点；若存在多个绝对冗余节点的目标距离相等且均为最小，则再根据剩余能量Eest2的大小判断，选择剩余能量最大的节点；
若在可移动节点中只有相对冗余节点，则根据相对冗余节点的移动距离进行选择，相对冗余节点移动的距离为相对冗余节点的最大可移动距离，最大可移动距离是指在不影响覆盖区域的条件下节点可移动的最大距离，根据最大可移动距离确定相对冗余节点移动的目标位置；比较相对冗余节点的最大可移动距离，移动最大可移动距离最小的相对冗余节点，若存在多个相对冗余节点的最大可移动距离相等且均为最小，则再根据剩余能量Eest2的大小判断，选择剩余能量最大的节点，
步骤八，对剩余绝对冗余节点采用睡眠调度机制：在节点移动到目标位置后，将绝对冗余节点状态改变为睡眠；
本发明提供的三维模型生成模块6生成方法如下：
首先，输入已装修好的样板房的三维模型，提取每个房间的名称以及房间的风格特征参数和家具布局特征参数，生成描述设计风格的语义文件；
其次，输入待装修房的三维模型，根据每个房间的名称从所述语义文件中获取相同名称样板房房间的风格特征参数和家具布局特征参数；
然后，根据所述风格特征参数从模型数据库中获取对应的设计元素三维模型，添加在待装修房的三维模型中；
最后，根据所述语义文件中对应的家具布局特征参数获取模型数据库中对应的家具模型，并添加在房间的对应位置，生成三维虚拟室内设计模型。
本发明通过素材采集模块1采集室内设计需要的基础素材,运用软件加工处理，输出产品模型、空间模型、施工节点模型并传送给素材数据处理模块2进行分析处理；素材数据处理模块2将处理的素材数据存储到数据库存储模块3，通过方案设计模块4对采集的素材进行设计；接着根据方案选择模块5选择并结合数据库的设计，形成模型信息的数字设计方案；最后，通过三维模型生成模块6生成三维模块。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种智能分布式三维室内设计控制系统，其特征在于，所述智能分布式三维室内设计控制系统包括：
素材采集模块，与素材数据处理模块连接，用于采集室内设计需要的基础素材,运用软件加工处理，输出产品模型、空间模型、施工节点模型；
所述素材采集模块将待匹配图像和模板图像进行二次小波变换，保存第二次小波变换后得到的LL子区域，此时图像的宽和高分别为原图像的LL子区域包含图像的主要灰度信息，匹配即在该子区域进行；采用归一化互相关匹配方法，在小波变换的图像上进行遍历搜索；归一化互相关度量公式如下：
S(x,y)表示原始待匹配图像中坐标位置为(x,y)处像素点的灰度值；T(u,v)表示模板图像中坐标位置为(u,v)处像素点的灰度值，其中模板图像大小为m×n；
素材数据处理模块，与素材采集模块、数据库存储模块、方案设计模块连接，用于对素材整理及素材元素进行分析处理；
数据库存储模块，与素材数据处理模块连接，用于存储室内设计元素的三维模型，每个设计元素的三维模型具有唯一ID号和所属类别；
所述数据库存储模块覆盖保持方法包括以下步骤：
步骤一，确定邻居节点数：节点广播HELLO消息给周围节点，节点记录接受到的不同的HELLO消息的数目从而得到本身的邻居节点数N；
步骤二，估计节点冗余度：利用邻居节点数N得到节点冗余度的期望值为：当E(ηN)≥α时认为是绝对冗余节点，当1-α＜E(ηN)＜α时为相对冗余节点，0≤E(ηN)≤1-α时为非冗余节点，其中，α为预先设定的阈值；
步骤三，估计节点经过信息交换阶段之后的剩余能量：发送机每传1bit信息消耗能量：Eelec-te，接收机每接收1bit信息消耗能量：Eelec-re，且有
Eelec-te＝Eelec-re；每传输1bit信息通过单位距离发送端放大器需消耗的能量:Eamp，发送端发送kbits信息到距离d的接收端需消耗的能量为
Eelec-te*k+Eamp*k*d2，接收端接收kbits信息消耗能量为：Eelec-re*k；具有m个邻居节点的节点需要在信息交换过程中消耗的能量为：
(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*m(Eelec-re*k)*m
在信息交换过程之后具有m个邻居节点的节点的剩余能量为：
Eest1＝E1-(Eelec-te*k+Emap*k*d2)*m(Eelec-re*k)*m，其中，E1为信息交换前的节点的实时能量；
步骤四，发现潜在的死亡节点：如果节点能量满足：则为潜在的死亡节点，其中，为一个时间段内消耗的平均能量；
步骤五，节点信息交换：每个节点将包含本身的冗余度信息和是否为潜在的死亡节点的信息广播给所有的邻居节点；
步骤六，非潜在死亡节点估计是否可以移动到潜在的死亡节点的位置；
估计信息交换消耗的能量：所有可移动节点移动前要进行信息交换，此过程消耗能量为：
(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*L(Eelec-re*k)*L，L为进行信息交换的节点的数目，k为信息的bit，d为信息传送的距离；
若节点移动，估计节点在移动后的剩余能量：
Eest2＝E2-(Eelec-te*k+Eamp*k*d2)*L(Eelec-re*k)*h，其中，h为移动到目标位置的距离，E2为移动前的节点的实时能量；
判断节点是否具有移动的能量：要求移动节点到底新位置后至少工作x个时间段，若节点能量满足：则此节点具有移动到目标位置的能量，否则，不具有此能力，其中，x为预先设定的阈值；
步骤七，决定移动节点：
根据如下规则在所有可移动的节点中选择最佳节点：
若在可移动节点中存在绝对冗余节点，根据目标距离判断，移动目标距离最小的绝对冗余节点；若存在多个绝对冗余节点的目标距离相等且均为最小，则再根据剩余能量Eest2的大小判断，选择剩余能量最大的节点；
若在可移动节点中只有相对冗余节点，则根据相对冗余节点的移动距离进行选择，相对冗余节点移动的距离为相对冗余节点的最大可移动距离，最大可移动距离是指在不影响覆盖区域的条件下节点可移动的最大距离，根据最大可移动距离确定相对冗余节点移动的目标位置；比较相对冗余节点的最大可移动距离，移动最大可移动距离最小的相对冗余节点，若存在多个相对冗余节点的最大可移动距离相等且均为最小，则再根据剩余能量Eest2的大小判断，选择剩余能量最大的节点，
步骤八，对剩余绝对冗余节点采用睡眠调度机制：在节点移动到目标位置后，将绝对冗余节点状态改变为睡眠；
方案设计模块，与素材数据处理模块、方案选择模块连接，用于对采集的素材进行设计；
方案选择模块，与方案设计模块、三维模型生成模块连接，用于通过客户端选择并结合数据库的设计，形成模型信息的数字设计方案；
三维模型生成模块，与方案选择模块连接，用于根据数字设计方案生成三维模块。
2.如权利要求1所述的智能分布式三维室内设计控制系统，其特征在于，所述三维模型生成模块生成方法如下：
首先，输入已装修好的样板房的三维模型，提取每个房间的名称以及房间的风格特征参数和家具布局特征参数，生成描述设计风格的语义文件；
其次，输入待装修房的三维模型，根据每个房间的名称从所述语义文件中获取相同名称样板房房间的风格特征参数和家具布局特征参数；
然后，根据所述风格特征参数从模型数据库中获取对应的设计元素三维模型，添加在待装修房的三维模型中；
最后，根据所述语义文件中对应的家具布局特征参数获取模型数据库中对应的家具模型，并添加在房间的对应位置，生成三维虚拟室内设计模型。
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