CN110442952A - 一种规则虚拟空间家具智能布局的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，包括如下步骤：步骤一：数字化，通过后台服务器将空间信息、家具信息以及家具布局约束信息进行数字化，得到虚拟空间以及家具单元；步骤二：在虚拟空间中定义家具布局运算的基本规则，得到规则虚拟空间；步骤三：将家具单元在规则虚拟空间内进行布置摆放；步骤四：判断家具布置是否符合所有家具布局运算的基本规则；步骤五：导出家具布置结果。本发明涉及智能家居装饰设计领域，具体涉及一种规则虚拟空间家具智能布局的方法。通过简单的数据化节省计算资源，在规则的虚拟空间里，依靠简单的算法即可快速合理的将家具进行布局，满足简单场景下的快速布局需求。

Description

一种规则虚拟空间家具智能布局的方法
技术领域
本发明涉及智能家居装饰设计领域，具体涉及一种规则虚拟空间家具智能布局的方法。
背景技术
现有的一些模拟室内家具布局的技术方案能够在复杂空间场景下使用，但需要消耗较多的计算资源和计算时间，且需建立大量的家具模型进行布置，准备工作量大；但在有限的计算资源内，快速得到简单的场景下的家具布置方案，现有的技术方案并不能满足要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种规则虚拟空间家具智能布局的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，包括如下步骤：
步骤一：数字化，通过后台服务器将空间信息、家具信息以及家具布局约束信息进行数字化，得到虚拟空间以及家具单元；
步骤二：在虚拟空间中定义家具布局运算的基本规则，得到规则虚拟空间；
步骤三：将家具单元在规则虚拟空间内进行布置摆放；
步骤四：判断家具布置是否符合所有家具布局运算的基本规则；
步骤五：导出家具布置结果。
其中：步骤一中所述数字化包括空间信息数字化、家具信息数字化以及家具布局约束数字化；
所述空间信息数字化包括墙壁信息数字化、门信息数字化以及窗信息数字化，其中：所述墙壁信息包括墙壁宽度的第一宽度信息以及墙壁位置的第一位置信息；所述门信息包括门宽度的第二宽度信息以及门位置的第二位置信息，所述窗信息包括窗宽度的第三宽度信息以及窗位置的第三位置信息以及离地高度信息；
所述家具信息数据化，其中：所述家具信息包括家具的尺寸、家具的四边定义以及家具四边的预留空间信息；
所述家具布局约束数字化，其中：家具布局约束包括家具与家具之间的空间关系约束、家具与墙壁的空间关系约束。
其中：所述家具与家具之间的空间关系约束包括：
约束一：家具与家具之间的间距；
所述家具与墙壁的空间关系约束包括：
约束二：家具与墙壁之间的间距。
其中：相关联的家具单元可根据约束一拼合成家具组。
其中：步骤二所述家具布局运算的基本规则的包括：
规则一：家具不可重叠摆放；
规则二：门和窗的相应区域不可摆放家具；
规则三：在虚拟空间内家具的摆放根据家具布置约束二进行摆放。
其中：所述步骤三中家具布置的方法：每布置一件家具，虚拟空间将进行扣减相应的空间单元，得到剩余可布置空间，下一件家具仅能在剩余可布置空间中进行布置，循环至家具布局结束。
本发明的有益效果是：通过后台服务器将空间信息、家具信息以及家具布局约束信息进行简单的数据化得到虚拟空间以及家具单元，在虚拟空间中定义基本的家具布局运算规则得到规则的虚拟空间，在规则的虚拟空间内进行家具单元的布置以及运算，快速得到家具布置结果。通过简单的数据化节省计算资源，在规则的虚拟空间里，依靠简单的算法即可快速合理的将家具进行布局，满足简单场景下的快速布局需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明的虚拟空间坐标示意图；
图3是本发明的虚拟空间内家具摆放的示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明是这样实现的：一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，包括如下步骤：
步骤一：数字化，通过后台服务器将空间信息、家具信息以及家具布局约束信息进行数字化，得到虚拟空间以及家具单元；
步骤二：在虚拟空间中定义家具布局运算的基本规则，得到规则虚拟空间；
步骤三：将家具单元在规则虚拟空间内进行布置摆放；
步骤四：判断家具布置是否符合所有家具布局运算的基本规则；
步骤五：导出家具布置结果。
具体地，所述步骤一至步骤五的具体实施方式均通过Java后台服务器实现的。
其中：步骤一中所述数字化包括空间信息数字化、家具信息数字化以及家具布局约束数字化；
所述空间信息数字化包括墙壁信息数字化、门信息数字化以及窗信息数字化，其中：所述墙壁信息包括墙壁宽度的第一宽度信息以及墙壁位置的第一位置信息；所述门信息包括门宽度的第二宽度信息以及门位置的第二位置信息，所述窗信息包括窗宽度的第三宽度信息以及窗位置的第三位置信息以及离地高度信息；
所述家具信息数据化，其中：所述家具信息包括家具的尺寸、家具的四边定义以及家具四边的预留空间信息；
所述家具布局约束数字化，其中：家具布局约束包括家具与家具之间的空间关系约束、家具与墙壁的空间关系约束。
具体地，空间是由墙壁围成的矩形，根据墙壁的宽度信息，确定虚拟空间的中心点，首先以虚拟空间中心点作为坐标原点，建立XOY平面坐标系，其中墙壁位置的定义方法：坐标系中X轴正方向的轴对齐值定义为Math.PI/2*0，内法向值定义为0，引入参数W1(Math.PI/2*0,0)；Y轴正方向的轴对齐值定义为Math.PI/2*1，内法向值定义为1，引入参数W2(Math.PI/2*1,1)；X轴负方向的轴对齐值定义为Math.PI/2*2，内法向值定义为2，引入参数W3(Math.PI/2*2,2)；Y轴负方向的轴对齐值定义为Math.PI/2*3，内法向值定义为3，引入参数W4(Math.PI/2*3,3)；引入的参数W1、W2、W3、W4代表空间四边的墙壁，进一步,墙壁的坐标数据结构定义为(起点X坐标，起点Y坐标，终点X坐标，终点Y坐标)，因此空间四边的墙壁的坐标数据分别为W1的坐标数据(X，-Y，X，Y)、W2的坐标数据(X，Y，-X，Y)、W3的坐标数据(-X，Y，-X，-Y)、W4的坐标数据(-X，-Y，X，-Y)，向计算机程序输入W1、W2、W3、W4的坐标数据，即可得到如图2所示的显示界面。
然后门信息、窗信息进行数据化，根据门、窗所在的墙壁位置信息，将门、窗在空间坐标系上进行数字化，具体地以其中一扇门为例，假设门设置在墙壁W1上，因此，门的数字化定义为(Math.PI/2*0,0，X1,Y1,X2,Y2)其中X1,Y1,X2,Y2分别是窗的起点X坐标，起点Y坐标，终点X坐标，终点Y坐标；以其中一扇窗为例，假设窗设置在墙壁W1上，因此窗的数字化定义为(Math.PI/2*0,0，X3，Y3，h，X4，Y4)，其中X3，Y3，X4，Y4分别是窗的起点X坐标，起点Y坐标，终点X坐标，终点Y坐标,h为窗离地高度；
对家具信息进行数据化，其中：家具尺寸信息包括长度(L)、宽度(W)、高度(H)，引入参数t(L，W，H)表示该家具的尺寸信息；家具的四边信息的进行定义：具体地，如图3所示，假设空间内的方位是以Y轴负方向定义为前方，则可定义出家具的前边(FS)，以Y轴正方向定义为后方，定义出家具的后边(BS)，以X轴正方向定义左方，定义出家具的左边(LS)，以X轴负方向定义为右方，定义出家具的右边(RS)；家具的四边间距是指家具前后左右的留空间距，包括前间距(FL)，后间距(BL)，左间距(LL)，右间距(RL)，引入参数σ(FL，BL,LL,RL)；
所述家具布局约束包括家具与家具之间的空间关系约束、家具与墙壁的空间关系约束。
其中:所述家具与家具之间的空间关系约束包括：
约束一：家具与家具之间的间距；即家具A的某一边与家具B某一边之间的距离d，如图3所示，沙发的前边(FS)与茶几的后边(BS)之间的距离d，对距离d进行赋值，从而限定家具与家具之间的位置关系。
所述家具与墙壁的空间关系约束包括：
约束二：家具与墙壁之间的间距；即家具A的某一边与墙壁之间的距离D；如图3所示，沙发需靠墙布置，即沙发的后边(BS)与墙壁之间的距离D为零；对距离D进行赋值，从而限定家具与墙壁之间的位置关系；其中，家具与墙壁之间的约束数量没有限制，以沙发为例，沙发的后边(BS)靠着后墙，则对距离D1赋值0，可再对沙发进行约束，沙发的左边(LS)距离左墙100CM，则有对距离D2赋值100。
其中：相关联的家具单元可根据约束一拼合成家具组。结合家具数字化以及家具布局约束，将有关联的家具进行组合，统一放置；具体地，按照常规家具摆设，沙发M与茶几N是相互关联布置的，且沙发M的前边(FS)和茶几N的后边(BS)距离d通常为70CM，则将沙发M和茶几N组合成家具组，根据家具布局约束的约束一，将家具进行组合，如图3所示，引入新的家具单元R表示家具组合，首先沙发M和茶几N中心位置对齐进行组合，得出该组合的最大长度LMax、最大宽度WMax以及最大高度HMax，且组合后的四边留空间距为新的前间距FL′、后间距BL′、左间距LL′、右间距RL′，将家具单元R的信息进行数据化，因此家具单元R的尺寸信息t(LMax，WMax，HMax)，σ(FL′，BL′,LL′,RL′)，在下一步家具布置中可家具单元R来直接代替沙发M和茶几N。
其中：步骤二所述家具布局运算的基本规则的包括：
规则一：家具不可重叠摆放；将虚拟空间用边长为1CM的正方形网格将空间划分为许多个小的空间单元，采用迭代运算的方式进行运算，以单元格为单位进行移动家具并通过单元格判断家具摆放是否重叠。
规则二：门和窗的相应区域不可摆放家具；根据门信息，由门向墙内延伸一定距离获得矩形区域A，和矩形区域A重叠的单元格将不能摆放任何家具，避免家具阻碍门的开关；根据窗的信息，由窗向墙内延伸一定距离获得矩形区域B，和此矩形区域B重叠的单元格内不能摆放任何高度H超过窗户离地高度h的家具，避免家具遮挡窗户。
规则三：在虚拟空间内家具的摆放根据家具布局约束进行摆放。将有指定离家具某边距离d的家具摆放在指定距离d的位置，将有指定离墙距离的家具摆放在离墙指定距离D的位置，家具的摆放需同时满足家具布局约束。
其中：步骤三中所述家具布置的方法：每布置一件家具，规则虚拟空间将扣减相应的空间单元，得到剩余可布置空间，下一件家具仅能在剩余可布置空间中进行布置，循环至家具布局结束。
其中：步骤四中家具布局符合所有家具布局规则则进行下一步导出结果；不符合即进行调整，再重新判断，循环至符合为止。
其中：步骤五中所述家具布置结果是一种可用于3D空间家具布置的数据结构，具体为JSON的数据结构。
在本发明中：通过后台服务器将空间信息、家具信息以及家具布局约束信息进行简单的数据化得到虚拟空间以及家具单元，在虚拟空间中定义基本的家具布局运算规则得到规则的虚拟空间，在规则的虚拟空间内进行家具单元的布置以及运算，快速得到家具布置结果。通过简单的数据化节省计算资源，在规则的虚拟空间里，依靠简单的算法即可快速合理的将家具进行布局，满足简单场景下的快速布局需求。

Claims (6)

1.一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：数字化，通过后台服务器将空间信息、家具信息以及家具布局约束信息进行数字化，得到虚拟空间以及家具单元；
步骤二：在虚拟空间中定义家具布局运算的基本规则，得到规则虚拟空间；
步骤三：将家具单元在规则虚拟空间内进行布置摆放；
步骤四：判断家具布置是否符合所有家具布局运算的基本规则；
步骤五：导出家具布置结果。
2.根据权利要求1所述一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，其特征在于：步骤一中所述数字化包括空间信息数字化、家具信息数字化以及家具布局约束数字化；
所述空间信息数字化包括墙壁信息数字化、门信息数字化以及窗信息数字化，其中：所述墙壁信息包括墙壁宽度的第一宽度信息以及墙壁位置的第一位置信息；所述门信息包括门宽度的第二宽度信息以及门位置的第二位置信息，所述窗信息包括窗宽度的第三宽度信息以及窗位置的第三位置信息以及离地高度信息；
所述家具信息数据化，其中：所述家具信息包括家具的尺寸、家具的四边定义以及家具四边的预留空间信息；
所述家具布局约束数字化，其中：家具布局约束包括家具与家具之间的空间关系约束、家具与墙壁的空间关系约束。
3.根据权利要求2所述一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，其特征在于：所述家具与家具之间的空间关系约束包括：
约束一：家具与家具之间的间距；
所述家具与墙壁的空间关系约束包括：
约束二：家具与墙壁之间的间距。
4.根据权利要求3所述一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，其特征在于：相关联的家具单元可根据约束一拼合成家具组。
5.根据权利要求2所述一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，其特征在于：步骤二所述家具布局运算的基本规则的包括：
规则一：家具不可重叠摆放；
规则二：门和窗的相应区域不可摆放家具；
规则三：在虚拟空间内家具的摆放根据家具布置约束二进行摆放。
6.根据权利要求3所述一种规则虚拟空间家具智能布局的方法，其特征在于：所述步骤三中家具布置的方法：每布置一件家具，虚拟空间将进行扣减相应的空间单元，得到剩余可布置空间，下一件家具仅能在可剩余可布置空间中进行布置，循环至家具布局结束。
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