CN111102936A - 一种户型图的扫描及生成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户型图的扫描及生成系统，涉及房屋测绘技术领域。该系统的一具体实施方式包括：户型数据扫描单元，用于基于一种或多种传感器探测房屋的墙体位置，得到户型数据；扫描数据预处理单元，用于根据户型数据扫描单元发来的户型数据，结合SLAM算法生成粗略户型图。该实施方式能够基于一种或多种传感器，自动进行房屋的勘察、记录、绘制，系统鲁棒性好，无需过多人工辅助，自动程度高，有效节省测绘人员的时间，提高测绘效率。

Description

一种户型图的扫描及生成系统

技术领域

本发明涉及房屋测绘技术领域，尤其涉及一种户型图的扫描及生成系统。

背景技术

目前，房屋需要测绘制成户型图，才便于后续的相关事项的开展（销售、装修、评估等等），常规的做法是人工进行房屋的勘察、记录、绘制，从而得到户型图，时间长，工作量大，数据精确度不高。

为了提高效率，缩短时间，测绘人员会在勘察、记录阶段采用电子尺（例如激光测距仪）采集数据，再依据这些数据进行绘制，如果房屋结构复杂，依然要占用测绘人员的大量时间。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种户型图的扫描及生成系统，能够基于一种或多种传感器，自动进行房屋的勘察、记录、绘制，系统鲁棒性好，无需过多人工辅助，自动程度高，有效节省测绘人员的时间，提高测绘效率。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种户型图的扫描及生成系统，包括：

户型数据扫描单元，用于基于一种或多种传感器探测房屋的墙体位置，得到户型数据；

扫描数据预处理单元，用于根据户型数据扫描单元发来的户型数据，结合SLAM算法生成粗略户型图。

更进一步，还包括：户型图精细化处理单元，用于获取粗略户型图，基于图像处理算法获得精细户型图。

更进一步，还包括：户型比例换算单元，用于获取粗略户型图，基于换算计算出每个像素对应的实际面积，并最终得到房间分割估算数据及房间面积估算数据，

基于房间分割估算数据及房间面积估算数据，生成测绘户型图。

更进一步，还包括：户型比例换算单元，用于获取精细户型图，基于换算得到每个像素对应的实际面积，并最终得到精细户型图中的房间分割数据及房间面积数据，

基于房间分割数据及房间面积数据，生成测绘户型图。

更进一步，还包括：云端通讯模块，用于基于无线网络，将粗略户型图和/或精细户型图传输到云端，

用于接收云端返回的处理数据，根据云端返回的处理数据，生成相应的户型图。

更进一步，还包括：客户端通讯模块，用于基于无线网络，将粗略户型图和/或精细户型图和/或测绘户型图传输到客户端，显示于客户端的显示屏上。

更进一步，所述户型数据扫描单元，设置于手持设备上，

所述户型数据扫描单元，随手持设备位置的变化，在房间内移动并探测房屋的墙体位置。

更进一步，所述户型数据扫描单元，设置于配套的自动行走支撑底座上，

所述户型数据扫描单元，控制所述自动行走支撑底座的自动行走，随自动行走支撑底座的位置变化，在房间内移动并探测房屋的墙体位置。

更进一步，所述户型数据扫描单元，包括：

第一传感器，用于获取墙体的位置信息，

所述第一传感器，设有控制板卡，所述控制板卡用于驱动第一传感器工作，用于与系统中的其他单元交互数据；

或者，包括：第一传感器和第二传感器，

所述第二传感器，用于校正墙体的位置信息，用于获取并校正第一传感器的工作姿态信息，

所述第二传感器，设有扩展板卡，所述扩展板卡用于与控制板卡连接，用于驱动一个或多个第二传感器工作，用于经过控制板卡与系统中的其他单元交互数据。

更进一步，所述第一传感器，至少包括激光雷达，

所述第二传感器包括以下任意之一或部分或全部：IMU传感器，方向传感器，视觉数据采集传感器，超声波传感器，

所述视觉数据采集传感器，具体包括以下任意之一或部分或全部：一个或多个照相机或摄像机，一个或多个深感镜头单元。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明所述户型图的扫描及生成系统，基于一种或多种传感器探测房屋的墙体位置，提升扫描效率及扫描精度，对扫描图像进行自动的精细化处理，得到完整的房屋墙体轮廓，实现了自动进行房屋的勘察、记录、绘制，进而达到系统鲁棒性好，有效节省测绘人员的时间，提高测绘效率的技术效果。

本发明所述户型图的扫描及生成系统，自动进行房屋的勘察、记录、绘制，不需要额外设置辅助定位物品，使用更为简单，无需过多人工辅助。

本发明所述户型图的扫描及生成系统，多传感器配合工作时，受环境影响小，能提高对白色墙体、玻璃、高反光物体的识别与分辨，扫描精度不易受到环境影响。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明所述户型图的扫描及生成系统的实施例1的系统架构图；

图2是本发明所述户型图的扫描及生成系统的实施例2的系统架构图；

图3是本发明所述户型图的扫描及生成系统的实施例3的系统架构图；

图4是本发明所述户型图的扫描及生成系统的实施例4的系统架构图；

图5是本发明所述户型图的扫描及生成系统的实施例5的系统架构图；

图6是本发明所述户型图的扫描及生成系统的实施例6的系统架构图；

图7是根据本发明实施例的户型图的扫描及生成系统的一个实施例的粗略户型图示意图；

图8是根据本发明实施例的户型图的扫描及生成系统的一个实施例的精细户型图示意图；

图9是根据本发明实施例的户型图的扫描及生成系统的一个实施例的测绘户型图示意图；

图10是根据本发明实施例的户型图的扫描及生成系统的一个实施例的户型数据扫描单元示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的户型图的扫描及生成系统的一个实施例的系统架构图，如图1所示，本发明实施例提供了一种户型图的扫描及生成系统，包括：

户型数据扫描单元，用于基于一种或多种传感器探测房屋的墙体位置，得到户型数据；

扫描数据预处理单元，用于根据户型数据扫描单元发来的户型数据，结合SLAM算法（simultaneous localization and mapping，同步定位与建图算法）生成粗略户型图（亦称为粗糙户型图）。

所述户型数据扫描单元与所述扫描数据预处理单元信号连接。

所述房屋的墙体，包括承重墙和非承重墙。

所述房屋的墙体，其材质为以下任意之一或部分：木材，石材，混凝土，金属，玻璃。

所述粗略户型图，基于户型数据扫描单元发来的户型数据，解析户型数据中障碍物的位置信息，形成连续或非连续的像素点，具体包括：

第一类像素点，例如可为黑色像素点，代表障碍物所在位置，通常即墙体位置，

第二类像素点，例如可为白色像素点，代表无障碍物区域，

第三类像素点，例如可为灰色像素点，代表未扫描过的区域。

以上所述颜色仅为示例性描述，并非对颜色的限定。

如图7所示，所述粗略户型图，包含扫描的真实尺度比例信息，其中也包括较多噪点，边缘轮廓不连续存在缺口或弯曲，边缘轮廓粗细不一。

获得粗略户型图的过程中，户型数据扫描单元，不需要额外设置辅助定位物品，减轻了人工辅助的工作量，自动化程度高，户型数据扫描单元与扫描数据预处理单元配合，即可自动进行房屋的勘察、记录。

在上述技术方案的基础上，如图2所示，还包括：户型图精细化处理单元，用于获取粗略户型图，基于图像处理算法获得精细户型图。

所述户型图精细化处理单元与所述扫描数据预处理单元信号连接。

所述精细户型图，基于粗略户型图，将代表障碍物的连续的像素点拟合为一条线段，例如一条实线线段，将代表障碍物的非连续的像素点拟合为一条线段，例如一条虚线线段，或者将代表障碍物的非连续的像素点拟合为一条线段，且与相邻线段之间留有至少一个像素的间隙，具体包括：

水平墙体线段，代表户型图中左右方向墙体所在位置，

垂直墙体线段，代表户型图中前后方向墙体所在位置，

倾斜墙体线段，代表户型图中与左右方向或前后方向存在夹角的墙体所在位置，

弧形墙体线段，代表户型图中弧形墙体所在位置

拐角墙体线段，代表户型图中水平墙体线段、垂直墙体线段、倾斜墙体线段、弧形墙体线段之间相交之处的墙体所在位置。

如图8所示，所述精细户型图，删除了粗略户型图中的噪点，边缘轮廓粗细一致，连贯。

获得精细户型图的过程，实现了户型图的自动绘制，绘制基础为包含扫描的真实尺度比例信息的粗略户型图，数据准确程度更高，图形比例更准确，有效避免了人工测量的误差，降低了工作量，提高了工作效率，也为数据存入数据库提供了更好的条件基础。

在上述技术方案的基础上，如图3所示，还包括：户型比例换算单元，用于获取精细户型图，基于换算得到每个像素对应的实际面积，并最终得到精细户型图中的房间分割数据及房间面积数据，

基于房间分割数据及房间面积数据，生成测绘户型图，

或者：

如图4所示，还包括：户型比例换算单元，用于获取粗略户型图，基于换算计算出每个像素对应的实际面积，并最终得到房间分割估算数据及房间面积估算数据，

基于房间分割估算数据及房间面积估算数据，生成测绘户型图。

所述户型比例换算单元与所述户型图精细化处理单元信号连接。

或者，所述户型比例换算单元与所述扫描数据预处理单元信号连接。

以图3所述方案为例，如图9所示，所述测绘户型图，除了包括精细户型图的内容外，进一步包括：

墙体尺寸数据，

房间编号数据，

房间面积数据。

以图4所述方案为例，所述测绘户型图，除了包括粗略户型图的内容外，进一步包括：

墙体尺寸估算数据，

房间长、宽、面积估算数据。

通过户型比例换算单元得到测绘户型图，免去了人工计算、标注的繁琐，节省测绘人员的时间，为数据复合效率的提高提供了更好的条件基础。其中，基于精细户型图生成的测绘户型图，数据准确性更高，更具实用价值。为了节约成本，提高效率，在某些情况下，基于粗略户型图生成的测绘户型图，可以作为参考数据进行使用，效率更高，免去了精细户型图生成所需的时间及资源消耗。

在上述技术方案的基础上，如图5所示，还包括：云端通讯模块，用于基于无线网络，将粗略户型图和/或精细户型图传输到云端，

用于接收云端返回的处理数据，根据云端返回的处理数据，生成相应的户型图。

所述云端通讯模块与所述户型图精细化处理单元信号连接，

和/或，

所述云端通讯模块与所述扫描数据预处理单元信号连接。

所述云端通讯模块通过无线网络与所述云端信号连接。

当图形数据量大，系统本地计算开销太大时，可将粗略户型图或精细户型图传输到云端，在云端完成图形的识别、处理，获得相应的数据，再由云端将数据返回给系统。例如：

所述云端通讯模块与所述户型数据扫描单元信号连接，将户型数据传输到云端，云端基于扫描数据预处理单元的请求，辅助扫描数据预处理单元计算并获得粗略户型图的数据，

所述云端通讯模块与所述扫描数据预处理单元信号连接，将粗略户型图的数据传输到云端，云端基于户型图精细化处理单元的请求，辅助户型图精细化处理单元计算并获得精细户型图的数据。

作为可选方案之一，全部计算均由云端辅助完成，作为又一可选方案，运算量较小的计算由对应的单元自行完成，运算量大的计算由云端辅助完成，作为再一可选方案，预设一阈值，当网络情况好的时候，大于该阈值的待计算数据，传输到云端，相应的计算由云端辅助完成，当网络不佳的时候，小于等于该阈值的待计算数据，传输到云端，相应的计算由云端辅助完成，以避免无论网络情况如何，都依赖云端带来的效率降低。

所述无线网络为以下任意之一或部分或全部：4G网络，wifi网络。

在上述技术方案的基础上，如图6所示，还包括：客户端通讯模块，用于基于无线网络，将粗略户型图和/或精细户型图和/或测绘户型图传输到客户端，显示于客户端的显示屏上。

所述客户端为便携移动设备，例如手机、平板电脑等。

所述无线网络为以下任意之一或部分或全部：4G网络，wifi网络，蓝牙网络。

所述客户端通讯模块与所述户型比例换算单元信号连接，

和/或，

所述客户端通讯模块与所述户型图精细化处理单元信号连接，

和/或，

所述客户端通讯模块与所述扫描数据预处理单元信号连接。

粗略户型图、精细户型图、测绘户型图通过客户端通讯模块可以传输到客户端并进行显示。客户端通过客户端通讯模块可以发起户型图更新请求，将对户型图的注释、修改传输到相应的单元。

在上述技术方案的基础上，所述户型数据扫描单元，设置于手持设备上，

所述户型数据扫描单元，随手持设备位置的变化，在房间内移动并探测房屋的墙体位置。

除户型数据扫描单元之外的其他各单元，可以设置于手持设备上，亦可在确保与户型数据扫描单元通讯良好的情况下，设置于其他位置，例如云端。

云端通讯模块和客户端通讯模块优选随户型数据扫描单元设置。

在上述技术方案的基础上，所述户型数据扫描单元，设置于配套的自动行走支撑底座上，

所述户型数据扫描单元，控制所述自动行走支撑底座的自动行走，随自动行走支撑底座的位置变化，在房间内移动并探测房屋的墙体位置。

除户型数据扫描单元之外的其他各单元，可以设置于自动行走支撑底座上，亦可在确保与户型数据扫描单元通讯良好的情况下，设置于其他位置，例如云端。

云端通讯模块和客户端通讯模块优选随户型数据扫描单元设置。

在上述技术方案的基础上，如图10所示，所述户型数据扫描单元，包括：

第一传感器，用于获取墙体的位置信息，

所述第一传感器，设有控制板卡，所述控制板卡用于驱动第一传感器工作，用于与系统中的其他单元交互数据；

或者，包括：第一传感器和第二传感器，

所述第二传感器，用于校正墙体的位置信息，用于获取并校正第一传感器的工作姿态信息，

所述第二传感器，设有扩展板卡，所述扩展板卡用于与控制板卡连接，用于驱动一个或多个第二传感器工作，用于经过控制板卡与系统中的其他单元交互数据。

在上述技术方案的基础上，所述第一传感器，至少包括激光雷达，

通过激光雷达扫描，获得房屋的墙体位置的点云数据。

除了激光雷达外，其余的传感器均属于第二传感器。

在上述技术方案的基础上，所述户型数据扫描单元，还包括IMU传感器，

所述IMU即姿态传感器，通过IMU传感器，修正激光雷达的位置及姿态信息。

通过IMU传感器的数据，可以提升激光雷达扫描的稳定性。

在上述技术方案的基础上，所述户型数据扫描单元，还包括方向传感器，

通过方向传感器，获取点云数据与朝向信息的对应关系。

通过方向传感器，确定东南西北四个朝向与墙体的对应关系。

在上述技术方案的基础上，所述户型数据扫描单元，还包括视觉数据采集传感器，

所述视觉数据采集传感器，具体包括以下任意之一或部分或全部：一个或多个照相机或摄像机，一个或多个深感镜头单元（3D TOF），通过视觉数据采集传感器，获取点云数据与墙体上建筑构件的对应关系。

所述建筑构件包括以下任意之一或部分或全部：门体、窗体、开洞、开槽、梁体，立柱、隔断。

在上述技术方案的基础上，所述户型数据扫描单元，还包括超声波传感器，通过超声波传感器，获取超声波雷达当前位置与四周墙体之间的距离数据。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种户型图的扫描及生成系统，其特征在于，包括：

户型数据扫描单元，用于基于一种或多种传感器探测房屋的墙体位置，得到户型数据；

扫描数据预处理单元，用于根据户型数据扫描单元发来的户型数据，结合SLAM算法生成粗略户型图。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：户型图精细化处理单元，用于获取粗略户型图，基于图像处理算法获得精细户型图。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：户型比例换算单元，用于获取粗略户型图，基于换算计算出每个像素对应的实际面积，并最终得到房间分割估算数据及房间面积估算数据，

基于房间分割估算数据及房间面积估算数据，生成测绘户型图。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：户型比例换算单元，用于获取精细户型图，基于换算得到每个像素对应的实际面积，并最终得到精细户型图中的房间分割数据及房间面积数据，

基于房间分割数据及房间面积数据，生成测绘户型图。

5.根据权利要求1-4中的任一所述的系统，其特征在于，还包括：云端通讯模块，用于基于无线网络，将粗略户型图和/或精细户型图传输到云端，

用于接收云端返回的处理数据，根据云端返回的处理数据，生成相应的户型图。

6.根据权利要求1-4中的任一所述的系统，其特征在于，还包括：客户端通讯模块，用于基于无线网络，将粗略户型图和/或精细户型图和/或测绘户型图传输到客户端，显示于客户端的显示屏上。

7.根据权利要求1-4中的任一所述的系统，其特征在于，所述户型数据扫描单元，设置于手持设备上，

所述户型数据扫描单元，随手持设备位置的变化，在房间内移动并探测房屋的墙体位置。

8.根据权利要求1-4中的任一所述的系统，其特征在于，所述户型数据扫描单元，设置于配套的自动行走支撑底座上，

所述户型数据扫描单元，控制所述自动行走支撑底座的自动行走，随自动行走支撑底座的位置变化，在房间内移动并探测房屋的墙体位置。

9.根据权利要求1-4中的任一所述的系统，其特征在于，所述户型数据扫描单元，包括：

第一传感器，用于获取墙体的位置信息，

所述第一传感器，设有控制板卡，所述控制板卡用于驱动第一传感器工作，用于与系统中的其他单元交互数据；

或者，包括：第一传感器和第二传感器，

所述第二传感器，用于校正墙体的位置信息，用于获取并校正第一传感器的工作姿态信息，

所述第二传感器，设有扩展板卡，所述扩展板卡用于与控制板卡连接，用于驱动一个或多个第二传感器工作，用于经过控制板卡与系统中的其他单元交互数据。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一传感器，至少包括激光雷达，

所述第二传感器包括以下任意之一或部分或全部：IMU传感器，方向传感器，视觉数据采集传感器，超声波传感器，

所述视觉数据采集传感器，具体包括以下任意之一或部分或全部：一个或多个照相机或摄像机，一个或多个深感镜头单元。

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