CN111209618B - 一种基于概率统计的室内吊顶布局方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，采用全新设计策略，通过分析历史数据，使用模型进行概率计算，能够准确推断出目标区域空间的矩形吊顶位置设计，并且由于是基于历史数据，对待目标区域空间所布局矩形吊顶位置的选择是具有一定的合理及参考意义的，如此通过规则所计算出矩形吊顶位置的方法更加合理，而且历史数据越多，准确性越好。

Description

一种基于概率统计的室内吊顶布局方法

技术领域

本发明涉及一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，属于家装计算机辅助设计技术领域。

背景技术

随着计算机应用的普及，家装设计中对计算机的应用更加广泛深入，诸如在设计过程中，即可将房屋各个部分的家装以视图的方式呈现出来，包括地面、墙面、屋顶家装设计，甚至家具摆放设计，但是现有技术在对屋顶进行吊顶自动布局时，也存在不足之处，由于房间的结构普遍较为复杂，机器无法简单的确认出吊顶布局区域，因而实际对吊顶位置的识别容易出现偏差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，能够对区域空间的顶面进行准确识别，高效实现吊顶位置的自动化设计。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，用于针对除独立玄关区域空间、联通开放式厨房区域空间、卫生间区域空间、以及区域空间顶部面积低于预设阈值的区域空间外，独立、且连通的目标区域空间的顶部，实现矩形吊顶位置的设计，包括如下步骤：

步骤A.选择预设数量N个已设置矩形吊顶的区域空间，构成各个样本区域空间，然后进入步骤B；

步骤B.分别获得各样本区域空间中矩形吊顶的特征数值，然后进入步骤C；

步骤C.分别针对各样本区域空间，构建覆盖样本区域空间竖直投影区域的最小正方形区域，作为该样本区域空间所对应的正方形覆盖区域，并按预设二维划分比例、将该正方形覆盖区域划分为各个子正方形，且各样本区域空间分别所对应正方形覆盖区域的预设二维划分比例彼此相同，然后进入步骤D；

步骤D.分别针对各样本区域空间，针对样本区域空间所对应正方形覆盖区域中的各个子正方形，若子正方形与样本区域空间竖直投影区域不相交，则记该子正方形的数值为0；若子正方形与墙体、门、窗竖直投影区域相交，则记该子正方形的数值为1；若子正方形仅与样本区域空间内部竖直投影区域相交，则记该子正方形的数值为2，如此按该正方形覆盖区域中各个子正方形的数值，构成该样本区域空间所对应的特征矩阵；进而分别获得各样本区域空间所对应的特征矩阵，然后进入步骤E；

步骤E.分别针对各样本区域空间，针对样本区域空间所对应正方形覆盖区域中的各个子正方形，若子正方形不与相应矩形吊顶竖直投影覆盖区域相交，则更新该子正方形的数值为0；若子正方形与相应矩形吊顶竖直投影覆盖区域相交，则更新该子正方形的数值为1；如此按该正方形覆盖区域中各个子正方形的数值，构成该样本区域空间中矩形吊顶所对应的特征矩阵；进而分别获得各样本区域空间中矩形吊顶所对应的特征矩阵，然后进入步骤F；

步骤F.分别针对各样本区域空间，按样本区域空间中矩形吊顶特征数值、样本区域空间所对应特征矩阵、样本区域空间中矩形吊顶所对应特征矩阵三者的乘积，获得该样本区域空间所对应的综合特征矩阵；即分别获得各样本区域空间所对应的综合特征矩阵F_n，1≤n≤N，F_n表示第n个样本区域空间所对应的综合特征矩阵，然后进入步骤G；

步骤G.获得、并针对目标区域空间竖直投影中两两墙体相交的所有点，并针对该各个点，获得水平面二维坐标系上、各组分别包括作为矩形吊顶区域外周顶点的三个点，由各组分别构成对应矩形区域，获得目标区域空间中各矩形吊顶待设计位置，然后进入步骤H；

步骤H.针对目标区域空间分别对应各矩形吊顶待设计位置，按步骤B至步骤F的方法，获得目标区域空间分别对应各矩形吊顶待设计位置的综合特征矩阵F_m'，1≤m≤M，M表示目标区域空间对应矩形吊顶待设计位置的个数；F_m'表示目标区域空间对应第m个矩形吊顶待设计位置的综合特征矩阵，然后进入步骤I；

步骤I.分别针对目标区域空间所对应的各个矩形吊顶待设计位置，按如下公式：

获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值C_m，并选择最大分数值C_m所对应的矩形吊顶待设计位置，即为目标区域空间的矩形吊顶位置设计。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B中，分别针对各样本区域空间，获得样本区域空间中矩形吊顶竖直投影区域外周上任意三个顶点、在水平面二维坐标系上的坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)，并按如下公式：

获得

进一步按如下公式：

获得该样本区域空间中矩形吊顶的特征数值Z；进而分别获得各样本区域空间中矩形吊顶的特征数值。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤G中，针对所获目标区域空间竖直投影中两两墙体相交的所有点，获得水平面二维坐标系上、各组满足如下公式的三个点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；

然后分别针对各组，由组中三个点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)作为矩形吊顶区域外周三个顶点，构成矩形区域，作为目标区域空间中矩形吊顶待设计位置，进而获得目标区域空间中各矩形吊顶待设计位置。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括步骤J如下，执行步骤I获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值C_m后，进入步骤J；

步骤J.分别针对目标区域空间所对应的各个矩形吊顶待设计位置，按如下公式：

获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值概率p_m，并选择最大分数值概率p_m所对应的矩形吊顶待设计位置，即为目标区域空间的矩形吊顶位置设计。

本发明所述一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明所设计基于概率统计的室内吊顶布局方法，采用全新设计策略，通过分析历史数据，使用模型进行概率计算，能够准确推断出目标区域空间的矩形吊顶位置设计，并且由于是基于历史数据，对待目标区域空间所布局矩形吊顶位置的选择是具有一定的合理及参考意义的，如此通过规则所计算出矩形吊顶位置的方法更加合理，而且历史数据越多，准确性越好。

附图说明

图1是本发明设计一种基于概率统计的室内吊顶布局方法的流程示意图；

图2是本发明设计应用实施例中目标区域空间所对应正方形覆盖区域以及划分示意图；

图3是本发明设计应用实施例中目标区域空间中各矩形吊顶待设计位置示意图；

图4是本发明设计应用实施例中目标区域空间的矩形吊顶位置设计示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明设计了一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，用于针对除独立玄关区域空间、联通开放式厨房区域空间、卫生间区域空间、以及区域空间顶部面积低于预设阈值的区域空间外，独立、且连通的目标区域空间的顶部，实现矩形吊顶位置的设计，实际应用当中，如图1所示，具体包括如下步骤。

步骤A.选择预设数量N个已设置矩形吊顶的区域空间，构成各个样本区域空间，然后进入步骤B。

步骤B.分别针对各样本区域空间，获得样本区域空间中矩形吊顶竖直投影区域外周上任意三个顶点、在水平面二维坐标系上的坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)，并按如下公式：

获得

进一步按如下公式：

获得该样本区域空间中矩形吊顶的特征数值Z；进而分别获得各样本区域空间中矩形吊顶的特征数值，然后进入步骤C。

步骤C.如图2所示，分别针对各样本区域空间，构建覆盖样本区域空间竖直投影区域的最小正方形区域，作为该样本区域空间所对应的正方形覆盖区域，并按预设二维划分比例、将该正方形覆盖区域划分为各个子正方形，且各样本区域空间分别所对应正方形覆盖区域的预设二维划分比例彼此相同，然后进入步骤D。实际应用中，诸如针对正方形覆盖区域，按16*16比例将该正方形覆盖区域划分为各个子正方形。

步骤D.分别针对各样本区域空间，针对样本区域空间所对应正方形覆盖区域中的各个子正方形，若子正方形与样本区域空间竖直投影区域不相交，则记该子正方形的数值为0；若子正方形与墙体、门、窗竖直投影区域相交，则记该子正方形的数值为1；若子正方形仅与样本区域空间内部竖直投影区域相交，则记该子正方形的数值为2，如此按该正方形覆盖区域中各个子正方形的数值，构成该样本区域空间所对应的特征矩阵；进而分别获得各样本区域空间所对应的特征矩阵，然后进入步骤E。实际应用中，即分别获得各样本区域空间所对应的16*16特征矩阵。

步骤E.分别针对各样本区域空间，针对样本区域空间所对应正方形覆盖区域中的各个子正方形，若子正方形不与相应矩形吊顶竖直投影覆盖区域相交，则更新该子正方形的数值为0；若子正方形与相应矩形吊顶竖直投影覆盖区域相交，则更新该子正方形的数值为1；如此按该正方形覆盖区域中各个子正方形的数值，构成该样本区域空间中矩形吊顶所对应的特征矩阵；进而分别获得各样本区域空间中矩形吊顶所对应的特征矩阵，然后进入步骤F。实际应用中，即分别获得各样本区域空间中矩形吊顶所对应的16*16特征矩阵。

步骤F.分别针对各样本区域空间，按样本区域空间中矩形吊顶特征数值、样本区域空间所对应特征矩阵、样本区域空间中矩形吊顶所对应特征矩阵三者的乘积，获得该样本区域空间所对应的综合特征矩阵；即分别获得各样本区域空间所对应的综合特征矩阵F_n，1≤n≤N，F_n表示第n个样本区域空间所对应的综合特征矩阵，然后进入步骤G。

步骤G.获得、并针对目标区域空间竖直投影中两两墙体相交的所有点，并针对该各个点，获得水平面二维坐标系上、各组满足如下公式的三个点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；

然后分别针对各组，由组中三个点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)作为矩形吊顶区域外周三个顶点，构成矩形区域，作为目标区域空间中矩形吊顶待设计位置，即如图3所示，进而获得目标区域空间中各矩形吊顶待设计位置，然后进入步骤H。

步骤H.针对目标区域空间分别对应各矩形吊顶待设计位置，按步骤B至步骤F的方法，获得目标区域空间分别对应各矩形吊顶待设计位置的综合特征矩阵F_m'，1≤m≤M，M表示目标区域空间对应矩形吊顶待设计位置的个数；F_m'表示目标区域空间对应第m个矩形吊顶待设计位置的综合特征矩阵，然后进入步骤I。

步骤I.分别针对目标区域空间所对应的各个矩形吊顶待设计位置，按如下公式：

获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值C_m，然后进入步骤J。

步骤J.分别针对目标区域空间所对应的各个矩形吊顶待设计位置，按如下公式：

获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值概率p_m，并选择最大分数值概率p_m所对应的矩形吊顶待设计位置，即如图4所示，为目标区域空间的矩形吊顶位置设计。

上述技术方案所设计基于概率统计的室内吊顶布局方法，采用全新设计策略，通过分析历史数据，使用模型进行概率计算，能够准确推断出目标区域空间的矩形吊顶位置设计，并且由于是基于历史数据，对待目标区域空间所布局矩形吊顶位置的选择是具有一定的合理及参考意义的，如此通过规则所计算出矩形吊顶位置的方法更加合理，而且历史数据越多，准确性越好。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，用于针对除独立玄关区域空间、联通开放式厨房区域空间、卫生间区域空间、以及区域空间顶部面积低于预设阈值的区域空间外，独立、且连通的目标区域空间的顶部，实现矩形吊顶位置的设计，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.选择预设数量N个已设置矩形吊顶的区域空间，构成各个样本区域空间，然后进入步骤B；

步骤B.分别获得各样本区域空间中矩形吊顶的特征数值，然后进入步骤C；

步骤C.分别针对各样本区域空间，构建覆盖样本区域空间竖直投影区域的最小正方形区域，作为该样本区域空间所对应的正方形覆盖区域，并按预设二维划分比例、将该正方形覆盖区域划分为各个子正方形，且各样本区域空间分别所对应正方形覆盖区域的预设二维划分比例彼此相同，然后进入步骤D；

步骤D.分别针对各样本区域空间，针对样本区域空间所对应正方形覆盖区域中的各个子正方形，若子正方形与样本区域空间竖直投影区域不相交，则记该子正方形的数值为0；若子正方形与墙体、门、窗竖直投影区域相交，则记该子正方形的数值为1；若子正方形仅与样本区域空间内部竖直投影区域相交，则记该子正方形的数值为2，如此按该正方形覆盖区域中各个子正方形的数值，构成该样本区域空间所对应的特征矩阵；进而分别获得各样本区域空间所对应的特征矩阵，然后进入步骤E；

步骤E.分别针对各样本区域空间，针对样本区域空间所对应正方形覆盖区域中的各个子正方形，若子正方形不与相应矩形吊顶竖直投影覆盖区域相交，则更新该子正方形的数值为0；若子正方形与相应矩形吊顶竖直投影覆盖区域相交，则更新该子正方形的数值为1；如此按该正方形覆盖区域中各个子正方形的数值，构成该样本区域空间中矩形吊顶所对应的特征矩阵；进而分别获得各样本区域空间中矩形吊顶所对应的特征矩阵，然后进入步骤F；

步骤F.分别针对各样本区域空间，按样本区域空间中矩形吊顶特征数值、样本区域空间所对应特征矩阵、样本区域空间中矩形吊顶所对应特征矩阵三者的乘积，获得该样本区域空间所对应的综合特征矩阵；即分别获得各样本区域空间所对应的综合特征矩阵F_n，1≤n≤N，F_n表示第n个样本区域空间所对应的综合特征矩阵，然后进入步骤G；

步骤G.获得、并针对目标区域空间竖直投影中两两墙体相交的所有点，获得水平面二维坐标系上、各组分别包括作为矩形吊顶区域外周顶点的三个点，由各组分别构成对应矩形区域，获得目标区域空间中各矩形吊顶待设计位置，然后进入步骤H；

步骤H.针对目标区域空间分别对应各矩形吊顶待设计位置，按步骤B至步骤F的方法，获得目标区域空间分别对应各矩形吊顶待设计位置的综合特征矩阵F′_m，1≤m≤M，M表示目标区域空间对应矩形吊顶待设计位置的个数；F′_m表示目标区域空间对应第m个矩形吊顶待设计位置的综合特征矩阵，然后进入步骤I；

步骤I.分别针对目标区域空间所对应的各个矩形吊顶待设计位置，按如下公式：

获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值C_m，并选择最大分数值C_m所对应的矩形吊顶待设计位置，即为目标区域空间的矩形吊顶位置设计。

2.根据权利要求1所述一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，其特征在于：所述步骤B中，分别针对各样本区域空间，获得样本区域空间中矩形吊顶竖直投影区域外周上任意三个顶点、在水平面二维坐标系上的坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)，并按如下公式：

获得

进一步按如下公式：

获得该样本区域空间中矩形吊顶的特征数值Z；进而分别获得各样本区域空间中矩形吊顶的特征数值。

3.根据权利要求1所述一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，其特征在于：所述步骤G中，针对所获目标区域空间竖直投影中两两墙体相交的所有点，获得水平面二维坐标系上、各组满足如下公式的三个点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；

然后分别针对各组，由组中三个点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)作为矩形吊顶区域外周三个顶点，构成矩形区域，作为目标区域空间中矩形吊顶待设计位置，进而获得目标区域空间中各矩形吊顶待设计位置。

4.根据权利要求1所述一种基于概率统计的室内吊顶布局方法，其特征在于：还包括步骤J如下，执行步骤I获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值C_m后，进入步骤J；

步骤J.分别针对目标区域空间所对应的各个矩形吊顶待设计位置，按如下公式：

获得目标区域空间分别对应各个矩形吊顶待设计位置的分数值概率p_m，并选择最大分数值概率p_m所对应的矩形吊顶待设计位置，即为目标区域空间的矩形吊顶位置设计。

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