CN111226218B - 俄罗斯方块式房屋设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种俄罗斯方块式房屋设计系统，要解决的技术课题在于，使得非专业人员更加容易设计房屋，并且可模拟最终确定的房屋结构。作为一示例，包括：单位室内空间提供部，将房屋的各个单位室内空间分为反映具有预定尺寸的实际面积的三维方块来提供；单位室内空间选择部，用于选择所述单位室内空间的种类和个数；房屋结构生成部，组合通过所述房屋单位室内空间选择部选择的三维方块来生成房屋结构数据；及虚拟现实数据提供部，基于所述房屋结构数据生成并提供虚拟现实数据。

Description

俄罗斯方块式房屋设计系统

技术领域

本发明涉及俄罗斯方块式房屋设计系统。

背景技术

对于现代房屋，正在趋于房屋结构不统一并且每个房屋都具有独特的设计的趋势。

如上所述，随着个人房屋结构的多样化，用户希望设计出自己更加想要的结构，但是没有能够直接设计用户想要的房屋结构的适当的工具，因此在设计和制造房屋时设计师和用户之间的沟通并不容易。

另一方面，以往的授权专利公报第10-1105385号(授权日期：2012年01月05日)提出了组合配置规格化的基本建筑单元以使用户可直接设计建筑物的系统，但是这是限于像韩屋这样的木制建筑的系统，没有用于选择内外部出入结构的工具，而且除了设计图以外没有其他方法可以确认用户直接设计的房屋结构，因此用户满足度不高。

发明内容

要解决的问题

本发明提供非专业人员更加容易设计房屋并且能够模拟最终确定的房屋结构的俄罗斯方块式房屋设计系统。

解决问题的方案

本发明的实施例的俄罗斯方块式房屋设计系统包括：单位室内空间提供部，将房屋的各个单位室内空间分为反映具有预定尺寸的实际面积的三维方块来提供；单位室内空间选择部，用于选择所述单位室内空间的种类和个数；房屋结构生成部，组合通过所述房屋单位室内空间选择部选择的三维方块来生成房屋结构数据；及虚拟现实数据提供部，基于所述房屋结构数据生成并提供虚拟现实数据。

本发明还可包括首次施工预算成本提供部，若利用通过所述房屋结构生成部生成的房屋结构数据最终确定房屋结构，则所述首次施工预算成本提供部基于通过所述单位室内空间选择部选择的单位室内空间的种类和个数及所述三维方块的实际面积信息计算并提供首次施工材料预算成本。

所述房屋结构生成部可包括：第一房屋结构生成部，以拼图形式组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块来生成第一房屋结构数据；及第二房屋结构生成部，基于所述第一房屋结构数据设定房门、出入门和窗户的位置、种类及个数来生成第二房屋结构数据。

所述第一房屋结构生成部可包括：组合模拟部，提供通所述单位室内空间选择部选择的三维方块之间的至少一个组合模拟；及组合界面部，通过用户设定而被激活，用于组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块之间。

所述组合界面部预先保存不可能组合三维方块之间的设计信息，若在组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块之间时实现与所述设计信息相应的组合，则可将该三维方块从正在组合的模拟中筛除。

所述第二房屋结构生成部可包括：方块接触面标示部，在所述第一房屋结构数据中标示分别三维方块的接触面，进而可选择所述三维方块的接触面；方块外侧面标示部，在所述第一房屋结构数据中标示除了所述接触面以外的三维方块的外侧面，进而可选择三维方块的外侧面；内部结构选择部，针对通过所述方块接触面标示部标示的接触面选择单位室内空间之间的开放与否及房门的种类和位置；及外部结构选择部，用于针对通过所述方块外侧面标示部标示的外侧选择窗户及出入门的种类和位置。

所述虚拟现实数据提供部可包括：虚拟现实数据生成部，将所述房屋结构数据渲染成三维模型数据生成所述虚拟现实数据；及虚拟现实数据执行部，执行所述虚拟现实数据，以基于所述房屋结构数据体验虚拟房屋的内部结构、模样、尺寸及采光。

发明的效果

根据本发明，可提供非专业人员更加容易设计房屋并且能够模拟最终确定的房屋结构的俄罗斯方块式房屋设计系统。

附图说明

图1是示出本发明的实施例的俄罗斯方块式房屋设计系统的整体结构的框图及概要图。

图2是示出本发明的实施例的房屋结构生成部的具体结构的框图。

图3是示出本发明的实施例的虚拟现实数据提供部的具体结构的框图。

图4是示出由本发明的实施例的单位室内空间提供部提供的三维方块的图像结构的图。

图5a及图5b是示出通过本发明的实施例的单位室内空间选择部选择的三维方块的图。

图6a及图6b是示出通过本发明的实施例的房屋结构生成部的组合方块生成的房屋结构数据的图像的图。

图7是示出用于基于根据本发明的实施例生成的房屋结构数据选择内外部结构的界面的图。

图8是示出通过本发明的实施例的虚拟现实数据提供部执行的虚拟现实画面的图。

*附图标记说明*

1000：俄罗斯方块式房屋设计系统

100：单位室内空间提供部

10：三维方块(单位室内空间)

11：框架

12：上面

13：下面

14a：第一侧面

14b：第二侧面

14c：第三侧面

14d：第四侧面

200：单位室内空间选择部

300：房屋结构生成部

310：第一房屋结构生成部

311：组合模拟部

312：组合界面部

320：第二房屋结构生成部

321：方块接触面标示部

322：方块外侧面标示部

323：内部结构选择部

324：外部结构选择部

400：虚拟现实数据提供部

410：虚拟现实数据生成部

420：虚拟现实数据执行部

500：首次施工预算成本提供部

1：智能设备

2：VR设备

具体实施方式

图1是示出本发明的实施例的俄罗斯方块式房屋设计系统的整体结构的框图及概要图；图2是示出本发明的实施例的房屋结构生成部的具体结构的框图；图3是示出本发明的实施例的虚拟现实数据提供部的具体结构的框图；图4是示出由本发明的实施例的单位室内空间提供部提供的三维方块的图像结构的图；图5a及图5b是示出通过本发明的实施例的单位室内空间选择部选择的三维方块的图；图6a及图6b是示出通过本发明的实施例的房屋结构生成部的组合方块生成的房屋结构数据的图像的图；图7是示出用于基于根据本发明的实施例生成的房屋结构数据选择内外部结构的界面的图；图8是示出通过本发明的实施例的虚拟现实数据提供部执行的虚拟现实画面的图。

参照图1至图8，本发明的实施例的俄罗斯方块式房屋设计系统1000作为利用定型的直角六面体形状的三维方块的建筑设计程序，包括：单位室内空间提供部100、单位室内空间选择部200、房屋结构生成部300、虚拟现实数据提供部400及首次施工预算成本提供部500。

在本实施例中，单位室内空间提供部100、单位室内空间选择部200、房屋结构生成部300及首次施工预算成本提供部500能够以在智能手机或者平板PC等智能设备1安装的应用程序或者程序形式实现；虚拟现实数据提供部400能够以在VR(virtual reality，虚拟现实)设备2安装的程序形式实现，但是这仅是一实现示例，可由各种形式改变并实施。

另外，应用程序是支持用户直接，可使用户按照个人喜好设计体现个性的房屋，并且根据需求接受设计师或者设计相关专家的帮助可由用户直接执行。VR设备2可省略，并且在省略的情况下，可通过应用程序执行该虚拟现实数据。

所述单位室内空间提供部100可以是将房屋的各个单位室内空间分为反映具有预定尺寸的实际面积的三维方块10来提供。在此，单位室内空间是指具有客厅、厨房、餐厅、卫生间、阶梯、房间、玄关等功能的空间，可根据预定规格由三维方块10表示。例如，如图4所示，三维方块10可由大致形成直角六面体形状的单位图像表示，该六面体由框架11、上面12、下面13及第一至第四侧面14a、14b、14c、14d构成。这种三维方块10被预先设定为具有长度×宽度×高度大致为3m×3m×3m的预定规格或者尺寸。

另一方面，三维方块10可按照单位室内空间的各个功能可在内部标示基本内饰；假设，在卧室的情况下，可基本标示表示床、梳妆台、衣柜等的三维图形，而厨房的情况，标示表示料理台、冰箱等的三维图形，进而有助于在三维方块10的组合过程中可直观地确认该方块是什么方块。

所述单位室内空间选择部200可选择单位室内空间的种类和个数。为此，单位室内空间选择部200可包括用户界面，所述用户界面提供表示单位室内空间的种类的图标或者文字信息和该空间的个数，进而可进行选择。

所述单位室内空间选择部200通过用户界面可显示用户选择的三维方块。例如，如图5a所示，在用户选择称为“A、B、C、D、E、F”的三维方块的情况下，可显示这些三维方块；在此，A方块是指卧室1，B方块是指餐厅，C方块是指厨房，D方块是指卫生间，E方块是指客厅，F方块是指玄关；虽未示出，但是也可显示用户选择的各个方块的个数信息。

若要设计建筑物，则应在头脑中想象由X轴、Y轴、Z轴构成的三维空间中待建造的建筑物的形态的同时代入实际长度绘制出平面、剖面和立面，然而这需要建筑方面的专业训练。对于这种设计工作，建筑师利用诸如或者/>的专业程序，然而这种设计过程对于一般人并不容易。据此，通过由本实施例的设计系统1000提供的选项选择组合形态，进而可容易建造建筑物。

即，如图5b及6b所示，若选择自身所需的房间、客厅、卫生间、厨房、餐厅、玄关、阶梯等的模块来组合由三维方块标示的单位室内空间，则该程序自动创建各种组合的情况的数量来显示建筑物，因此一般人也可轻松设计建筑，而且已设定好空间的尺寸，因此可将建筑方面的失误最小化。

所述房屋结构生成部300组合通过房屋单位室内空间选择部200选择的三维方块10可生成房屋结构数据。为此，房屋结构生成部300可包括第一房屋结构生成部310和第二房屋结构生成部320。

所述第一房屋结构生成部310以拼图形式组合通过单位室内空间选择部200选择的三维方块10可生成第一房屋结构数据。为此，第一房屋结构生成部310可包括组合模拟部311和组合界面部312。

所述组合模拟部311可提供通过单位室内空间选择部200选择的三维方块10之间的至少一个组合模拟。基本上，在选择可选择的所有单位室内空间的情况下，能够以图像提供由所有三维方块(即，客厅、厨房、餐厅、卫生间、阶梯、房间、门廊等)组合的各种房屋结构方案，除此之外也根据选择的单位室内空间的组合以图像提供各种房屋结构方案，进而可使用户在确认该组合的每个房屋结构方案之后选择想要的方案。

据此，用户选择特定方块10的情况下，组合模拟部311可模拟显示可由选择的方块10组合的方案，并且可从用户得到用户想要的模拟。

这种组合模拟部311对于对建筑结构缺乏专业了解的普通用户很有用，而且可按照各个方案提出便利点、室内装修推荐信息等。

所述组合界面部312通过用户设定而被激活，并且可提供用户界面，以使用户可直接组合通过单位室内空间选择部200选择的三维方块10之间。

例如，如图5所示，在选择“A、B、C、D、E、F”方块的情况下，对于选择的“A、B、C、D、E、F”，如图6将“A、B、C、D”方块排成一列，然后在“C”方块侧面配置“E、F”方块可生成一个房屋结构数据，并且可将房屋结构数据三维图形化显示。在本实施例中，不仅能够以如上所述的以T字形结构组合选择的方块，用户还可利用组合界面部312通过拖放方式直接移动表示该方块的图形或者图标，可直接制作各种组合。

所述组合界面部312提前保存三维方块之间不可能组合的设计信息。例如，1层只由一个方块构成，而2层以上则由多个方块构成的组合、玄关配置在2层的组合、房间和房间之间并非敞开的公共生活空间而预测到房屋使用不便的组合(诸如，“房间-卫生间-房间”)等，可保存各种组合信息。

在用户组合方块制成与上述情况相应的组合的情况下，所述组合界面部312可从正在组合的模拟中筛除所述组合的三维方块。

例如，用户制作1层只由一个方块而2层以上由多个方块构成的组合的情况下，将2层的一部分方块移动到1层，而且从适合配置在1层的室内单位空间的方块开始移动，在这一过程中可从所述组合脱离或者筛除不适合配置的方块。

另外，在制作玄关配置在2层的组合的情况下，从组合中筛除该方块，将该方块配置到1层；在房间和房间之间的空间不是敞开的共同生活空间而预测房屋使用不便的组合，诸如“房间-卫生间-房间”的情况下，可从该组合脱离或者筛除与“卫生间”相应的方块配置在预先设定的适当的位置。据此，可引导缺乏建筑设计或者常识的用户也可设计出适当的方块组合。

另一方面，在连接三维方块和方块之间时，该方块包括的框架11也会重叠，在这一情况下，即在两个以上的框架11重叠或者重复的情况下，可在设计程序上生成自动变成一个柱子的设计数据。

所述第二房屋结构生成部320基于如上述生成的第一房屋结构数据设定房门、出入门和窗户的位置、种类及个数可生成第二房屋结构数据。为此，第二房屋结构生成部320可包括方块接触面标示部321、方块外侧面标示部322、内部结构选择部323及外部结构选择部324；方块接触面标示部321和内部结构选择部323可通过一个用户界面(以下，称为第一用户界面)执行，而方块外侧面标示部322和外部结构选择部324可通过另一用户界面(称为第二用户界面)执行。

所述方块接触面标示部321可利用第一用户界面在第一房屋结构数据中标示三维方块的接触面，可进行选择。例如，如图7所示，在“A”方块和“B”方块接触的情况下，可标示“A”方块和“B”方块之间的接触面，进而可选择所述接触面。对于这种接触面，可以是房间和客厅之间、房间和卫生间之间、房间和房间之间、房间和厨房之间、房间和餐厅之间等，因此将已组合的方块之间的接触面识别为隔壁或者隔断壁，并且分别标示在识别的该隔壁或者隔断壁适用哪一种出入工具或者开放与否，进而可进行选择。但是，在根据设定相邻的方块为相同种类的室内单位空间的情况下，可不另外标示该方块之间的接触面。例如，使客厅和客厅、房间和房间、卫生间和卫生间等直接连接地组合的情况下，识别为扩张客厅的尺寸、扩张房间的尺寸、扩张卫生间的尺寸，可不另外标示该方块之间的接触面来进行选择。这取决于用户设定，即使是同种类的方块，若相邻配置，则也可将该接触面全部标示出来，进而可进行选择。

所述方块外侧面标示部322利用第二用户界面在第一房屋结构数据中分别标示除了三维方块的接触面以外的外侧面，进而可进行选择。例如，如图7所示，”C”方块的情况，标示没有方块之间的接触的外侧面，进而可进行选择。当然，并不是只标示“C”方块，而是标示所有外壁，进而可进行选择。

所述内部结构选择部323利用第一用户界面针对通过方块接触面标示部312标示的各个接触面可选择单位室内空间之间的开放与否及房门的种类和位置。例如，如图7所示，若选择“A”方块和“B”方块之间的接触面，则将该方块之间的出入门用诸如单推拉门、双推拉门、单滑动门、双滑动门等与门相关的建筑标记或者名称和说明标示，以使用户可选择想要的种类的门，而且也可选择位置。当然，虽未示出，但是在“A”方块和“B”方块之间也可选择没有单独的出入门的开放的形态。

另一方面，若组合方块和方块，则内部结构选择部323可提供第一用户界面，可选择相邻的方块(即，相邻的室内单位空间)之间的重复的柱形态或者种类、内部装置材料。

所述外部结构选择部324利用第二用户界面针对通过方块外侧面标示部322标示的外侧面可选择窗户及出入门的种类和位置。例如，如图7所示，标示诸如单推拉窗、上推拉窗、纱窗、单滑动窗、双滑动窗等与窗户及出入门相关的建筑标记或者名称和说明，并且使用户可选择想要的种类的窗户和出入门，而且也可选择位置。

另一方面，若最终组合方块和方块，则外部结构选择部324可提供第二用户界面，可选择外部装饰材料和房顶形态等。

上述的第一及第二用户界面在通过第一房屋结构生成部310完成第一房屋结构数据的生成之后可被依次激活；若通过该界面完成房门、出入门、窗户的种类和位置、个数等的设定和选择，则可生成第二房屋结构数据。

另一方面，房屋结构生成部300提供第三用户界面可使用户设定或者选择方块之间的内部设施或者系统设计，诸如组合的各个方块之间的电线、排水线等。

所述虚拟现实数据提供部400基于通过房屋结构生成部300生成的房屋结构数据(即，第二房屋结构数据)可生成并提供虚拟现实数据。为此，虚拟现实数据提供部400可包括虚拟现实数据生成部410和虚拟现实数据执行部420。

所述虚拟现实数据生成部410将房屋结构数据渲染成三维模型数据可生成虚拟现实数据。起到可将通过房屋结构生成部300生成的房屋结构数据转换为三维图形数据或者可在VR设备2执行的数据的作用。这种虚拟现实数据生成部410可由在智能设备1安装的专用应用程序实现，生成的虚拟现实数据发送到VR设备2以执行该数据。

所述虚拟现实数据执行部420可由在VR设备2安装的程序形态实现，但是也可作为VR设备2本身实现。这种虚拟现实数据执行部420基于通过虚拟现实数据生成部410生成的房屋结构数据可执行虚拟现实数据，进而可体验虚拟房屋的内部结构、模样、尺寸及采光。

例如，如图8所示，若用户佩戴VR设备2，则虚拟现实数据执行部420执行通过虚拟现实数据生成部410生成的虚拟现实数据，可使用户移动虚拟房屋的内部的同时可感受或者体验该房屋内部的结构、模样、尺寸等。通过这种过程，用户可最大限度地直接确认自身设计的房屋，从而相比于现有利用设计图面等确认的方式能够更加有效理解房屋的设计结构，并且可有助于对该房屋结构的设计进行修改或者变更。

若利用通过房屋结构生成部300生成的房屋结构数据最终确定房屋结构，则所述首次施工预算成本提供部500基于通过单位室内空间选择部200选择的单位室内空间的种类和个数及三维方块的实际面积信息可计算并提供首次施工预算成本。

如上所述，表示单位室内空间的三维方块具有预定的规格信息，因此在用户选择的单位室内空间的总个数和最终确定的房屋结构中基于各个单位室内空间的种类信息可大致计算出施工材料预算成本。

若通过如上所述的结构最终确定房屋设计，则本实施例的设计系统1000向指定的建筑公司委托建筑施工，此时由于用于建筑申报和建筑许可的费用不同，因此可提出在施工预算成本中除了建筑许可费用以外的金额。

若普通人利用现有的电脑设计程序绘制建筑图面，则应该利用诸如或者/>的需要单独的专业训练的程序在头脑中想象立体建筑物的同时绘制图面。此时，对于未接受建筑方面的训练的人来说构想建筑物或者设计图面相当困难。另外，普通人无法掌握适当空间的尺寸(例如，将卫生间或者厨房等绘制地非常窄或者非常大的图)，因此大部分情况是无法将制作出的设计图面现实化。

对于本实施例的俄罗斯方块式房屋设计系统，普通人也可利用定型的直角六面体合理规划空间，容易制作建筑的形状，用虚拟现实(VR)眼镜确认其形态和内外部空间之后可进行修改，输出最终决定的建筑物的预计施工成本和建筑平面图、立面图、剖面图、详图等的施工图面，可容易施工，而且在智能手机的应用程序也可实现这种程序，进而也可提高用户的使用性和便利性。

Claims (5)

1.一种俄罗斯方块式房屋设计系统，其特征在于，包括：

单位室内空间提供部，将房屋的各个单位室内空间分为反映具有预定尺寸的实际面积的三维方块来提供；

单位室内空间选择部，用于选择所述单位室内空间的种类和个数；

房屋结构生成部，组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块来生成房屋结构数据；及

虚拟现实数据提供部，基于所述房屋结构数据生成并提供虚拟现实数据，

所述房屋结构生成部包括：

第一房屋结构生成部，以拼图形式组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块来生成第一房屋结构数据，

所述第一房屋结构生成部包括：

组合模拟部，提供通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块的至少一个组合模拟；及

组合界面部，通过用户设定而被激活，用于组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块，

所述组合界面部预先保存不可能组合三维方块之间的设计信息，若在组合通过所述单位室内空间选择部选择的三维方块时实现与所述设计信息相应的组合，则将该三维方块从正在组合的模拟中筛除。

2.根据权利要求1所述的俄罗斯方块式房屋设计系统，其特征在于，还包括：

首次施工预算成本提供部，若利用通过所述房屋结构生成部生成的房屋结构数据最终确定房屋结构，则基于通过所述单位室内空间选择部选择的单位室内空间的种类和个数及所述三维方块的实际面积信息计算并提供首次施工材料预算成本。

3.根据权利要求1所述的俄罗斯方块式房屋设计系统，其特征在于，

所述房屋结构生成部还包括：

第二房屋结构生成部，基于所述第一房屋结构数据设定房门、出入门和窗户的位置、种类及个数来生成第二房屋结构数据。

4.根据权利要求3所述的俄罗斯方块式房屋设计系统，其特征在于，

所述第二房屋结构生成部包括：

方块接触面标示部，在所述第一房屋结构数据中分别标示三维方块的接触面，进而可选择所述三维方块的接触面；

方块外侧面标示部，在所述第一房屋结构数据中标示除了所述接触面以外的三维方块的外侧面，进而可选择三维方块的外侧面；

内部结构选择部，针对通过所述方块接触面标示部标示的接触面选择单位室内空间之间的开放与否及房门的种类和位置；及

外部结构选择部，用于针对通过所述方块外侧面标示部标示的外侧选择窗户及出入门的种类和位置。

5.根据权利要求1所述的俄罗斯方块式房屋设计系统，其特征在于，

所述虚拟现实数据提供部包括：

虚拟现实数据生成部，将所述房屋结构数据渲染成三维模型数据生成所述虚拟现实数据；及

虚拟现实数据执行部，执行所述虚拟现实数据，以基于所述房屋结构数据体验虚拟房屋的内部结构、模样、尺寸及采光。