CN112862938B - 一种环境设计展示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种环境设计展示装置及方法，装置包括展示台、模型载板、摄像机构、控制单元、三维运动机构和发光单元，展示台中心设有空腔，且空腔的开口位于展示台的顶面；模型载板开设有与开口一致的标定区域，用于通过其非标定区域承载待展示的房屋设计模型，房屋设计模型的底部镂空，房屋设计模型的中空区域、标定区域和空腔三者连通；摄像机构设置在空腔内，用于拍摄包含开口的中空区域内的摄影图像；发光单元，设置在三维运动机构的运动臂端部；三维运动机构设置在空腔内；控制单元设置在空腔内，用于接收摄像机构发送的摄像图像并处理，生成运动指令以控制三维运动机构运行，并生成发光指令控制发光单元发光以在中空区域内点亮房屋设计模型。

Description

一种环境设计展示装置及方法

技术领域

本申请涉及环境设计技术领域，具体而言，涉及一种环境设计展示装置及方法。

背景技术

环境艺术设计是一个新兴的设计学科，它所关注的是人类生活设施和空间环境的艺术设计。以前这一学科被称为室内艺术设计，主要是指建筑物内部的陈设、布置和装修，以塑造一个美观且适宜人居住、生活、工作的空间为目的，随着学科的发展，其概念已不能适应发展的实际需要，因为设计领域已不再局限于室内空间，而是已扩大到室外空间的整体设计、大型的单元环境设计、一个地区或城市环境的整体设计等多方面内容。

对此，通常采用房屋设计模型来代替实体的室内空间(有的也包含室外空间)等的设计，并将房屋设计模型通过环境设计展示装置来进行展示，以便进行推广。但现有的环境设计展示装置对房屋设计模型的展示，通常展示效果平平，难以很好地进行展示，特别是对灯光的运用，通常只是在外部提供一个光照，照亮房屋设计模型，很难真正地凸显房屋设计模型的亮点和效果，从而难以很好地进行展示房屋设计模型的亮点。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种环境设计展示装置及方法，以提高对房屋设计模型的展示效果。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种环境设计展示装置，包括：展示台、模型载板、摄像机构、控制单元、三维运动机构和发光单元，所述展示台中心设有空腔，且所述空腔的开口位于所述展示台的顶面，所述开口为正多边形、圆形或椭圆形；所述模型载板，开设有与所述开口的形状大小一致的贯穿的标定区域，且所述模型载板用于通过其非标定区域承载待展示的房屋设计模型，其中，所述房屋设计模型的底部镂空，搭载于所述模型载板的非标定区域时，所述房屋设计模型的中空区域、所述标定区域和所述空腔三者连通，且所述标定区域的中心与所述开口的中心之间的中心连线同时垂直于所述标定区域所在的平面和所述开口所在的平面；所述摄像机构，设置在所述空腔内，且位于所述中心连线所在的直线上，以及，所述摄像机构与所述控制单元连接，用于拍摄包含所述开口的所述中空区域内的摄影图像，并将所述摄影图像发送给所述控制单元；所述发光单元，设置在所述三维运动机构的运动臂端部，且与所述控制单元连接；所述三维运动机构，设置在所述空腔内，且与所述控制单元连接，其中，所述三维运动机构的运动范围覆盖由所述开口对应的空间范围，以使所述运动臂端部上设置的所述发光单元的活动范围覆盖所述中空区域；所述控制单元，设置在所述空腔内，用于接收所述摄像机构发送的摄像图像，并根据所述摄影图像，确定出位于所述中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标，并根据所述目标世界坐标，生成运动指令以控制所述三维运动机构的运行，以使所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标，并生成发光指令控制所述发光单元发光，以在所述中空区域内点亮所述房屋设计模型。

在本申请实施例中，环境设计展示装置包括：展示台、模型载板、摄像机构、控制单元、三维运动机构和发光单元，展示台中心设有空腔，且空腔的开口(为正多边形、圆形或椭圆形)位于展示台的顶面。而模型载板开设有与开口的形状大小一致的贯穿的标定区域，且模型载板用于通过其非标定区域承载待展示的房屋设计模型(底部镂空)，搭载于模型载板的非标定区域时，房屋设计模型的中空区域、标定区域和空腔三者连通，且标定区域的中心与开口的中心之间的中心连线同时垂直于标定区域所在的平面和开口所在的平面。即，模型载板的标定区域与开口一致，可以通过将标定区域与开口对齐来保证模型载板与展示台的相对位置的确定。而房屋设计模型底部镂空(使得房屋设计模型具有中空区域)，且三者(开口、标定区域、中空区域)连通。摄像机构设置在空腔内，且位于中心连线所在的直线上，用于拍摄包含开口的中空区域内的摄影图像，并将摄影图像发送给控制单元。发光单元，设置在三维运动机构的运动臂端部，且与控制单元连接；三维运动机构设置在空腔内，且与控制单元连接，其运动范围覆盖由开口对应的空间范围，以使运动臂端部上设置的发光单元的活动范围覆盖中空区域(使得发光单元能够运动到中空区域内的任一点上)。控制单元可以设置在空腔内，用于接收摄像机构发送的摄像图像，并根据摄影图像，确定出位于中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标，并根据目标世界坐标，生成运动指令以控制三维运动机构的运行，以使三维运动机构中运动臂端部上设置的发光单元达到目标世界坐标，并生成发光指令控制发光单元发光，以在中空区域内点亮房屋设计模型。通过这样的方式，可以利用环境设计展示装置智能化地对房屋设计模型内部的中空区域提供用于发光的发光单元，以在中空区域内点亮房屋设计模型，从而能够很好地对房屋设计模型进行展示，提升对房屋设计模型的展示效果。并且，这样的方式能够根据实际需要确定在房屋设计模型的中空区域内何处(对应房屋内部设计有灯光的部分，例如客厅、卧室等)提供光照，能够很自然地点亮房屋设计模型，从而进一步提升房屋设计模型的展示效果。以及，这样的环境设计展示装置，能够应用于不同的房屋设计模型，且无需在房屋设计模型内部设置发光单元、灯光线路等，可以降低房屋设计模型的设计难度，不必因美化线路而对房屋设计模型进行妥协式的设计，能够更加贴近实际。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述房屋设计模型的所述中空区域内预设有灯帽形标签，所述控制单元，还用于：检测所述摄影图像中所述灯帽形标签的灯帽轮廓；根据检测的所述灯帽轮廓和预设的参考轮廓，确定出所述中空区域内所述灯帽形标签的中心点与所述摄像机构之间的距离，其中，所述中空区域内灯帽形标签的中心点为所述目标点；根据所述摄像机构在所述世界坐标系中的参考世界坐标，以及所述距离，确定出所述目标点在所述世界坐标系中的目标世界坐标；对应的，所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标时，所述发光单元与所述灯帽形标签配合，形成发光灯罩。

在该实现方式中，房屋设计模型的中空区域内预设有灯帽形标签，控制单元可以检测摄影图像中灯帽形标签的灯帽轮廓；根据检测的灯帽轮廓和预设的参考轮廓，确定出中空区域内灯帽形标签的中心点(即目标点)与摄像机构之间的距离。而后可以根据摄像机构在世界坐标系中的参考世界坐标，以及该距离，确定出目标点在世界坐标系中的目标世界坐标。对应的，三维运动机构中运动臂端部上设置的发光单元达到目标世界坐标时，发光单元与灯帽形标签配合，形成发光灯罩。这样的方式，可以利用设定的灯帽形标签确定发光单元的发光位置，从而能够利用简单的方式准确确定房屋设计模型的发光位置(可以理解为灯光设计位置)，而环境设计展示装置能够通过智能化处理，利用三维运动机构将其运动臂端部上设置的发光单元运送至该目标点(灯帽形标签的灯帽轮廓的中心点)，一方面可以智能化地应用于对不同房屋设计模型的展示，另一方面能够非常真实地展示灯光效果，从而起到更好的展示和宣传效果。以及，发光单元与灯帽形标签配合形成发光灯罩，能够非常真实地体现房屋设计模型的灯光效果，而灯帽形标签一方面可以用于指示控制单元确定发光单元的发光位置，另一方面可以限定发光单元的发光效果，起到灯罩的作用，使得光线更加贴近实际，起到更好的展示效果。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述房屋设计模型的所述中空区域内预设有灯帽形标签，所述控制单元，还用于：检测所述摄影图像中所述灯帽形标签的灯帽轮廓，并确定出所述摄影图像中所述灯帽轮廓中的点对在像素坐标系中的点对像素坐标；根据所述点对像素坐标和预设的坐标转换关系，确定出该点对像素坐标在世界坐标系中对应的所述点对世界坐标，进而得到目标世界坐标，其中，所述坐标转换关系用于将任一点对在像素坐标系下的像素坐标转换为世界坐标下的世界坐标，且所述坐标转换关系中的参数均已标定；对应的，所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标时，所述发光单元与所述灯帽形标签配合，形成发光灯罩。

在该实现方式中，房屋设计模型的中空区域内预设有灯帽形标签，控制单元可以检测摄影图像中灯帽形标签的灯帽轮廓，并确定出摄影图像中灯帽轮廓中的点对在像素坐标系中的点对像素坐标；根据点对像素坐标和预设的坐标转换关系(用于将任一点对在像素坐标系下的像素坐标转换为世界坐标下的世界坐标)，确定出该点对像素坐标在世界坐标系中对应的点对世界坐标，进而得到目标世界坐标，其中，坐标转换关系中的参数均已标定，确定出该中心点像素坐标在世界坐标系中对应的目标世界坐标；对应的，三维运动机构中运动臂端部上设置的发光单元达到目标世界坐标时，发光单元与灯帽形标签配合，形成发光灯罩。通过这样的方式，可以利用设定的灯帽形标签确定发光单元的发光位置，从而能够简单而准确地确定房屋设计模型的发光位置(可以理解为灯光设计位置)，而环境设计展示装置能够通过智能化处理，利用三维运动机构将其运动臂端部上设置的发光单元运送至该目标点(灯帽形标签的灯帽轮廓的中心点)，一方面可以智能化地应用于对不同房屋设计模型的展示，另一方面能够非常真实地展示灯光效果，从而起到更好的展示和宣传效果。以及，发光单元与灯帽形标签配合形成发光灯罩，能够非常真实地体现房屋设计模型的灯光效果，而灯帽形标签一方面可以用于指示控制单元确定发光单元的发光位置，另一方面可以限定发光单元的发光效果，起到灯罩的作用，使得光线更加贴近实际，起到更好的展示效果。

结合第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述灯帽形标签为内凹形，所述灯帽形标签的边沿涂敷有荧光材料，所述灯帽形标签的内凹部分涂敷有反光材料。

在该实现方式中，灯帽形标签为内凹形，可以很好地限制光线的照射角度(可以理解为小型灯帽)，灯帽形标签的边沿涂敷有荧光材料，便于图像处理后的识别，从而有利于更好更准确地检测出目标点，灯帽形标签的内凹部分涂敷有反光材料，可以加强发光单元的光线反射效果，从而有利于提升灯光的显示效果，进一步提升对房屋设计模型的展示效果。

结合第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述环境设计展示装置还包括光线传感器，所述光线传感器设置在所述展示台上，用于获取环境光照强度参数，并将所述环境光照强度参数发送给所述控制单元，对应的，所述控制单元，还用于：接收所述环境光照强度参数，并获取当前时间；根据所述环境光照强度参数，确定出亮度调节指令；检测所述摄影图像中所述中空区域的整体颜色参数和所述灯帽形标签所在区域的区域颜色参数，并根据所述当前时间、所述整体颜色参数和所述区域颜色参数，确定出颜色控制指令；根据所述亮度调节指令和所述颜色控制指令，控制所述发光单元的发光亮度和发光颜色，其中，所述发光指令包括所述亮度调节指令和所述颜色控制指令。

在该实现方式中，环境设计展示装置还包括设置在展示台上的光线传感器，用于获取环境光照强度参数，而控制单元还用于接收环境光照强度参数，并获取当前时间；根据环境光照强度参数确定出亮度调节指令；检测摄影图像中中空区域的整体颜色参数和灯帽形标签区域的区域颜色参数，并根据当前时间、整体颜色参数和区域颜色参数，确定出颜色控制指令。从而可以根据亮度调节指令和颜色控制指令控制发光单元的发光亮度和发光颜色。这样的方式可以根据环境光照强度因素调节发光单元的亮度，可以根据中空区域的整体颜色参数和灯帽形标签区域的区域颜色参数，结合时间因素确定发光单元的发光颜色，从而能够更好地根据不同房屋设计模型的中空区域的颜色确定发光颜色，起到更好的发光效果，有利于提升展示效果。

第二方面，本申请实施例提供一种环境设计展示方法，应用于第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的环境设计展示装置中的控制单元，所述方法包括：接收所述摄像机构发送的图像；根据所述摄影图像，确定出位于所述中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标；根据所述目标世界坐标，生成运动指令以控制所述三维运动机构的运行，以使所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标；生成发光指令，控制所述发光单元发光，以在所述中空区域内点亮所述房屋设计模型。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种环境设计展示装置的示意图。

图2为本申请实施例提供的一种环境设计展示方法的流程图。

图标：100-环境设计展示装置；110-展示台；120-模型载板；130-摄像机构；140-控制单元；150-三维运动机构；160-发光单元；170-灯帽形标签；180-光线传感器；200-触控显示屏。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种环境设计展示装置100的示意图。在本实施例中，环境设计展示装置100可以包括展示台110、模型载板120、摄像机构130、控制单元140、三维运动机构150和发光单元160。

示例性的，展示台110中心设有空腔，且空腔的开口位于展示台110的顶面，开口为正多边形、圆形或椭圆形。通常展示台110可以为不透明的材质制作，为了保证展示台110的质量，可以采用金属、合金等材料，也可以采用硬度较高的塑料材料、木制材料等制作，还可以采用石板、玻璃等材料制作，在其表面设置贴膜、贴纸等，以改变展示台110的整体视觉效果，此处不作限定。另外，空腔的内部空间可以大于以开口沿竖直方向确定同等深度的竖直空间大，并不一定相等或者更小，此处不作限定。

示例性的，模型载板120开设有与开口的形状大小一致的贯穿的标定区域，且模型载板120用于通过其非标定区域承载待展示的房屋设计模型。此处，房屋设计模型的底部镂空，房屋设计模型内部具有中空区域，房屋设计模型可以搭载于模型载板120的非标定区域(即非贯穿部分)上。而展示台110与模型载板120，可以通过将标定区域的形状与开口的形状对齐来进行安置，以便更好地展示搭载于模型载板120上的房屋设计模型。

在房屋设计模型搭载于模型载板120的非标定区域，而模型载板120又架设于展示台110上时，房屋设计模型的中空区域、标定区域和展示台110的空腔三者连通，且标定区域的中心与开口的中心之间的中心连线同时垂直于标定区域所在的平面和开口所在的平面(即标定区域与开口对齐)。

示例性的，摄像机构130可以设置在空腔内，且位于中心连线所在的直线上。以及，摄像机构130可以与控制单元140连接，用于拍摄包含开口的中空区域内的摄影图像，并将摄影图像发送给控制单元140。这样设置摄像机构130，可以使得摄像机构130的拍摄的摄影图像中，开口始终处于摄影图像的画面中央区域，有利于拍摄中空区域内的更全面的图像，而非一小部分或是一个角落等各种不确定(不全面)的图像。

示例性的，发光单元160可以设置在三维运动机构150的运动臂端部，且与控制单元140连接。而三维运动机构150，可以设置在空腔内，且与控制单元140连接，其中，三维运动机构150的运动范围覆盖由开口对应的空间范围，以使运动臂端部上设置的发光单元160的活动范围覆盖中空区域(对应的空间范围)。这样就可以使得三维运动机构150可以通过运动臂将运动臂端部设置的发光单元160运送至中空区域内的各个部位。

示例性的，控制单元140可以设置在空腔内，用于接收摄像机构130发送的摄像图像，并根据摄影图像，确定出位于中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标，再根据目标世界坐标，生成运动指令以控制三维运动机构150的运行，以使三维运动机构150中运动臂端部上设置的发光单元160达到目标世界坐标，并生成发光指令控制发光单元160发光，以在中空区域内点亮所述房屋设计模型。

这样可以利用环境设计展示装置100智能化地对房屋设计模型内部的中空区域提供用于发光的发光单元160，以在中空区域内点亮房屋设计模型，从而能够很好地对房屋设计模型进行展示，提升对房屋设计模型的展示效果。并且，这样的方式能够根据实际需要确定在房屋设计模型的中空区域内何处(对应房屋内部设计有灯光的部分，例如客厅、卧室等)提供光照，能够很自然地点亮房屋设计模型，从而进一步提升房屋设计模型的展示效果。以及，这样的环境设计展示装置100，能够应用于不同的房屋设计模型，且无需在房屋设计模型内部设置发光单元160、灯光线路等，可以降低房屋设计模型的设计难度，不必因美化线路而对房屋设计模型进行妥协式的设计，能够更加贴近实际。

在本实施例中，房屋设计模型的中空区域内预设有灯帽形标签170(灯帽形标签170的设置用于指定发光的位置，可以理解为通过设置灯帽形标签170来确定房屋设计模型内部的发光部位，因此无需在房屋设计模型内设置发光元件、线路等，可以大大简化设计工作)，而控制单元140还可以检测摄影图像中灯帽形标签170的灯帽轮廓；根据检测的灯帽轮廓和预设的参考轮廓，确定出中空区域内灯帽形标签170的中心点与摄像机构130之间的距离(在世界坐标系中的距离)，此处中空区域内灯帽形标签170的中心点即为目标点。而后，控制单元140可以根据摄像机构130在世界坐标系中的参考世界坐标，以及距离，确定出目标点在世界坐标系中的目标世界坐标。对应的，三维运动机构150中运动臂端部上设置的发光单元160达到目标世界坐标时，发光单元160与灯帽形标签170配合，形成发光灯罩。

房屋设计模型的中空区域内预设有灯帽形标签170，控制单元140可以检测摄影图像中灯帽形标签170的灯帽轮廓；根据检测的灯帽轮廓和预设的参考轮廓，确定出中空区域内灯帽形标签170的中心点(即目标点)与摄像机构130之间的距离。而后可以根据摄像机构130在世界坐标系中的参考世界坐标，以及该距离，确定出目标点在世界坐标系中的目标世界坐标。对应的，三维运动机构150中运动臂端部上设置的发光单元160达到目标世界坐标时，发光单元160与灯帽形标签170配合，形成发光灯罩。这样的方式，可以利用设定的灯帽形标签170确定发光单元160的发光位置，从而能够利用简单的方式准确确定房屋设计模型的发光位置(可以理解为灯光设计位置)，而环境设计展示装置100能够通过智能化处理，利用三维运动机构150将其运动臂端部上设置的发光单元160运送至该目标点(灯帽形标签170的灯帽轮廓的中心点)，一方面可以智能化地应用于对不同房屋设计模型的展示，另一方面能够非常真实地展示灯光效果，从而起到更好的展示和宣传效果。以及，发光单元160与灯帽形标签170配合形成发光灯罩，能够非常真实地体现房屋设计模型的灯光效果，而灯帽形标签170一方面可以用于指示控制单元140确定发光单元160的发光位置，另一方面可以限定发光单元160的发光效果，起到灯罩的作用，使得光线更加贴近实际，起到更好的展示效果。

示例性的，控制单元140可以通过以下方式检测摄影图像中灯帽形标签170的灯帽轮廓：首先，控制单元140可以对摄影图像进行预处理(例如对摄影图像进行灰度化、几何变换、图像增强等操作)，以消除摄影图像的无关信息，增强有关信息的可检测性。而后，控制单元140可以对图像进行二值化处理，得到二值化图像，然后进行边缘检测，确定出二值化图像中的图形边缘。之后，控制单元140可以通过匹配识别的方式检测二值化图像中灯帽形标签170的灯帽轮廓。而后，控制单元140可以根据检测的灯帽轮廓和预设的参考轮廓，确定出中空区域内灯帽形标签170的中心点与摄像机构130之间的距离。例如，灯帽形标签170朝向房屋设计模型底部的形状可以为圆形、正方形、等边三角形等形状，这样便于通过对摄影图像中检测的灯帽轮廓的形状，判断形状的形变程度、大小变化程度等，从而有利于准确地得到距离。具体的实现方式可以为采用模型进行计算或匹配，例如通过利用深度神经网络模型进行相关训练(模型的识别距离准确性能够达到95％以上后即可投入使用)后，用来进行距离的预测。当然，为了进一步保证距离的准确性，还可以设置距离检测单元进行辅助，或者采用深度相机拍摄具有深度信息的摄影图像，从而便于对距离进行修正，以提升距离识别的准确性。

例如，以正方形的灯帽形标签170为例，基于检测的灯帽轮廓在第一方向(例如x轴方向)的一对平行边长的长度差异，可以确定灯帽形标签170偏离第二方向(例如y轴方向)的距离值y₀；基于检测的灯帽轮廓在第二方向(例如y轴方向)的一对平行边长的长度差异，可以确定灯帽形标签170偏离第一方向(例如x轴方向)的距离值x₀；基于检测的灯帽轮廓最长边长(与参考的长度进行比较)，可以确定灯帽形标签170偏离第三方向(例如z轴方向)的距离值z₀。而后基于距离值x0、距离值y₀和距离值z₀，减去一个预设值(参考长度值的一半)，可以确定出中心点与摄像机构130之间的距离值x、距离值y和距离值z。

之后，控制单元140可以根据摄像机构130在世界坐标系中的参考世界坐标，结合确定出的距离，确定出目标点在世界坐标系中的目标世界坐标。例如，以摄像机构130(的中心点)在世界坐标系中的位置坐标为(0，0，0)为例，那么目标点在世界坐标系中的目标世界坐标为(x，y，z)。这样，三维运动机构150中运动臂端部上设置的发光单元160达到目标世界坐标时，发光单元160与灯帽形标签170配合，可以形成发光灯罩。

在本实施例中，也可以通过另一种方式来实现目标点的目标世界坐标的确定。房屋设计模型的中空区域内预设有灯帽形标签170(灯帽形标签170的设置用于指定发光的位置，可以理解为通过设置灯帽形标签170来确定房屋设计模型内部的发光部位，因此无需在房屋设计模型内设置发光元件、线路等，可以大大简化设计工作)，那么，控制单元140可以检测摄影图像中灯帽形标签170的灯帽轮廓，并确定出摄影图像中灯帽轮廓中的点对在像素坐标系中的点对像素坐标；根据点对像素坐标和预设的坐标转换关系，确定出该点对像素坐标在世界坐标系中对应的点对世界坐标，进而得到目标世界坐标，其中，坐标转换关系用于将任一点对在像素坐标系下的像素坐标转换为世界坐标下的世界坐标，且坐标转换关系中的参数均已标定；对应的，三维运动机构150中运动臂端部上设置的发光单元160达到目标世界坐标时，发光单元160与灯帽形标签170配合，形成发光灯罩。

通过这样的方式，可以利用设定的灯帽形标签170确定发光单元160的发光位置，从而能够简单而准确地确定房屋设计模型的发光位置(可以理解为灯光设计位置)，而环境设计展示装置100能够通过智能化处理，利用三维运动机构150将其运动臂端部上设置的发光单元160运送至该目标点(灯帽形标签170的灯帽轮廓的中心点)，一方面可以智能化地应用于对不同房屋设计模型的展示，另一方面能够非常真实地展示灯光效果，从而起到更好的展示和宣传效果。以及，发光单元160与灯帽形标签170配合形成发光灯罩，能够非常真实地体现房屋设计模型的灯光效果，而灯帽形标签170一方面可以用于指示控制单元140确定发光单元160的发光位置，另一方面可以限定发光单元160的发光效果，起到灯罩的作用，使得光线更加贴近实际，起到更好的展示效果。

示例性的，控制单元140可以检测摄影图像中灯帽形标签170的灯帽轮廓，并确定出摄影图像中灯帽轮廓的点对在像素坐标系中的点对像素坐标。与前文类似的，控制单元140可以对摄影图像进行预处理后，进一步二值化处理后进行边缘检测，检测出灯帽轮廓，从而确定出灯帽轮廓中的点对，得到点对在像素坐标系中的点对像素坐标。控制单元140可以根据点对像素坐标和预设的坐标转换关系，确定出该点对像素坐标在世界坐标系中对应的点对世界坐标的方式，可以采用机器视觉中坐标系转换的方式实现。

例如，世界坐标到像素坐标之间的转换关系可以表示为：

其中，u、v为像素坐标值；M_c表示摄像机构130内参矩阵；R表示外参旋转矩阵；T为外参平移向量；X_w、Y_w、Z_w为世界坐标值。

由于P^-1·P＝E，可以反推像素坐标到世界坐标的转换关系：

那么，

其中，M_c可以由相机标定(摄像机构130的标定)得到，R、T均可以通过PnP(Perspective-n-Point，求解3D到2D点对运动的方法)求得。仅存的未知数Z_c，可以通过以下方式求解：

由于

第三行为1，令

R^-1·T＝M₂[z]，可知：

由于本方案中摄像机构130固定设置于一点，可以通过取一些点对进行标定，从而求得Z_c的值，由此实现对坐标转换关系中参数的标定。

当然，在其他一些可实现的方式中，还可以采用其他的略有不同的方式实现2D(像素坐标)到3D(世界坐标)的转换，此处仅为举例，且技术应用已较为成熟，因此，此处不应是为对本申请的限定。

得到灯帽轮廓中点对在世界坐标中的点对世界坐标后，可以进一步基于这些点对世界坐标，求得目标世界坐标。例如，对所有点对世界坐标取平均值，或者，取加权平均值(权重可以视灯帽轮廓的点对世界坐标位于摄像机构130的方位确定，有利于得到更精确的目标世界坐标值，实际的权重可以采用多组数据统计后求出，此处不再赘述)。

在本实施例中，灯帽形标签170可以为内凹形，灯帽形标签170的边沿可以涂敷荧光材料，灯帽形标签170的内凹部分可以涂敷反光材料。灯帽形标签170为内凹形，可以很好地限制光线的照射角度(可以理解为小型灯帽)，灯帽形标签170的边沿涂敷有荧光材料，便于图像处理后的识别，从而有利于更好更准确地检测出目标点，灯帽形标签170的内凹部分涂敷有反光材料，可以加强发光单元160的光线反射效果，从而有利于提升灯光的显示效果，进一步提升对房屋设计模型的展示效果。

在本实施例中，环境设计展示装置100还可以包括光线传感器180，光线传感器180可以设置在展示台110上，用于获取环境光照强度参数，并将环境光照强度参数发送给控制单元140。

对应的，控制单元140则可以接收环境光照强度参数，并获取当前时间；而后根据环境光照强度参数，确定出亮度调节指令。以及，控制单元140可以检测摄影图像中的中空区域的整体颜色参数和灯帽形标签170所在区域的区域颜色参数，并根据当前时间、整体颜色参数和区域颜色参数，确定出颜色控制指令。之后，控制单元140可以根据亮度调节指令和颜色控制指令，控制发光单元160的发光亮度和发光颜色，此处，发光指令即包括亮度调节指令和颜色控制指令。

这样的方式可以根据环境光照强度因素调节发光单元160的亮度，可以根据中空区域的整体颜色参数和灯帽形标签170区域的区域颜色参数，结合时间因素确定发光单元160的发光颜色，从而能够更好地根据不同房屋设计模型的中空区域的颜色确定发光颜色，起到更好的发光效果，有利于提升展示效果。

示例性的，控制单元140依据环境光照强度参数确定出亮度调节指令的方式，可以基于实际需要进行设定，例如，在环境光照强度不高于100lux(勒克斯)时，控制发光单元160最大功率发光；在环境光照强度处于101～500lux(勒克斯)时，控制发光单元160的功率逐渐由最大功率的100％降低至70％。当然，此处仅是举例说明，也可以在光照强度不低于20000lux时，控制发光单元160停止发光，在低于20000lux时，控制发光单元160发光。因此，基于环境光照强度参数确定亮度调节指令的方式，可以根据实际需要进行设置，此处不作限定。

示例性的，控制单元140依据当前时间、整体颜色参数和区域颜色参数，确定出颜色控制指令的方式，具体可以为：

控制单元140可以基于对摄影图像的颜色参数值的获取(例如分析摄影图像的RGB色彩值)，确定出摄影图像中的中空区域的整体颜色参数，这样可以确定出房屋设计模型内部的中空区域的颜色基调。而后，控制单元140可以基于对摄影图像的边缘检测，从摄影图像中确定出灯帽形标签170的位置，而后获取以该位置为基础确定的一个区域(例如半径为50像素范围内的区域)，得到摄影图像中灯帽形标签170所在区域的区域颜色参数。

而后，控制单元140可以基于当前时间、整体颜色参数和区域颜色参数，确定出颜色控制指令，具体的：

控制单元140可以基于当前时间，确定出时间段，基于时间段确定出发光单元160发光的色调。例如，当前时间为8：00～16：00的，发光单元160的发光颜色可以为中性色调(例如白色、金色、银色等)中的一种，当前时间为16：00～24：00或0：00～8：00的，发光单元160的发光颜色可以为暖色调中的一种(例如橙色、黄色等)。

之后，控制单元140可以基于整体颜色参数，从确定色调中确定出匹配的发光颜色，例如，整体颜色参数为白色、浅黄色等，暖色调颜色中匹配的颜色为黄色，那么，可以确定出发光颜色。而对于区域颜色参数，可以作为对颜色深浅的选择，例如，控制单元140可以基于区域颜色参数，确定出发光颜色的颜色深浅(例如统一发光颜色分为深色光和浅色光，未掺杂白色光的为深色光，掺杂白色光的为浅色光，实现颜色深浅的调节)。例如，可以确定区域颜色参数和整体颜色参数之间的颜色差异大小，由此确定发光单元160发光颜色的深浅，假设，区域颜色参数的RGB参数值差异较大(例如RGB参数中任一数值差异达到10％以上)的，可以将发光颜色的颜色确定为浅色光(例如发光颜色为黄色光，那么，黄色光对应一个黄色光和浅黄色光，对于本身就是浅黄色的光时，浅黄色也对应一个原色的浅黄色光和一个更浅色的浅黄色光，此处仅是举例说明，不作限定)；RGB参数值差异不大的(未达到10％的)，可以确定发光单元160发射原色光(例如该原色光可以为暖色调颜色光里的黄色光)。

这样的方式可以根据房屋设计模型内中空区域的实际取色，确定发光颜色，从而能够很好地提升展示效果。

另外，为了便于人员对环境设计展示装置100的操控和使用，环境设计展示装置100还可以与外部的触控显示屏200通信连接，以便人员通过触控显示屏200输入对环境设计展示装置100操作信息，控制单元140则基于可以输入的操作信息，生成相应的控制指令(例如控制三维运动机构150的运动指令，控制发光单元160发光的发光指令等)。

本申请实施例还提供一种环境设计展示方法，可以应用于本实施例中的环境设计展示装置100中的控制单元140。请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种环境设计展示方法的流程图。在本实施例中，环境设计展示方法可以包括：步骤S10、步骤S20、步骤S30和步骤S40。

步骤S10：接收所述摄像机构发送的图像。

步骤S20：根据所述摄影图像，确定出位于所述中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标。

步骤S30：根据所述目标世界坐标，生成运动指令以控制所述三维运动机构的运行，以使所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标。

步骤S40：生成发光指令，控制所述发光单元发光，以在所述中空区域内点亮所述房屋设计模型。

在本实施例中，控制单元140可以通过对以上方法步骤(步骤S10、步骤S20、步骤S30和步骤S40)的执行，利用环境设计展示装置100实现对房屋设计模型的展示。

由于控制单元140执行的环境设计展示方法，其实质是对环境设计展示装置100中各个部件提供的信息进行处理和对各个部件实现的控制，从而实现环境设计展示装置100的展示功能。前文已经对环境设计展示装置100及其控制单元140的具体运行方式进行了详细介绍，此处不再赘述，但应当说明的是，控制单元执行的环境设计展示方法，也可以通过前文记载的内容得出，而不应视为对本申请的限定。

综上所述，本申请实施例提供一种环境设计展示装置及方法，环境设计展示装置包括展示台、模型载板、摄像机构、控制单元、三维运动机构和发光单元，展示台中心设有空腔，且空腔的开口(为正多边形、圆形或椭圆形)位于展示台的顶面。而模型载板开设有与开口的形状大小一致的贯穿的标定区域，且模型载板用于通过其非标定区域承载待展示的房屋设计模型(底部镂空)，搭载于模型载板的非标定区域时，房屋设计模型的中空区域、标定区域和空腔三者连通，且标定区域的中心与开口的中心之间的中心连线同时垂直于标定区域所在的平面和开口所在的平面。即，模型载板的标定区域与开口一致，可以通过将标定区域与开口对齐来保证模型载板与展示台的相对位置的确定。而房屋设计模型底部镂空(使得房屋设计模型具有中空区域)，且三者(开口、标定区域、中空区域)连通。摄像机构设置在空腔内，且位于中心连线所在的直线上，用于拍摄包含开口的中空区域内的摄影图像，并将摄影图像发送给控制单元。发光单元，设置在三维运动机构的运动臂端部，且与控制单元连接；三维运动机构设置在空腔内，且与控制单元连接，其运动范围覆盖由开口对应的空间范围，以使运动臂端部上设置的发光单元的活动范围覆盖中空区域(使得发光单元能够运动到中空区域内的任一点上)。控制单元可以设置在空腔内，用于接收摄像机构发送的摄像图像，并根据摄影图像，确定出位于中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标，并根据目标世界坐标，生成运动指令以控制三维运动机构的运行，以使三维运动机构中运动臂端部上设置的发光单元达到目标世界坐标，并生成发光指令控制发光单元发光，以在中空区域内点亮房屋设计模型。通过这样的方式，可以利用环境设计展示装置智能化地对房屋设计模型内部的中空区域提供用于发光的发光单元，以在中空区域内点亮房屋设计模型，从而能够很好地对房屋设计模型进行展示，提升对房屋设计模型的展示效果。并且，这样的方式能够根据实际需要确定在房屋设计模型的中空区域内何处(对应房屋内部设计有灯光的部分，例如客厅、卧室等)提供光照，能够很自然地点亮房屋设计模型，从而进一步提升房屋设计模型的展示效果。以及，这样的环境设计展示装置，能够应用于不同的房屋设计模型，且无需在房屋设计模型内部设置发光单元、灯光线路等，可以降低房屋设计模型的设计难度，不必因美化线路而对房屋设计模型进行妥协式的设计，能够更加贴近实际。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种环境设计展示装置，其特征在于，包括：展示台、模型载板、摄像机构、控制单元、三维运动机构和发光单元，

所述展示台中心设有空腔，且所述空腔的开口位于所述展示台的顶面，所述开口为正多边形、圆形或椭圆形；

所述模型载板，开设有与所述开口的形状大小一致的贯穿的标定区域，且所述模型载板用于通过其非标定区域承载待展示的房屋设计模型，其中，所述房屋设计模型的底部镂空，搭载于所述模型载板的非标定区域时，所述房屋设计模型的中空区域、所述标定区域和所述空腔三者连通，且所述标定区域的中心与所述开口的中心之间的中心连线同时垂直于所述标定区域所在的平面和所述开口所在的平面；

所述摄像机构，设置在所述空腔内，且位于所述中心连线所在的直线上，以及，所述摄像机构与所述控制单元连接，用于拍摄包含所述开口的所述中空区域内的摄影图像，并将所述摄影图像发送给所述控制单元；

所述发光单元，设置在所述三维运动机构的运动臂端部，且与所述控制单元连接；

所述三维运动机构，设置在所述空腔内，且与所述控制单元连接，其中，所述三维运动机构的运动范围覆盖由所述开口对应的空间范围，以使所述运动臂端部上设置的所述发光单元的活动范围覆盖所述中空区域；

所述控制单元，设置在所述空腔内，用于接收所述摄像机构发送的摄像图像，并根据所述摄影图像，确定出位于所述中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标，并根据所述目标世界坐标，生成运动指令以控制所述三维运动机构的运行，以使所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标，并生成发光指令控制所述发光单元发光，以在所述中空区域内点亮所述房屋设计模型。

2.根据权利要求1所述的环境设计展示装置，其特征在于，所述房屋设计模型的所述中空区域内预设有灯帽形标签，所述控制单元，还用于：

检测所述摄影图像中所述灯帽形标签的灯帽轮廓；

根据检测的所述灯帽轮廓和预设的参考轮廓，确定出所述中空区域内所述灯帽形标签的中心点与所述摄像机构之间的距离，其中，所述中空区域内灯帽形标签的中心点为所述目标点；

根据所述摄像机构在所述世界坐标系中的参考世界坐标，以及所述距离，确定出所述目标点在所述世界坐标系中的目标世界坐标；

对应的，所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标时，所述发光单元与所述灯帽形标签配合，形成发光灯罩。

3.根据权利要求1所述的环境设计展示装置，其特征在于，所述房屋设计模型的所述中空区域内预设有灯帽形标签，所述控制单元，还用于：

检测所述摄影图像中所述灯帽形标签的灯帽轮廓，并确定出所述摄影图像中所述灯帽轮廓中的点对在像素坐标系中的点对像素坐标；

根据所述点对像素坐标和预设的坐标转换关系，确定出该点对像素坐标在世界坐标系中对应的点对世界坐标，进而得到目标世界坐标，其中，所述坐标转换关系用于将任一点对在像素坐标系下的像素坐标转换为世界坐标下的世界坐标，且所述坐标转换关系中的参数均已标定；

对应的，所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标时，所述发光单元与所述灯帽形标签配合，形成发光灯罩。

4.根据权利要求2或3所述的环境设计展示装置，其特征在于，所述灯帽形标签为内凹形，所述灯帽形标签的边沿涂敷有荧光材料，所述灯帽形标签的内凹部分涂敷有反光材料。

5.根据权利要求2或3所述的环境设计展示装置，其特征在于，所述环境设计展示装置还包括光线传感器，所述光线传感器设置在所述展示台上，用于获取环境光照强度参数，并将所述环境光照强度参数发送给所述控制单元，对应的，所述控制单元，还用于：

接收所述环境光照强度参数，并获取当前时间；

根据所述环境光照强度参数，确定出亮度调节指令；

检测所述摄影图像中所述中空区域的整体颜色参数和所述灯帽形标签所在区域的区域颜色参数，并根据所述当前时间、所述整体颜色参数和所述区域颜色参数，确定出颜色控制指令；

根据所述亮度调节指令和所述颜色控制指令，控制所述发光单元的发光亮度和发光颜色，其中，所述发光指令包括所述亮度调节指令和所述颜色控制指令。

6.一种环境设计展示方法，其特征在于，应用于权利要求1至5中任一项所述的环境设计展示装置中的控制单元，所述方法包括：

接收所述摄像机构发送的图像；

根据所述摄影图像，确定出位于所述中空区域中的目标点在世界坐标系中的目标世界坐标；

根据所述目标世界坐标，生成运动指令以控制所述三维运动机构的运行，以使所述三维运动机构中所述运动臂端部上设置的所述发光单元达到所述目标世界坐标；

生成发光指令，控制所述发光单元发光，以在所述中空区域内点亮所述房屋设计模型。

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