CN113158319A - 无纹理铺贴商品的排料计算方法、装置、电子设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供无纹理铺贴商品的排料计算方法、装置、电子设备和介质。方法包括：步骤S201，剪切所述铺贴商品获得排料碎片；步骤S202，识别获取每个碎片的最小包围盒；步骤S203，依据最小包围盒和完整铺贴商品的尺寸重新组织排列碎片，计算确定排料方案。针对表面无特殊构造纹理的铺贴商品，通过采用本申请提供的支持多场景聚合的排料方案进行裁切排料，能够统筹整体设计方案更加精确的将碎片拼凑成数量最小的原始砖块，进而输出最省料的清单结果，为用户输出更加精确、用料最少的设计清单，能够指导生产与施工。

Description

无纹理铺贴商品的排料计算方法、装置、电子设备和介质

技术领域

本发明属于家装设计工具技术领域，具体涉及无纹理铺贴商品的排料计算方法、装置、电子设备和介质。

背景技术

现在常用的瓷砖等铺贴商品用量估算方式为先算出需要铺贴瓷砖的面积，然后除以每一块瓷砖的大小，得出所需瓷砖的数量，再加上与铺贴方式有关的损耗，得到预估的瓷砖用量。这种方法无法得到精确的用量，实际操作中将所需碎片从整片中裁切的方式不同，也导致最终用量不同，仅能依赖施工师傅的经验，尽可能在一整片中裁切出更多的所需碎砖，从而达到节省用料的效果。即无法实现自动将所需碎砖拼凑成最少整片进行裁切。

目前市面上的家装设计软件满足了用户设计装修效果的需求，但是效果图并不能指导生产与施工。此外，不同的施工习惯对于场景聚合的多样性也提出的要求。采购的时需考虑整体房间的耗材清单，而具体施工时则聚焦于某个建筑面的具体耗材。针对无纹理的铺贴商品，边角料也希望能有组合裁切的方式来节省用料。因此，亟需一套能够指导生产与施工的并支持多场景聚合的无纹理的排料工具和方法。

发明内容

有鉴于此，为解决家装设计与具体施工之间的信息鸿沟问题，本发明的目的是提供能够指导生产与施工的并支持多场景聚合的无纹理铺贴商品的排料计算方法和装置，并通过将边角料进行组合裁切的方式来节省用料。

第一方面，本申请实施例提供无纹理铺贴商品的排料计算方法，包括：

步骤S201，剪切所述铺贴商品获得排料碎片；

步骤S202，识别获取每个碎片的最小包围盒；

步骤S203，依据最小包围盒和完整铺贴商品的尺寸重新组织排列碎片，计算排料方案。

在一种可能的设计中，步骤S201包括：

获取铺贴区域；

计算生成铺贴区域的外接矩形；

在外接矩形内密铺所述铺贴商品；

遍历每个铺贴商品，将每个铺贴商品所占区域与铺贴区域做二维图形布尔相交运算，不为空且不同于完整铺贴商品的结果为碎片。

在一种可能的设计中，步骤S201包括：

当铺贴商品为矩形、铺贴区域为矩形区域且铺贴方式为连续密铺时，判断铺贴商品的长或宽的边缘是否与铺贴区域的边界线平行，如是，则直接在铺贴区域内密铺所述铺贴商品，如否，则先将铺贴区域旋转至铺贴商品的长或宽的边缘与铺贴区域的边界线平行，生成铺贴区域的外接矩形并在所述外接矩形内密铺所述铺贴商品，

所述外接矩形的边与铺贴商品的长或宽的边沿分别平行；

遍历每个铺贴商品，将每个铺贴商品所占区域与铺贴区域做二维图形布尔相交运算，不为空且不同于完整铺贴商品的结果为碎片。

在一种可能的设计中，所述依据最小包围盒的尺寸重新组织排列碎片包括：

将全部碎片的最小包围盒排列放置于多个铺贴商品内，其中，每个铺贴商品内放置至少一个最小包围盒，同一铺贴商品内放置的不同最小包围盒不重叠。

在一种可能的设计中，将全部碎片的最小包围盒排列放置于多个铺贴商品内的方法包括：

选择铺贴商品的一角作为首次可放置点；

将第一碎片的最小包围盒的第一顶点与首次可放置点对齐，并将最小包围盒的一边与铺贴商品的一边对齐后放置第一碎片；

选择与第一碎片最小包围盒的第一顶点相邻的第二顶点作为二次放置点；

计算二次放置点的可放置空间；

判断剩余未放置的碎片中，是否存在第二碎片的最小包围盒能被二次放置点的可放置空间容纳；

如是，则放入第二碎片，否则结束向铺贴商品放置碎片。

在一种可能的设计中，判断剩余未放置的碎片中，是否存在第二碎片的最小包围盒能被二次放置点的可放置空间容纳；

如是，则进一步选择尺寸最大的碎片作为第二碎片放入可放置空间中。

在一种可能的设计中，步骤S201之前还进行多场景聚合，具体包括：

步骤S101，解析铺贴区域，获取铺贴面与铺贴商品的关联关系；

步骤S102，解析户型及造型面关系；

步骤S103，场景维度聚合。

在一种可能的设计中，所述场景维度聚合包括：

根据不同场景匹配聚合规则，将同类型的铺贴商品按照策略进行分组，形成不同场景的聚合铺贴商品物料池。

第二方面，本申请实施例提供无纹理铺贴商品的排料计算装置，包括：

裁切单元，用于剪切所述铺贴商品获得排料碎片；

碎片处理单元，用于识别获取每个碎片的最小包围盒；

排列计算单元，用于依据最小包围盒的尺寸重新组织排列碎片，计算排料方案。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和至少一个处理器；

所述存储器用于存储程序指令；

至少一个处理器用于调用存储器中的程序指令执行如第一方面或者第一方面的各可能的实现方式所述的排料计算方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如第一方面或者第一方面的各可能的实现方式所述的排料计算方法。

本申请采用上述技术方案，与现有技术相比至少具有以下有益技术效果：

针对表面无特殊构造纹理的铺贴商品，通过采用本申请提供的支持多场景聚合的排料方案进行裁切排料，能够统筹整体设计方案更加精确的将碎片拼凑成数量最小的原始砖块，进而输出最省料的清单结果，即通过将边角料进行组合裁切的方式来节省用料，实现自动将碎砖拼凑成最少整片进行裁切，为用户输出更加精确、用料最少的设计清单，能够指导生产与施工；为设计师用户提供一键生成适配多场景的装修清单，赋予用户所见即所得的体验。

附图说明

图1是本发明实施例的排料计算方法流程示意图；

图2是本发明实施例的铺贴区域和铺贴方式示意图；

图3是本发明实施例的一种裁切方式示意图；

图4是本发明实施例的另一种裁切方式示意图；

图5是本发明实施例的识别最小包围盒示意图；

图6是本发明实施例的可放置点示意图；

图7是本发明实施例的支持多场景聚合的无纹理的排料方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

以下为部分术语定义：

多场景聚合：目前的装修设计中，用户可以在造型面、建筑面、房间、楼层以及整个方案来输出设计效果。某种铺贴商品可以铺贴应用在不同面上，在输出清单排料结果的时候，必须要考虑到不同类型面的聚合场景。所谓多场景聚合即对多个场景统筹考量、同时满足多场景需求。

无纹理排料：针对表面无特殊构造纹理的铺贴商品，使用合理的裁切排料方法，输出最省料的清单结果。做到用最少的耗材，更为精准地输出用户的设计清单。

本实施例中，铺贴商品为瓷砖，亦简述为砖、砖块或单砖。

如图1所示，本实施例提供的无纹理铺贴商品的排料计算方法，包括：

步骤S201，剪切成排料碎片

剪切的主要目的是将铺贴区域剪切成碎砖，在设计铺贴的时候，需考虑层级关系。主要的裁切方式可以是设置一个全局的裁切层级值，覆盖场景中层级值越大，越先进行裁切。裁切得到了该区域剩余可被占用的区域，供下一优先的层级值对象裁切使用。不同的类型形状的砖块对接口进行了不同实现，在结构上也为后续类型的扩展提供了可能。

具体的剪切方法实现方式例如可以通过建筑面进行裁切。以下详细说明对矩形砖进行裁切的具体过程：

为便于说明和理解，选取如图2所示以斜45°方式连续铺贴无纹理瓷砖的长方形区域展示如图3所示的裁切方法。对XY坐标系和UV坐标系说明如下：

XY坐标系为根据待铺贴的建筑面（即墙面等）建立的平面直角坐标系，以墙面水平方向为X轴，垂直方向为Y轴，墙面左下角顶点O设为坐标原点。

UV坐标系为根据铺贴方向建立的平面直角坐标系，以砖的铺贴方向、即砖的长边所在方向为U轴，铺贴方向的垂直方向、即砖的短边所在方向为V轴，铺贴起点O’为坐标原点。

1、通过砖块的长宽以及旋转角度，计算旋转过后砖块的uv轴的偏移向量。

2、通过步骤1得到的uv轴的偏移向量，计算出xy坐标系到uv坐标系的旋转矩阵，之后将根据该旋转矩阵计算铺贴的区域在uv上坐标系下的坐标。

3、将整个裁切区域的点进行矩阵变换，得出裁切区域在 uv坐标系上的坐标，并且计算出起铺点变换后的坐标以及裁切区域变换后的外接矩形。

4、计算出变换后的起铺点距离裁切区域变换后的上下、左右的距离，通过距离除以步长(即单砖的长、宽)，计算出起铺点的上下左右各需要多少块单砖。

5、通过“xy 轴上的起铺点 + 左上所需单砖数 * uv轴偏移向量”，计算出真正开始铺贴的起点。

6、从步骤5所得的起点开始，遍历铺贴单砖，通过砖块单元的信息与铺贴轮廓做重叠计算得到每块砖块在铺贴区域中剪裁后得到的碎砖。

在一个可能的实施方式中，裁切还可以通过如图4所示的简易方式实现：

为便于描述，对XY坐标系和UV坐标系说明如下：

XY坐标系为根据待铺贴的建筑面（即墙面等）建立的平面直角坐标系，以墙面水平方向为X轴，垂直方向为Y轴，墙面左下角设为坐标原点。

UV坐标系为根据铺贴方向建立的平面直角坐标系，以砖的铺贴方向、即砖的长边所在方向为U轴，铺贴方向的垂直方向、即砖的短边所在方向为V轴，铺贴起点为坐标原点。

首先根据砖铺贴方向的倾斜角度计算XY坐标系到UV坐标系的旋转矩阵。

将整个裁切区域的点进行矩阵变换，得出裁切区域在UV坐标系上的坐标，并且计算出起铺点变换后的坐标以及裁切区域变换后的外接矩形。

计算起铺点距离外接矩形上、下、左、右边缘的距离；起铺点距离外接矩形上边缘、下边缘的距离分别除以瓷砖的长得到起铺点向上、向下铺贴所需块数，起铺点距离外接矩形左边缘、右边缘的距离分别除以瓷砖的宽得到起铺点向左、向右铺贴所需块数。

自起铺点完成铺贴后，遍历每块瓷砖，通过将每块砖所占区域与铺贴区域做重叠（即布尔相交运算）计算得到每块砖在铺贴区域中剪裁后得到的碎砖。步骤S202，识别最小包围盒

根据上述裁切规则，得到了不同的碎片区域。依照精准无纹理的排料要求，将这些碎片区域拼凑成数量最小的原始砖块。为了简化计算，需要将这些碎片构件出最小的外接矩形。因此需要识别出碎片的最小包围盒，如图5所示。

碎砖的区域可以实现绕固定点旋转角度的算法；碎砖的点

绕固定 点

旋转

角度之后变成

,

,

旋转碎砖,旋转的间距可以通过进度和效率进行微调。

微调是精度和效率的权衡，如需精度更好，旋转的间距可以调小一些，但必然带来时间上的消耗。基于此延伸出下面的共边结论来做平衡折中。

对比在旋转过程中碎砖的简单的外接矩形，输出面积最小的外接矩形。

在旋转的的过程中遍历角度的做法比较耗时间。可以论证多边形的一个外接矩形存在一条边与原多边形共边的结论来缩小遍历数组

共边策略是一种精度和耗时的折中选择，是在工程实践中能够接受的耗时范围内的较优解。

最终将得到一组具有矩形特性的碎砖集合。

通过上述流程，得到了最小包围盒的无纹理的物料池。需要通过无纹理的排料方法最省料的计算整砖块数。

步骤S203，排列计算。

在一个可能的实施方式中，碎砖的排列方法如下：

结合实际应用场景，可以抽象为二维矩形切割算法。首先需要建立排料切割方案的模型。一种是基于切割损耗最少为目标函数，另一种以消耗原材料最少为原则建立模型。因本实施例的应用场景暂不考虑切割损耗，因此选择以后者模型建立算法基础。

可放置点：

在排列的过程中，为了使物块占用的空间最小，总是试图将物块放在尽可能低，尽可能靠左的位置。在将物块放置的过程中，物块最终会受到已放入物块的上边缘或是箱子边界的阻挡。此处为更加形象的解释说明放置过程，将带有最小包围盒的碎片统称为物块。

所以在放物块的过程中，会以其左下角点作为参考点。 在放入第一个物块时．坐标原点为坐标系中唯一的可放置点 。在放入第一个物块之后，坐标原点的可放置点被占用，同时在物块的右下角点和左上角点产生两个新的可放置点。第一个放入的物块的宽度和高度分别为w1和h1 ，则产生的两个可放置点坐标为(w1,0)、(0,h1）。在放入第二个物块时，将起左下角对其放置点，假设放置在(w1,0)，如图6所示分为以下情况：

1、h2 > h1，产生放置点（0，h2）和（w1+w2,0）,删除放置点(w1,0)和（0，h1）

2、h2 = h1，产生放置点（w1+w2,0）,删除放置点(w1,0)

3、h2 < h1，产生放置点（w1+w2,0）,删除放置点（w1,0）

可放置空间:

可放置点描述的是物块放入时的起点，但是物块能否放入，由放置点到边缘的距离决定，到边缘的 x 和 y 就是当前放置点的可放置空间。可放置空间可能会受到已放置物块的影响，因此每次放入物块后，需要更新一次放置点。

整体流程：

初始化可放置点 user = [0,0,w,h]

判断可放置点的可放置空间是否大于物块空间

如果可放置点的可放置空间大于物料空间，则产生新的放置点

删除旧放置点

更新其他受影响的放置点

在一个优选的实施方式中，进一步提供支持多场景聚合的针对无纹理铺贴商品最省料的排料方法，整体流程如图7所示。

多场景聚合

排料方法法涉及到边角料碎砖的重组，需要将铺贴商品按照多个场景维度分别计算。在步骤S201前还包括；

步骤S101，解析铺贴区域

用户在方案设计中使用了商品，其铺贴的相关信息会附属在其设计的面上。需生成面与商品的绑定关系。

步骤S102，解析户型及造型面关系

建筑面与房间、房间与楼层等信息可以从户型结构中获取，形成建筑面ID到房间ID的映射关系。造型面与建筑面的映射信息需从通过RPC接口调用返回得到的上游Protobuf文件中解析出映射关系。至此，就形成了一种树形结构，维护了不同场景维度的关联关系。

步骤S103，场景维度聚合

多场景维度计算需要从大集合开始，逐渐缩小到小集合。根据不同场景自动匹配出需要聚合的规则，将同类型的商品按照策略进行分组。形成依次按方案、楼层、房屋、建筑面、造型面等不同场景的聚合物料池。

本实施例还提供了无纹理铺贴商品的排料计算装置，包括：

裁切单元，用于剪切所述铺贴商品获得排料碎片；

碎片处理单元，用于识别获取每个碎片的最小包围盒；

排列计算单元，用于依据最小包围盒的尺寸重新组织排列碎片，计算排料方案。

在一种优选的实施方式中，还包括多场景聚合单元，用于解析铺贴区域，获取铺贴面与铺贴商品的关联关系、解析户型及造型面关系，完成场景维度聚合。

多场景聚合单元根据不同场景匹配聚合规则，将同类型的铺贴商品按照策略进行分组，形成不同场景的聚合铺贴商品物料池。

本实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和至少一个处理器；

所述存储器用于存储程序指令；

至少一个处理器用于调用存储器中的程序指令执行如前述实施方式各可能实现方式所述的排料计算方法。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前述实施方式各可能的实现方式所述的排料计算方法。

在上述各个本申请实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所描述的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读介质向另一个计算机可读介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如，固态硬盘)等。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.无纹理铺贴商品的排料计算方法，其特征在于，包括：

步骤S201，剪切所述铺贴商品获得排料碎片；

步骤S202，识别获取每个碎片的最小包围盒；

步骤S203，依据最小包围盒和完整铺贴商品的尺寸重新组织排列碎片，计算确定排料方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤S201包括：

获取铺贴区域；

计算生成铺贴区域的外接矩形；

在外接矩形内密铺所述铺贴商品；

遍历每个铺贴商品，将每个铺贴商品所占区域与铺贴区域做二维图形布尔相交运算，不为空且不同于完整铺贴商品的结果为碎片。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

步骤S201包括：

当铺贴商品为矩形、铺贴区域为矩形区域且铺贴方式为连续密铺时，判断铺贴商品的长或宽的边缘是否与铺贴区域的边界线平行，如是，则直接在铺贴区域内密铺所述铺贴商品，如否，则先将铺贴区域旋转至铺贴商品的长或宽的边缘与铺贴区域的边界线平行，生成铺贴区域的外接矩形并在所述外接矩形内密铺所述铺贴商品，

所述外接矩形的边与铺贴商品的长或宽的边沿分别平行；

遍历每个铺贴商品，将每个铺贴商品所占区域与铺贴区域做二维图形布尔相交运算，不为空且不同于完整铺贴商品的结果为碎片。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤S203包括：

将全部碎片的最小包围盒排列放置于多个铺贴商品内，其中每个铺贴商品内放置至少一个最小包围盒，同一铺贴商品内放置的不同最小包围盒不重叠。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

将全部碎片的最小包围盒排列放置于多个铺贴商品内的方法包括：

选择铺贴商品的一角作为首次可放置点；

将第一碎片的最小包围盒的第一顶点与首次可放置点对齐，并将最小包围盒的一边与铺贴商品的一边对齐后放置第一碎片；

选择与第一碎片最小包围盒的第一顶点相邻的第二顶点作为二次放置点；

计算二次放置点的可放置空间；

判断剩余未放置的碎片中，是否存在第二碎片的最小包围盒能被二次放置点的可放置空间容纳；

如是，则放入第二碎片，否则结束向铺贴商品放置碎片。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

判断剩余未放置的碎片中，存在第二碎片的最小包围盒能被二次放置点的可放置空间容纳时，选择尺寸最大的碎片作为第二碎片放入可放置空间中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤S201之前还进行多场景聚合，具体包括：

步骤S101，解析铺贴区域，获取铺贴面与铺贴商品的关联关系；

步骤S102，解析户型及造型面关系；

步骤S103，场景维度聚合；

所述场景维度聚合包括：

根据不同场景匹配聚合规则，将同类型的铺贴商品按照策略进行分组，形成不同场景的聚合铺贴商品物料池。

8.无纹理铺贴商品的排料计算装置，其特征在于，包括：

裁切单元，用于剪切所述铺贴商品获得排料碎片；

碎片处理单元，用于识别获取每个碎片的最小包围盒；

排列计算单元，用于依据最小包围盒的尺寸重新组织排列碎片，计算排料方案。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和至少一个处理器；

所述存储器用于存储程序指令；

至少一个处理器用于调用存储器中的程序指令执行如权利要求1-7任一项所述的排料计算方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的排料计算方法。

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