CN115203812B

CN115203812B - 一种房间排布方案的生成方法和装置

Info

Publication number: CN115203812B
Application number: CN202211118620.6A
Authority: CN
Inventors: 李沛文; 刘旭东; 张远; 杨小荻; 何宛余; 魏启赟
Original assignee: Shenzhen Xkool Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Xkool Technology Co Ltd
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2042-09-15
Also published as: CN115203812A

Abstract

本申请提供了一种房间排布方案的生成方法和装置，所述方法包括：获取房屋边界信息和单体信息，其中，所述单体指示房间中的整体或部分矩形区域，所述房屋边界信息和所述单体信息用于指示约束条件；根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量，其中，所述变量指示所述单体的位置、尺寸、单体相对位置、单体连接关系和贴边关系；依据预设排布目标，采用所述约束条件对所述变量进行约束并采用布尔体系对所述约束条件进行限定，生成房间排布方案。本申请提高房间布局的准确性。

Description

一种房间排布方案的生成方法和装置

技术领域

本申请涉及建筑技术领域，尤其涉及一种房间排布方案的生成方法和装置。

背景技术

住宅户型平面生成是计算机和建筑学交叉领域的一个重要问题。住宅房间类型多，连接关系复杂，对环境要求高，同时又由于保障房、商品房住宅的产品化，存在大量限制条件较明确，但因场地关系不同导致的重复性工作。利用计算机强大的计算能力，能够轻松地处理平面设计中复杂的设计需求，完成住宅户型的平面布局设计。这样的设计流程可以大量减少建筑师的低效重复劳动，同时兼具高效、准确性，超越模板式思维局限性的优点，实现住宅建筑设计流程的自动化和智能化。

针对平面布局类的设计流程，现有的生成类技术以遗传算法、深度强化学习、生成对抗网络等技术为内核，通过抽取建筑布局中潜在的抽象规律，将其转化为程序语言，以实现自动化的平面布局的输出。

基于机器学习、生成对抗网络和网格体系的技术路线在实际工程应用层面有不可避免的问题，其共同的缺陷在于无法给定精确的约束，导致生成结果不准确。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种房间排布方案的生成方法和装置，以解决房间排布的生成结果不准确问题。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种房间排布方案的生成方法，所述方法包括：

获取房屋边界信息和单体信息，其中，所述单体指示房间中的整体或部分矩形区域，所述房屋边界信息和所述单体信息用于指示约束条件；

根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量，其中，所述变量指示所述单体的位置、尺寸、单体相对位置、单体连接关系和贴边关系；

依据预设排布目标，采用所述约束条件对所述变量进行约束并采用布尔体系对所述约束条件进行限定，生成房间排布方案，其中，所述布尔体系用于约束三种拓扑关系之中的至少一种，三种拓扑关系包括：单体和房间类型之中至少一种类别之间的拓扑关系、单体与房屋边界之间的拓扑关系，以及房间类型与房屋边界之间的拓扑关系，所述拓扑关系包括邻接关系、包含关系、交叠关系和避让关系中的至少一个。

可选地，所述布尔体系包括“和”关系、“或”关系、“等于”关系、“非”关系，所述“和”关系用于指示约定的拓扑关系全部成立，所述“或”关系用于指示大于等于指定数目的拓扑关系成立，所述“等于”关系用于指示指定数目的拓扑关系成立，所述“非”关系用于指示约定的拓扑关系全部不成立。

可选地，所述根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量包括：

根据所述房屋边界信息和所述单体信息，采用布尔矩阵表示所述单体相对位置、所述单体连接关系和所述贴边关系，其中，所述单体连接关系包括单体邻接关系、单体包含关系和单体交叠关系之中的至少一个。

可选地，所述变量为单体包含关系，根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量包括：

根据房屋边界信息和单体信息，确定以下单体包含关系中的至少一个：

子单体和父单体是否共同贴边；子单体和父单体之间的边界间距范围；单个父单体包含的子单体的数量；单体包含关系成立的数量范围。

可选地，所述变量为单体交叠关系，根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量包括：

根据房屋边界信息和单体信息，确定以下单体交叠关系中的至少一个：

交叠区域包含的边界或点位置；交叠区域避让的边界或点位置；交叠面积的范围；交叠边的数量范围。

可选地，拓扑关系包括单体之间的拓扑关系、单体和房间类型之间的拓扑关系、房间类型之间的拓扑关系，采用布尔体系对所述约束条件进行限定包括：

确定单体信息中的房间类型；

根据所述约束条件指定的单体之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使单体之间存在至少n条拓扑关系成立；

根据所述约束条件指定的目标单体和目标房间类型之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使目标单体和目标房间类型中任意单体之间存在至少n条拓扑关系成立；

根据所述约束条件指定的第一房间类型和第二房间类型之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使第一房间类型中任意单体和第二房间类型中任意单体之间存在至少n条拓扑关系成立，其中，n大于等于1。

可选地，所述变量为单体位置和单体相对位置，采用所述约束条件对所述变量进行约束包括：

通过相对位置的布尔矩阵，设置单体之间的相对位置布尔值的和值不大于2，以进行单体间禁止完全重叠约束，其中，相对位置布尔值的和值不大于2指示一个单体位于另一个单体的两个方向不是对侧方向；

通过设置单体的角点坐标覆盖指定位置或所述角点坐标位于指定位置内，以进行单体指定位置约束；

通过设置单体的角点坐标位于指定区域外，以进行单体的障碍物避让约束。

可选地，所述变量为单体连接关系，采用所述约束条件对所述变量进行约束包括：

通过连接关系的布尔矩阵，设置两单体之间重叠但禁止内部重叠的非重叠约束，以进行单体邻接约束；通过相对位置的布尔矩阵确定所述两单体之间的邻接距离；根据约束关系对所述邻接距离进行上下界限制；

通过连接关系的布尔矩阵，设置单体的角点坐标位于预设单体内、且关闭单体间禁止重叠约束，以进行单体包含约束；

通过连接关系的布尔矩阵，设置单体的角点坐标与预设单体存在交叠区域和交叠尺寸，以进行单体交叠约束。

可选地，所述变量为贴边关系，采用所述约束条件对所述变量进行约束包括：

根据所述约束条件从所述房屋边界信息中筛选出目标边，其中，所述房屋边界信息包括边界朝向、边界优势、边界元素、边界长度、边界起始位置，所述目标边为边界的边或单体的边；

根据所述目标边创建布尔变量矩阵，其中，所述布尔变量矩阵指示满足所述目标边和单体之间的连接关系；

根据所述布尔变量矩阵约束单体和所述目标边贴合。

可选地，生成房间排布方案之后，所述方法还包括：

通过删除同一个房间中单体之间的内部线条，对同一个房间中的单体进行合并；

通过预设优化条件删除不同房间之间的重合线条，对不同房间进行合并。

可选地，生成房间排布方案之后，所述方法还包括：

获取房间的边的延长线，其中，所述房间的边不包括房屋边界；

在任意两条延长线之间的距离小于预设阈值的情况下，调整所述延长线所在的边使其对齐。

第二方面，本申请提供了一种房间排布方案的生成装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取房屋边界信息和单体信息，其中，所述单体指示房间中的整体或部分矩形区域，所述房屋边界信息和所述单体信息用于指示约束条件；

确定模块，用于根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量，其中，所述变量指示所述单体的位置、尺寸、单体相对位置、单体连接关系和贴边关系；

限定模块，用于依据预设排布目标，采用所述约束条件对所述变量进行约束并采用布尔体系对所述约束条件进行限定，生成房间排布方案，其中，所述布尔体系用于约束三种拓扑关系之中的至少一种，三种拓扑关系包括：单体和房间类型之中至少一种类别之间的拓扑关系、单体与房屋边界之间的拓扑关系，以及房间类型与房屋边界之间的拓扑关系，所述拓扑关系包括邻接关系、包含关系、交叠关系和避让关系中的至少一个。

第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现任一所述的房间排布方案的生成方法步骤。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的房间排布方案的生成方法步骤。

本申请实施例有益效果：

本申请实施例提供了一种房间排布方案的生成，服务器将房间排布问题转换为模型求解问题，在求解过程中，可以通过布尔体系对约束条件的限定，实现单体、房间类型和房屋边界之间多种拓扑关系的约束，由于单体为单个或部分房间区域，房间类型包括至少一个房间，本申请实质是实现对房间的多种拓扑的约束，提高房间布局的准确性。

当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种房间排布方案的生成的方法流程图；

图2为本申请实施例提供的房屋边界信息的示意图；

图3为本申请实施例提供的单体邻接关系的示意图；

图4为本申请实施例提供的单体包含关系的示意图；

图5为本申请实施例提供的单体交叠关系的示意图；

图6为本申请实施例提供的单体与场地的关系的示意图；

图7为本申请实施例提供的非矩形房间形态的示意图；

图8为本申请实施例提供的墙体的优化处理的示意图；

图9为本申请实施例提供的原始平面抽取的房屋边界的示意图；

图10为本申请实施例提供的用户输入的信息的示意图；

图11a为本申请实施例提供的一种房间排布示意图；

图11b为本申请实施例提供的又一种房间排布的示意图；

图11c为本申请实施例提供的另一种房间排布的示意图；

图11d为本申请实施例提供的再一种房间排布的示意图；

图12为本申请实施例提供的房间排布方案生成的系统框图；

图13为本申请实施例提供的规划模型建立与求解模块的系统框图；

图14为本申请实施例提供的一种房间排布方案的生成装置的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

本申请实施例提供了一种房间排布方案的生成方法，可以应用于终端或服务器，用于提高房间排布的灵活性。

下面将结合具体实施方式，以应用于终端为例，对本申请实施例提供的一种房间排布方案的生成方法进行详细的说明，如图1所示，具体步骤如下：

步骤101：获取房屋边界信息和单体信息。

其中，单体指示房间中的整体或部分矩形区域，房屋边界信息和单体信息用于指示约束条件。

对于房屋边界信息，用户在终端上输入房屋边界轮廓和边界元素，终端根据房屋边界轮廓和边界元素获取到房屋边界信息。房屋边界信息包括房屋边界轮廓、边界朝向、边界优势、边界元素、边界长度、边界起始位置。

关于房屋边界轮廓，对于矩形边界轮廓，终端可直接读取边界轮廓。对于非矩形房屋边界，终端通过填补多边形以使非矩形房屋边界转化为矩形房屋边界，并使单体排布位置避开填补的多边形。

用户录入边界元素，边界元素包括门、窗、管井、阳台、景观优势面、采光优势面等，边界元素会被自动分配给其所属边界，自动分配过程是基于边界元素和各边的距离远近关系，也可由用户指定或修正。在录入结束后，服务器会自动计算房屋各边界的相对位置和数量关系，赋予各边界语义信息，包括是否包含门、窗或阳台，是否为景观或采光优势边，方向（横或纵），朝向（东、西、南或北），为长或短边，边界长度，边界元素的起始位置和结束位置。

图2为房屋边界信息的示例，深色部分为门和窗，终端赋予该边界语义信息：边朝向：南；是否为长边：是；是否为采光优势面：是；方向：水平；是否包含窗元素：是；窗元素数量：1；是否包含门元素：是；门元素数量：1。

本申请中，通过读取房屋边界轮廓和边界元素，自动赋予边界语义信息，实现将房屋边界轮廓和各边界所包含的边界元素的语义信息的整合，同时在识别过程中分析边界之间的相关关系。

对于每类单体，用户根据需要输入下列单体信息约束单体的生成。单体信息包括单体的基本信息、尺寸信息、单体连接关系、单体与场地关系、单体形态信息。

其中，1. 单体基本信息包括：单体代码、单体名称和单体数量。

2. 单体尺寸信息包括以下信息的范围约束：单体开间、进深，长边、短边，面积、开间进深比和长宽比。

3. 单体连接关系：

对于每类单体的连接关系，用户可输入任意数量的约束，系统可自动删去重复关系。

（1）指定单体相连关系：

对于单体邻接关系：用户可指定单体对按开间或进深分类相连，即在南北方向相连还是东西方向相连；按长边或短边分类相连，即长边连长边、或长边连短边、或短边连短边、或短边连长边；按平行或垂直方向分类相连，即两个单体相连的同时必须垂直或平行；指定贴合距离，即贴合处共用边长度的上下界。示例性地，若单体为房间，那么单体贴合距离为门的宽度。

图3为单体邻接关系示意图，可以看出，单体A和单体B的邻接边为L0。

对于单体包含关系：子单体和父单体是否共同贴边；指定避让距离，子单体和父单体之间的边界间距范围；单个父单体包含的子单体的数量；包含关系的数量，即多个可能的单体包含关系中，单体包含关系成立的数量范围。示例性地，若单体为房间，那么包含关系可以为主卧内包含卫生间。

图4为单体包含关系示意图，可以看出，单体A包括单体B。

对于单体交叠关系：指定交叠区域，即交叠区域包含的边界或点位置；交叠区域避让的边界或点位置；交叠面积的范围；指定交叠的边的数量为两个或三个。示例性地，若单体为房间，那么交叠关系可以为客厅和厨房存在交叠区域。

图5为单体交叠关系示意图，可以看出，单体A和单体B存在交叠区域S0。

（2）房间类型-单体连接关系：用户可控制单体按指定类型进行分组，然后指定单体类型之间的关系，或单体类型和单体之间的关系。

（3）连接关系的布尔体系：对于任意一组拓扑关系，本申请允许用户对约束集进行布尔式的控制。即，用户针对至少一种拓扑关系可指定“和”关系、“或”关系、“等于”关系、“非”关系。

对于指定的n个拓扑关系，“和”关系用于指示约定的n个拓扑关系全部成立。示例性地，主卧连接窗户和走廊，那么“主卧连接窗户”“主卧连接走廊”该两个拓扑关系需要全部成立。

“或”关系用于指示大于等于指定数目的拓扑关系成立，即n个拓扑关系中指定m个拓扑关系，那么大于等于m个拓扑关系全部成立，示例性地，5个主卧中有两个卧室连接走廊，那么根据“或”关系，连接走廊的卧室大于等于两个。

“等于”关系用于指示指定数目的拓扑关系成立，其他拓扑关系不成立。即n个拓扑关系中指定m个拓扑关系，那么m个拓扑关系成立，其他n-m个拓扑关系不成立，示例性地，5个主卧中有两个卧室连接走廊，那么根据“等于”关系，连接走廊的卧室等于两个。

“非”关系用于指示约定的拓扑关系全部不成立，即n个拓扑关系都不成立，示例性地，主卧连接走廊，那么根据“非”关系，不存在主卧和走廊互相连接。

4. 单体与场地关系：

（1）连接关系：指定单体是否贴边，贴边的上下界、贴边数量、距离贴边的距离上下界。

（2）位置限制：指定单体是否在角落，贴边位置（横或纵、长或短），贴边朝向，单体是否包含或避让障碍物点，单体是否位于或避让障碍物区域。

（3）边界元素及数量：指定单体是否连接边界元素如门、窗、阳台；指定单体包含元素的数量；指定单体与元素共用长度的上下界。

（4）障碍物：单体是否避让障碍物（默认是），单体是否包含某类障碍物（如管井），单体是否允许某类障碍物在内部贴边放置（如柱、墙）。

图6为单体与场地的关系示意图。可以看出，单体A覆盖管井；单体B同时连接南北向的边；单体C连接含窗边并覆盖一扇窗。

5. 房间的形态信息。

若用户是在方案生成之前录入信息，还需录入房间的形态信息，对于每类或每个房间，除了矩形房间以外，用户可指定更复杂的形态。用户可指定一种或一组允许的形态，并进行详细的参数控制。本申请允许的形态为任意的矩形拼合体，如L型，C型，Z型，复杂树形等。该拼合体实际上由一组矩形及其连接关系构成，每个矩形为一个单体，用户可对每个单体进行上述对房间的输入约束。

图7为非矩形房间形态的示意图。可以看出，非矩形房间可以拆分为多个矩形形状的单体，多个单体连接构成该房间。

步骤102：根据房屋边界信息和单体信息确定每个单体的变量。

其中，单体指示房间中的整体或部分矩形区域，变量指示单体的位置、尺寸、单体相对位置、单体连接关系和贴边关系。

由上述可知，对于矩形拼合体的房间，每个矩形为一个单体，因此，单体指示房间中的整体或部分矩形区域。

终端根据房屋边界信息和单体信息确定每个单体的变量，变量包括如下信息：

位置变量：每个单体左下角点的位置坐标，即x和y。

尺寸变量：包括开间r，进深w。

面积变量：开间r和进深w的乘积。

单体相对位置变量：判断任意一个单体A在另一个单体B的各方向上(上下左右)关系是否成立的布尔矩阵σ。

单体连接关系变量：用于描述单体A和单体B是否邻接、交叠、包含的布尔矩阵φ。

贴边关系变量：用于描述单体A与某一边是否贴合的布尔矩阵η。

步骤103：依据预设排布目标，采用约束条件和布尔体系对变量进行约束，生成房间排布方案。

其中，布尔体系用于约束三种拓扑关系之中的至少一种，三种拓扑关系包括：单体和房间类型之中至少一种类别之间的拓扑关系、单体与房屋边界之间的拓扑关系，以及房间类型与房屋边界之间的拓扑关系。

由于布尔体系是针对单体信息设置的，而单体信息分为单体和房间类型，因此，布尔体系可以包括以下至少一种拓扑关系：单体和单体之间的拓扑关系、单体和房间类型之间的拓扑关系、房间类型和房间类型之间的拓扑关系、单体与房屋边界之间的拓扑关系，以及房间类型与房屋边界之间的拓扑关系。

其中，单体和单体之间的拓扑关系、单体和房间类型之间的拓扑关系、房间类型和房间类型之间的拓扑关系，包括邻接关系、包含关系和交叠关系。单体与房屋边界之间的拓扑关系、房间类型与房屋边界之间的拓扑关系包括邻接关系和避让关系。

服务器获取预设排布目标，根据约束条件对变量进行约束，通过布尔体系对约束条件进行限定，生成房间排布方案。

其中，预设排布目标包括基础目标和高级目标：基础目标指排布的房间尽可能占满场地，使排布剩余面积最小。高级目标：在基础目标之上，还可设置更高一级的目标，如客厅面积最大，厨房与卫生间间距最大等。其中，高级目标中，函数值增加的目标为积极目标，函数值减少的目标为消极目标。

使用者可以输入复杂的单体连接关系，支持单体邻接、单体交叠、单体包含等关系，服务器根据上述单体连接关系控制单体之间的邻接、交叠或包含。使用者可将房间分类进行房间类别间的控制，实现房间类别之间，或房间类别和单体之间的邻接、交叠或包含。服务器可采用布尔体系进行上述关系进行限定。

使用者可以输入单体与房屋边界之间的拓扑关系，以及房间类型与房屋边界之间的拓扑关系，可以控制单体生成的朝向、位置、是否贴边、是否包含边界元素（门、窗、阳台等）一系列关系，也可要求单体必须在某位置生成或避让某位置，要求单体必须包含某些元素或避让某些元素等。

在本申请中，服务器将房间排布问题转换为模型求解问题，在求解过程中，可以通过布尔体系对约束条件的限定，实现单体、房间类型和房屋边界之间多种拓扑关系的约束，由于单体为单个或部分房间区域，房间类型包括至少一个房间，本申请实质是实现对房间的多种拓扑的约束，提高房间布局的准确性。本申请采用模型求解的方式，也提高了房间布局的效率。

本申请中，服务器针对用户第一次的录入信息生成房间布局方案后，若用户对方案不满意，还可以调整单体信息，从而继续修改方案。

作为一种可选的实施方式，每个单体的变量包括：采用布尔矩阵表示单体相对位置、单体连接关系和贴边关系，其中，单体连接关系包括单体邻接关系、单体包含关系和单体交叠关系之中的至少一个。

采用约束条件和布尔体系对变量进行约束，包括形态约束、位置约束、连接关系约束、贴边约束特征、异形房间形态约束。具体约束方式如下：

一，形态约束

边长约束：对于每个单体的开间r和进深w规定上下界。

长宽比约束：设置变量计算单体的开间-进深比，对其规定上下界。

面积约束：设置变量求解单体的面积，对其规定上下界。

二，位置约束

单体间禁止完全重叠约束：通过相对位置的布尔矩阵，设置单体之间的相对位置布尔值的和值不大于2，以进行单体间禁止完全重叠约束，其中，相对位置布尔值的和值不大于2指示一个单体位于另一个单体的两个方向不是对侧方向。示例性地，对于单体i和单体j，如果单体i在单体j左边，

=1。

单体指定位置约束：通过设置单体的角点坐标覆盖指定位置或角点坐标位于指定位置内，以进行单体指定位置约束。示例性地，对于任意指定位置p(x0，y0)，指定单体i必须覆盖该位置，则p点坐标在单体i划定的范围内。对于指定的范围，以矩形为例，将该矩形表示为(x0，y0，l0，w0)，对于给定单体i必须在范围矩形内生成。

障碍物避让约束：通过设置单体的角点坐标位于指定区域外，以进行单体的障碍物避让约束。示例性地，对于障碍矩形的表示参数(xs，ys，ls，ws)，通过限制单体的角点坐标在障碍矩形解空间范围外，限制单体不可与障碍区域重叠。

三，单体连接约束

单体邻接约束：通过连接关系的布尔矩阵，设置两单体之间重叠但禁止内部重叠的非重叠约束，以进行单体邻接约束，即单体只有边缘线重叠，若邻接的单体之间存在门，那么通过相对位置的布尔矩阵σ确定两单体之间的邻接距离；根据约束关系对邻接距离进行上下界限制；

单体包含约束：通过连接关系的布尔矩阵，设置单体的角点坐标位于预设单体内、且关闭单体间禁止重叠约束，以进行单体包含约束；

单体交叠约束：通过连接关系的布尔矩阵，设置单体的角点坐标与预设单体存在交叠区域和交叠尺寸，以进行单体交叠约束。

四，单体贴边约束

用户指定单体m与满足条件集S的边进行连接，条件集中包含边的方向、朝向、尺寸、是否包含门窗、是否包含景观、采光优势面等。服务器根据约束条件从房屋边界信息中筛选出目标边，目标边为边界的边或单体的边，然后根据目标边创建布尔变量矩阵u，其中，布尔变量矩阵u指示满足目标边和单体之间的连接关系，最后，根据布尔变量矩阵约束单体和目标边贴合。

五，特殊房间形态约束

对于特殊形态房间M，其内部单体为mi，则M可转化为一组mi的集合和一组mi之间连接关系的约束。对于每种特殊形态房间，用户输入的参数可单独控制每个mi单体的详细尺寸和位置，以及mi之间的连接关系。

约束的分类型控制

确定单体信息中的房间类型；根据约束条件指定的目标单体和目标房间类型之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使目标单体和目标房间类型中任意单体之间存在至少n条拓扑关系成立；根据约束条件指定的第一房间类型和第二房间类型之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使第一房间类型中任意单体和第二房间类型中任意单体之间存在至少n条拓扑关系成立，其中，n大于等于1。

示例性地，对于房间类型M和N，其中分别含有不定数量的单体mi和单体nj。

约束单体-房间类型关系：可以指定某个mi和N之间有n条s关系成立，则对于mi和所有nj的

组成的集合S中，应有至少n条关系成立。约束房间类型-房间类型的关系：可以指定M和N之间有n条s关系成立，则对于所有mi和nj的

组成的集合S中，应有至少n条关系成立。

在求解过程中，可以采用多解机制，系统在求解过程中会通过储存过程解的形式来达成多解的生成结果，但只有目标函数值大于设定值，同时与上一个已储存的解目标间存在一定差距时才会被储存。

中断与继续机制：求解过程允许中断和继续。在求解过程中，用户可随时停止系统运行。系统会在停止时保存一个临时日志文件，该文件存有模型的全部变量、约束、已找到的解、当前查找位置等状态信息，通过该文件用户可要求系统从中断位置继续求解。

作为一种可选的实施方式，生成房间排布方案之后，还可以进行方案过滤与优化：

相似解过滤：对于求解直接生成的解集，服务器会进行一次遍历，将参数变动范围小于一个设定值的解分到一个组，再选出每组中目标函数值最优的解，形成结果解集。

单体再组合：通过删除同一个房间中单体之间的内部线条，对同一个房间中的单体进行合并。房间再组合：通过预设优化条件删除不同房间之间的重合线条，对不同房间进行合并。例如，客厅和厨房进行合并。

布局对齐：获取房间的边的延长线，其中，房间的边不包括房屋边界；在任意两条延长线之间的距离小于预设阈值的情况下，调整延长线所在的边使其对齐。通过微调单体的边，可以使房间墙线对齐，提高用户体验。

作为一种可选的实施方式，生成房间排布方案之后，还可以进行方案具象化：

对于生成的抽象布局，服务器会抽取其具有实际建筑意义的几何信息，做进一步具象化处理，进行最终输出图纸的绘制。

1. 对于交叠和包含关系的优化：通过查询生成结果中的交叠和包含关系，自动合并或敲除不需要的墙体。

2. 自动生成内门：根据指定宽度，对于优化后的房间划分，可自动在房间的共用边确定内门位置。

3. 生成实体墙体：根据指定厚度，系统可将生成的房间划分（单线结果）结合门窗、阳台、开洞的位置自动生成符合规范的墙体双线。

4. 墙体的优化处理：对于生成的墙体结果，系统可进行进一步的优化，使其更符合工程需要，例如将墙体连接处和端部进行对齐处理。

图8为墙体的优化处理示意图，可以看出，墙体的连接处和端部进行对齐处理。

图9为根据原始平面抽取的房屋边界的示意图，可以看到，阳台、凸窗、门这些边界元素都以不同颜色的线条显示出来。图10为用户输入的信息，可以看到，包括房间名称、房间连接关系、房间与边的连接关系，还有房间的面积限制，服务器根据用户输入的信息，通过模型得到四种房间排布方案，如图11a、图11b、图11c、图11d所示。

作为一种可选的实施方式，用户录入信息结束后，服务器对用户输入的信息进行校验，检索，和评估。具体为1.结合房屋边界信息分析录入信息，找出互斥或矛盾的约束，排除一些完全不可行的录入。2.将录入信息在已有规则库中进行先验性的查询，查询该录入信息的出现概率，从而校验原录入的可行性。3.将录入信息与规则库中的相似录入信息对比，将类似方案的方案结果和生成方案时长返回给用户，若无类似方案，可初步生成粗略方案，估计生成难度和可行性，返回方案预估用时。通过校验、检索和评估给与用户调整建议，以使用户在录入不可行、或生成时长过长、或生成难度过大的情况下，对录入信息作出调整，当然，用户也可忽略上述建议。

本申请实施例还提供了一种房间排布方案生成的系统框图，如图12所示，具体包括：

信息录入模块，用于房屋边界信息录入和单体信息录入。

预生成模型模块，用于输入信息校验、相似方案检索、生成预估。

规划模型建立与求解模块，用于变量定义、约束定义、目标定义、求解过程。

方案过滤与优化模块，用于相似解过滤、房间再组合、布局对齐。

方案具象化模块，用于多余墙体敲除、墙体和门的生成、墙体优化。

本申请实施例还提供了一种规划模型建立与求解模块的系统框图，如图13所示，具体包括：

变量定义子模块，用于定义位置变量、尺寸变量、面积变量、单体相对位置变量、单体连接关系变量、贴边关系变量。

约束定义子模块，用于形态约束、位置约束、单体连接约束、单体贴边约束、特殊形态房间约束。

目标定义子模块，用于定义基础目标、积极优化目标和消极优化目标。

求解过程子模块，包括多解机制、中断机制和继续机制。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种房间排布方案的生成装置，如图14所示，该装置包括：

获取模块1401，用于获取房屋边界信息和单体信息，其中，单体指示房间中的整体或部分矩形区域，房屋边界信息和单体信息用于指示约束条件；

确定模块1402，用于根据房屋边界信息和单体信息确定每个单体的变量，其中，变量指示单体的位置、尺寸、单体相对位置、单体连接关系和贴边关系；

限定模块1403，用于依据预设排布目标，采用约束条件对变量进行约束并采用布尔体系对约束条件进行限定，生成房间排布方案，其中，布尔体系用于约束三种拓扑关系之中的至少一种，三种拓扑关系包括：单体和房间类型之中至少一种类别之间的拓扑关系、单体与房屋边界之间的拓扑关系，以及房间类型与房屋边界之间的拓扑关系，拓扑关系包括邻接关系、包含关系、交叠关系和避让关系中的至少一个。

可选地，布尔体系包括“和”关系、“或”关系、“等于”关系、“非”关系，“和”关系用于指示约定的拓扑关系全部成立，“或”关系用于指示大于等于指定数目的拓扑关系成立，“等于”关系用于指示指定数目的拓扑关系成立，“非”关系用于指示约定的拓扑关系全部不成立。

可选地，确定模块1402用于：

根据房屋边界信息和单体信息，采用布尔矩阵表示单体相对位置、单体连接关系和贴边关系，其中，单体连接关系包括单体邻接关系、单体包含关系和单体交叠关系之中的至少一个。

可选地，变量为单体包含关系，确定模块1402用于：

可选地，变量为单体交叠关系，确定模块1402用于：

可选地，拓扑关系包括单体之间的拓扑关系、单体和房间类型之间的拓扑关系、房间类型之间的拓扑关系，采用布尔体系对约束条件进行限定包括：

确定单体信息中的房间类型；

根据约束条件指定的单体之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使单体之间存在至少n条拓扑关系成立；

根据约束条件指定的目标单体和目标房间类型之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使目标单体和目标房间类型中任意单体之间存在至少n条拓扑关系成立；

根据约束条件指定的第一房间类型和第二房间类型之间存在n条拓扑关系成立，采用布尔体系使第一房间类型中任意单体和第二房间类型中任意单体之间存在至少n条拓扑关系成立，其中，n大于等于1。

可选地，变量为单体位置和单体相对位置，限定模块1403用于：

通过设置单体的角点坐标覆盖指定位置或角点坐标位于指定位置内，以进行单体指定位置约束；

可选地，变量为单体连接关系，限定模块1403用于：

通过连接关系的布尔矩阵，设置两单体之间重叠但禁止内部重叠的非重叠约束，以进行单体邻接约束；通过相对位置的布尔矩阵确定两单体之间的邻接距离；根据约束关系对邻接距离进行上下界限制；

可选地，变量为贴边关系，限定模块1403用于：

根据约束条件从房屋边界信息中筛选出目标边，其中，房屋边界信息包括边界朝向、边界优势、边界元素、边界长度、边界起始位置，目标边为边界的边或单体的边；

根据目标边创建布尔变量矩阵，其中，布尔变量矩阵指示满足目标边和单体之间的连接关系；

根据布尔变量矩阵约束单体和目标边贴合。

可选地，该装置还用于：

获取房间的边的延长线，其中，房间的边不包括房屋边界；

在任意两条延长线之间的距离小于预设阈值的情况下，调整延长线所在的边使其对齐。

根据本申请实施例的另一方面，本申请提供了一种电子设备，如图15所示，包括存储器1503、处理器1501、通信接口1502及通信总线1504，存储器1503中存储有可在处理器1501上运行的计算机程序，存储器1503、处理器1501通过通信接口1502和通信总线1504进行通信，处理器1501执行计算机程序时实现上述方法的步骤。

上述电子设备中的存储器、处理器通过通信总线和通信接口进行通信。所述通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

根据本申请实施例的又一方面还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质。

可选地，在本申请实施例中，计算机可读介质被设置为存储用于所述处理器执行上述方法的程序代码。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

本申请实施例在具体实现时，可以参阅上述各个实施例，具有相应的技术效果。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种房间排布方案的生成方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述布尔体系包括“和”关系、“或”关系、“等于”关系、“非”关系，所述“和”关系用于指示约定的拓扑关系全部成立，所述“或”关系用于指示大于等于指定数目的拓扑关系成立，所述“等于”关系用于指示指定数目的拓扑关系成立，所述“非”关系用于指示约定的拓扑关系全部不成立。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变量为单体包含关系，根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变量为单体交叠关系，根据所述房屋边界信息和所述单体信息确定每个单体的变量包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，拓扑关系包括单体之间的拓扑关系、单体和房间类型之间的拓扑关系、房间类型之间的拓扑关系，采用布尔体系对所述约束条件进行限定包括：

确定单体信息中的房间类型；

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变量为单体位置和单体相对位置，采用所述约束条件对所述变量进行约束包括：

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变量为单体连接关系，采用所述约束条件对所述变量进行约束包括：

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变量为贴边关系，采用所述约束条件对所述变量进行约束包括：

根据所述布尔变量矩阵约束单体和所述目标边贴合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成房间排布方案之后，所述方法还包括：

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成房间排布方案之后，所述方法还包括：

12.一种房间排布方案的生成装置，其特征在于，所述装置包括：

13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-11任一所述的方法步骤。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-11任一所述的方法步骤。