CN116188734A - 一种基于ar的房屋图形测绘方法 - Google Patents

一种基于ar的房屋图形测绘方法 Download PDF

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高文清
张茗
邓飞
胡新满
薛玉婷
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Abstract

本发明公开一种基于AR的房屋图形测绘方法，包括：S1：获取待测房屋的形状；S2：将待测房屋的形状划分成至少一个矩形部分，使用AR获取矩形部分的起点坐标和第二点坐标；S3：判断AR是否能直接获取第二点所在第二边的第三点的坐标，若是则直接获取第三点坐标；若否则进入S4；S4：在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点，获取交点坐标，再根据交点坐标计算第三点的坐标；S5：根据矩形原理和第三点的坐标得到第四点的坐标，完成第一矩形部分的图形测绘；S6：按照第一矩形部分的图形测绘步骤完成其他矩形部分的测绘，进而完成整个待测房屋的图形测绘。

Description

一种基于AR的房屋图形测绘方法
技术领域
本发明涉及测绘技术领域，特别涉及一种基于AR的房屋图形测绘方法。
背景技术
测绘，是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。AR技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
在房屋测绘时，大部分房屋都具有较为常见的形状，可采用AR对房屋进行直接测绘。但是某些房屋的形状比较奇特，在进行AR测绘时，有些测量点可能无法到达，一般借用其他的测量点完成测绘，但这样可能导致测量出现偏差，降低测量精度。
发明内容
针对现有技术中房屋进行AR测绘时测量点无法到达导致测量精度降低的问题，本发明提出一种基于AR的房屋图形测绘方法，通过将房屋分割成不同矩形部分，并针对矩形部分进行测量点设计测绘，从而完成整个房屋的图形测绘，提高测量精度。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于AR的房屋图形测绘方法，具体包括以下步骤：
S1：获取待测房屋的形状；
S2：将待测房屋的形状划分成至少一个矩形部分，选择可直接测量的第一矩形部分的第一边的一个端点作为起点，使用AR获取起点坐标，并沿第一边进行移动到达第一边的另一个端点作为第二点，使用AR获取第二点的坐标；
S3：判断AR是否能直接获取第二点所在第二边的第三点的坐标，若是则直接获取第三点坐标；若否则进入S4；
S4：在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点，获取交点坐标，再根据交点坐标计算第三点的坐标；
S5：根据矩形原理和第三点的坐标得到第四点的坐标，完成第一矩形部分的图形测绘；
S6：按照第一矩形部分的图形测绘步骤完成其他矩形部分的测绘，进而完成整个待测房屋的图形测绘。
优选地，所述S1中，房屋的形状包括矩形、L形、凹字形、凸字形。
优选地，所述S2中，每个矩形部分的每条边的方向是固定的。
优选地，所述S4包括：
S4-1：根据第一边的起点坐标和第二点坐标计算第一边的斜率：
Figure BDA0004017476310000021
公式(1)中，K1表示第一边的斜率；(Xa，Ya)表示第一边起点A的坐标；(Xb，Yb)表示第一边第二点B的坐标；
S4-2：根据第一边的斜率计算第二边的直线公式：
K2X一Y+(Yb一K2Xb)＝0 (2)
公式(2)中，K2表示第二边BC的斜率，
Figure BDA0004017476310000022
S4-3：在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点E，获取交点E坐标(Xe，Ye)，计算交点E到第二边BC的最短距离：
Figure BDA0004017476310000031
公式(3)中，L表示交点E到第二边BC的最短距离；(Xe，Ye)表示交点E的坐标；
S4-4：根据交点E到第二边BC的最短距离，得出第三点C的坐标：
Figure BDA0004017476310000032
公式(4)中，(Xc，Yc)表示第三点C的坐标，Xc＝Xb。
优选地，所述S5中，第四点D的坐标为(Xd，Yd)，Xd＝Xa，Yd＝Yc。
优选地，当房屋为矩形时，第一边直接测绘：
通过AR获取起点的坐标(Xa，Ya)，第二点的坐标(Xb，Yb)，得到第一边的斜率K1，第二边的斜率
Figure BDA0004017476310000033
第二边直线公式为K2X-Y+(Yb-K2Xb)＝0；在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点，获取交点坐标(Xe，Ye)，计算交点到第二边的最短距离L，再根据最短距离L得出第三点的坐标，进而得出第四点的坐标，最终完成矩形房屋的图形测绘。
优选地，当房屋为L形时，A、B、C、D属于房前测量点，坐标进行直接测量，E、F属于房后测量点，不能直接测量：
通过AR直接获取A、B、C、D的坐标；再使用Ar沿CD方向得到交点G，再根据S4得到E点坐标，根据S5得到F点坐标，最终完成L形房屋的图形测绘。
优选地，当房屋为凸形或凹形时，A、B、C、D、E、F属于房前测量点，坐标进行直接测量，G、H属于房后测量点，不能直接测量：
通过AR可测得A、B、C、D、E、F的坐标分别为；在已知E、F坐标时，再根据S4得到G点坐标，根据S5得到H点坐标，完成凸形或凹形房屋的图形测绘。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过将房屋分割成不同矩形部分，首选获取矩形部分中可直接测量的边的坐标，再通过直线模型间接得到无法直接到达测量点的坐标(无法通过AR直接获取)，从而完成矩形部分的测绘，进而完成整个房屋图形的测绘；
通过上述方法，避免无法利用实际测量点进行图形绘制，仍然可以精确获取无法到达测量点的坐标，对房屋的图形精度起到至关重要的作用，提高测绘精度。
附图说明：
图1为根据本发明示例性实施例的一种基于AR的房屋图形测绘方法流程示意图。
图2为根据本发明示例性实施例的矩形房屋图形测绘示意图。
图3为根据本发明示例性实施例的L形房屋图形测绘示意图。
图4(a)为根据本发明示例性实施例的凸形房屋图形测绘示意图；图4(b)为根据本发明示例性实施例的凹形房屋图形测绘示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种基于AR的房屋图形测绘方法，具体包括以下步骤：
S1：获取待测房屋的形状，所述形状包括矩形、L形、凹字形、凸字形等。
本实施例中，每个房屋的形状不一样，一般在AR进行测绘时，是按照点-边-点的顺序进行绘制的，即首先选择一个起点，从起点沿着所在边进行移动，当遇到拐点时，将拐点作为第二点，继续沿着第二点所在另一边进行移动，重复进行直到完成房屋图形测绘。
当在房屋图形测绘过程中，不同的形状就可能导致其中某些点无法到达，例如被遮掩，一般房前的测量点容易获取坐标，房后的测量点无法到达。
S2：将待测房屋的形状划分成不同的矩形部分，选择可直接测量的第一矩形部分的第一边的一个端点作为起点，使用AR获取起点的坐标，并沿第一边进行移动到达另一个端点作为第二点，使用AR获取第二点的坐标；若第二点所在的第二边的第三点仍能到达，则重复移动测绘；若第二点所在的第二边的第三点不能到达，则进入S3。
本实施例中，每个房屋的形状一般是比较规则的，可划分出不同的矩形部分，因此本发明中默认房屋形状由不同的矩形部分构成，即可以将L形、凹字形、凸字形等分割得到多个矩形部分，则属于房前的矩形部分的测量点可以直接测量，属于房后的矩形部分的测量点就无法直接测量了，但每个矩形部分的每个边的方向是已知的。
如图2所示，第一矩形部分的第一边AB的起点A的坐标为(Xa，Ya)，第二点B的坐标为(Xb，Yb)，都可以通过AR直接获取坐标，但第二边BC中第三点C无法使用AR获取，第一边AB、第二边BC、第三边CD、第四边DA的方向是已知的。
S3：在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点，获取交点坐标，在根据交点坐标计算第三点的坐标。
S3-1：根据第一边的起点坐标和第二点坐标计算第一边的斜率：
Figure BDA0004017476310000061
公式(1)中，K1表示第一边的斜率；(Xa，Ya)表示第一边起点A的坐标；(Xb，Yb)表示第一边第二点B的坐标；
S3-2：本实施例中，矩形部分的每个边都是相互垂直，即第一边和第二边是垂直，则根据第一边的斜率计算第二边的直线公式。
本实施例中，第一边和第二边是垂直的，则第二边的斜率
Figure BDA0004017476310000062
已知第二点B点坐标及第二边BC的斜率，根据点斜式可求得线段BC所在直线得公式：Y-Yb＝K2(X-Xb)，推导后可得第二边的直线公式：
K2X-Y+(Yb-K2Xb)＝0 (2)
公式(2)中，K2表示第二边BC的斜率，
Figure BDA0004017476310000063
S3-3：在正常情况下，ABCD矩形是一个房屋，明确知道C点是在哪的，但是C点不能到达的话，若从B点开始沿第二边的方向移动，都不会到达C点。
因此在第一边延长线上选择起始点(与B点的距离为P)，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点E，获取交点E坐标(Xe，Ye)，计算交点E到第二边BC的最短距离：
Figure BDA0004017476310000071
公式(3)中，L表示交点E到第二边BC的最短距离；(Xe，Ye)表示交点E的坐标；
S3-4：根据交点E到第二边BC的最短距离，得出第三点C的坐标：
Figure BDA0004017476310000072
公式(4)中，(Xc，Yc)表示第三点C的坐标，Xc＝Xb。
S4：根据矩形原理和第三点C的坐标得到第四点D的坐标(Xd，Yd)，从而完成第一矩形部分的图形测绘。
本实施例中，绘制的图形为矩形，则Xd＝Xa，Yd＝Yc，Xa可以直接获取，Yc已经在S3中计算得到的。
S5：按照第一矩形部分的测绘步骤完成其他矩阵部分的测绘，完成整个待测房屋的图形测绘。
如图2所示，当房屋为矩形时：
只有第一边AB可直接测绘，通过AR获取起点A的坐标(Xa，Ya)，第二点B的坐标(Xb，Yb)，得到第一边的斜率K1，第二边和第一边是垂直的，则第二边的斜率
Figure BDA0004017476310000073
第二边的直线公式为K2X-Y+(Yb-K2Xb)＝0；在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点E，获取交点E坐标(Xe，Ye)，计算交点E到第二边BC的最短距离L，再根据交点E到第二边BC的最短距离，得出第三点C的坐标，进而得出第四点D的坐标，最终完成矩形房屋的图形测绘。
如图3所示，当房屋为L形时，A、B、C、D属于房前测量点，可以直接进行测量，而E、F属于房后测量点，不能直接测量。
则可先通过Ar可测得A、B、C、D的坐标，分别为(Xa，Ya)、(Xb，Yb)、(Xc，Yc)、(Xd，Yd)；再使用Ar沿CD方向得到交点G，从而根据S3步骤得到得到E点坐标，再根据S4步骤得到F点坐标，完成L形房屋的图形测绘。
如图4(a)或(b)所示，当房屋为凸形或凹形时，A、B、C、D、E、F属于房前测量点，可以直接进行测量，而G、H属于房后测量点，不能直接测量。
先通过Ar可测得A、B、C、D、E、F的坐标分别为(Xa，Ya)、(Xb，Yb)、(Xc，Yc)、(Xd，Yd)、(Xe，Ye)、(Xf，Yf)；根据凹、凸图形的定义(所有的角都是直角)。在已知E、F坐标下，根据S3可得到G点坐标，根据S4可得到H点坐标，完成凸形或凹形房屋的图形测绘。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：获取待测房屋的形状；
S2：将待测房屋的形状划分成至少一个矩形部分，选择可直接测量的第一矩形部分的第一边的一个端点作为起点，使用AR获取起点坐标，并沿第一边进行移动到达第一边的另一个端点作为第二点，使用AR获取第二点的坐标；
S3：判断AR是否能直接获取第二点所在第二边的第三点的坐标，若是则直接获取第三点坐标；若否则进入S4；
S4：在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点，获取交点坐标，再根据交点坐标计算第三点的坐标；
S5：根据矩形原理和第三点的坐标得到第四点的坐标，完成第一矩形部分的图形测绘；
S6：按照第一矩形部分的图形测绘步骤完成其他矩形部分的测绘，进而完成整个待测房屋的图形测绘。
2.如权利要求1所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，所述S1中，房屋的形状包括矩形、L形、凹字形、凸字形。
3.如权利要求1所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，所述S2中，每个矩形部分的每条边的方向是固定的。
4.如权利要求1所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，所述S4包括：
S4-1：根据第一边的起点坐标和第二点坐标计算第一边的斜率：
Figure FDA0004017476300000011
公式(1)中，K1表示第一边的斜率；(Xa,Ya)表示第一边起点A的坐标；(Xb,Yb)表示第一边第二点B的坐标；
S4-2：根据第一边的斜率计算第二边的直线公式：
K2X-Y+(Yb-K2Xb)＝0 (2)
公式(2)中，K2表示第二边BC的斜率，
Figure FDA0004017476300000021
S4-3：在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点E，获取交点E坐标(Xe,Ye)，计算交点E到第二边BC的最短距离：
Figure FDA0004017476300000022
公式(3)中，L表示交点E到第二边BC的最短距离；(Xe,Ye)表示交点E的坐标；
S4-4：根据交点E到第二边BC的最短距离，得出第三点C的坐标：
Figure FDA0004017476300000023
公式(4)中，(Xc,Yc)表示第三点C的坐标，Xc＝Xb。
5.如权利要求4所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，所述S5中，第四点D的坐标为(Xd,Yd)，Xd＝Xa，Yd＝Yc。
6.如权利要求2所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，当房屋为矩形时，第一边直接测绘：
通过AR获取起点的坐标(Xa,Ya)，第二点的坐标(Xb,Yb)，得到第一边的斜率K1，第二边的斜率
Figure FDA0004017476300000024
第二边直线公式为K2X-Y+(Yb-K2Xb)＝0；在第一边延长线上选择起始点，并使用AR从起始点沿第二边的方向移动，当移动到第三边的延长线时形成交点，获取交点坐标(Xe,Ye)，计算交点到第二边的最短距离L，再根据最短距离L得出第三点的坐标，进而得出第四点的坐标，最终完成矩形房屋的图形测绘。
7.如权利要求2所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，当房屋为L形时，A、B、C、D属于房前测量点，坐标进行直接测量，E、F属于房后测量点，不能直接测量：
通过AR直接获取A、B、C、D的坐标；再使用Ar沿CD方向得到交点G，再根据S4得到E点坐标，根据S5得到F点坐标，最终完成L形房屋的图形测绘。
8.如权利要求2所述的一种基于AR的房屋图形测绘方法，其特征在于，当房屋为凸形或凹形时，A、B、C、D、E、F属于房前测量点，坐标进行直接测量，G、H属于房后测量点，不能直接测量：
通过AR可测得A、B、C、D、E、F的坐标分别为；在已知E、F坐标时，再根据S4得到G点坐标，根据S5得到H点坐标，完成凸形或凹形房屋的图形测绘。
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