CN118153142A - 基于虚拟现实的家居设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及虚拟现实技术领域，且公开了一种基于虚拟现实的家居设计方法及系统，家居设计系统包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块，家居设计方法包括以下步骤：步骤一、多维采集模块分类采集数据集；步骤二、设计分析模块1:1生成基础模型；步骤三、设计分析模块生成综合性的设计模型；步骤四、设计分析模块计算得到对比数据组；步骤五、识别用户的展示需求后3D展示设计模型，2D展示对比数据组；步骤六、识别用户的交互需求后对应调整展示效果，沉浸式操作简便设计效率高、模拟仿真现实感足用户体验感佳。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体为一种基于虚拟现实的家居设计方法及系统。
背景技术
基于虚拟现实的家居设计系统是一种利用虚拟现实技术来模拟和可视化家具布局、装饰和设计的软件。为用户提供了一个沉浸式的环境，使他们能够在虚拟空间中亲自体验和修改家居设计。基于虚拟现实的家居设计系统能够实现实时3D可视化、沉浸式体验、高度定制、实时反馈、跨平台支持、协作功能等关键功能。用户通过使用VR眼镜和手柄，可以在三维空间中沉浸式体验家居设计元素，深入评估空间规划、颜色搭配和风格选择，根据自己的喜好和需求调整家具、墙壁颜色、添加装饰品等，与此同时，系统将会实时反馈显示用户所做的更改，实时优化设计方案。基于VR的家居设计系统为设计师、建筑师和家庭装修爱好者提供了一个直观、高效且有趣的设计工具，有助于提高设计质量和客户满意度。
目前，传统基于虚拟现实的家居设计系统虽然提供了三维空间的交互能力，但在实际使用过程中，用户在VR环境中进行精确操作和修改较为困难，需要用户具备一定图形处理能力，传统三维建模过程中，采集的建筑数据通常需要等比例缩小后，再根据算法建立模拟模型，从而导致模拟出的家居设计环境与现实世界的感受仍有差距，使得用户决策偏差大，使用体验感不佳。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于虚拟现实的家居设计方法及系统，具备沉浸式操作简便设计效率高、模拟仿真现实感足用户体验感佳等优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于虚拟现实的家居设计方法，所述基于虚拟现实的家居设计方法通过基于虚拟现实的家居设计系统进行操作，所述基于虚拟现实的家居设计系统包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块，所述基于虚拟现实的家居设计方法包括以下步骤：
步骤一、将用户端、智能语音设备、VR眼镜和操作手柄与基于虚拟现实的家居设计系统进行互联，商品住宅用户或室内设计师用户佩戴好VR眼镜并手持操作手柄，多维采集模块根据不同的数据源分类采集数据集；
步骤二、设计分析模块将商品住宅室内面积、层高和布局数据结合家居设计数据1:1计算生成基础模型；
步骤三、设计分析模块连接中央处理器将智能语音设备识别到的用户指令数据生成计算机设计数据，再结合用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型中，计算生成综合性的设计模型/>；
步骤四、设计分析模块将基础模型和设计模型/>进行前后对比，计算生成对比数据组/>；
步骤五、交互输出模块连接智能语音设备识别用户的展示需求，再通过VR眼镜展示3D形式的设计模型和2D图表形式的对比数据组/>；
步骤六、交互输出模块连接智能语音设备识别用户的交互需求，再通过VR眼镜调整设计模型和对比数据组/>的展示效果。
优选的，基于虚拟现实的家居设计系统，应用于上述的家居设计方法，包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块；
所述多维采集模块包括恒量采集单元、方案采集单元、用户指令单元和变量采集单元，所述恒量采集单元通过网络连接数据库采集恒量数据集，并传输至方案采集单元，所述方案采集单元通过网络连接用户端采集方案数据集，并传输至设计分析模块，所述用户指令单元通过网络连接智能语音设备采集指令数据集，并传输至变量采集单元，所述变量采集单元通过网络连接中央处理器和操作手柄采集变量数据集，并传输至设计分析模块，所述多维采集模块通过网络连接设计分析模块；
所述设计分析模块包括三维建模单元、需求分析单元和调整对比单元，所述设计分析模块通过网络连接数据库采集参考数据算法模型，并缓存至设计分析模块，所述三维建模单元根据恒量数据集、方案数据集和参考数据算法模型，计算生成基础模型，并通过网络传输至需求分析单元，所述需求分析单元根据基础模型/>、指令数据集、变量数据集和参考数据算法模型，计算生成设计模型/>，并通过网络传输至调整对比单元，所述调整对比单元根据基础模型/>、设计模型/>和参考数据算法模型，计算生成对比数据组/>，所述设计分析模块通过网络连接交互输出模块；
所述交互输出模块包括三维展示单元和环境交互单元，所述三维展示单元通过网络连接智能语音设备和VR眼镜采集展示需求数据集，并展示设计模型和对比数据组，所述环境交互单元通过网络连接智能语音设备采集交互数据集，并对应调整设计模型/>和对比数据组/>的展示效果。
优选的，所述恒量数据集包括商品住宅室内面积、层高和布局参数，所述恒量采集单元将恒量数据集中的参数分别描述为、/>和/>，所述方案数据集包括商品住宅室内家居设计参数，所述方案采集单元将方案数据集中的参数分别描述为/>、/>、/>、...、/>，/>至/>对应多个版本的商品住宅室内设计方案。
优选的，所述指令数据集包括智能语音设备识别到的用户指令参数，所述用户指令单元将指令数据集中的参数分别描述为、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备识别到的多次用户指令，所述变量数据集包括用户使用手柄操作的设计参数，所述变量采集单元将变量数据集中的参数分别描述为/>、/>、/>、...、/>，/>至/>对应用户使用手柄多次操作的设计数据。
优选的，所述参考数据算法模型由参考建模算法模型、参考设计算法模型、参考对比算法模型组成，参考建模算法模型采用实时三维重建技术的KinectFusion算法，参考设计算法模型采用深度学习技术的卷积神经网络CNN算法，参考对比算法模型采用机器视觉技术的SLAM算法，所述设计分析模块将参考数据算法模型中的算法分别描述为、和/>。
优选的，所述三维建模单元根据恒量数据集、方案数据集和参考数据算法模型，计算生成基础模型，其计算公式如下：
公式中，表示基础模型，/>表示以恒量数据集中商品住宅室内面积、层高和布局数据为1:1建模标准，将方案数据集中商品住宅室内家居设计数据代入参考建模算法模型，计算得到基础模型。
优选的，所述需求分析单元根据基础模型、指令数据集、变量数据集和参考数据算法模型，计算生成设计模型/>，其计算公式如下：
公式中，表示设计模型，/>表示中央处理器将指令数据集中的用户指令数据代入参考设计算法模型中，计算得到的计算机设计数据，/>表示将计算机设计数据和用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型中，计算得到综合性的设计模型。
优选的，所述调整对比单元根据基础模型、设计模型/>和参考数据算法模型，计算生成对比数据组/>，其计算公式如下：
公式中，表示对比数据组，/>表示将基础模型/>和设计模型/>代入参考对比算法模型进行前后对比，计算得到对比数据组。
优选的，所述三维展示单元通过网络连接智能语音设备采集展示需求数据集，所述需求数据集包括智能语音设备识别到的用户展示需求指令，并分别描述为、/>、、...、/>，/>至/>对应智能语音设备多次识别到的用户展示需求指令，所述三维展示单元根据展示需求数据集网络连接VR眼镜展示设计模型/>和对比数据组/>，所述设计模型/>以3D形式展示，所述对比数据组/>以2D图表形式展示。
优选的，所述环境交互单元通过网络连接智能语音设备采集交互数据集，所述交互数据集包括智能语音设备识别到的用户交互需求指令，并分别描述为、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备多次识别到的用户交互需求指令，所述环境交互单元根据展示交互数据集网络连接VR眼镜调整设计模型/>和对比数据组/>的展示效果。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于虚拟现实的家居设计方法及系统，具备以下有益效果：
1、本发明通过用户端、智能语音设备、VR眼镜和操作手柄与基于虚拟现实的家居设计系统进行互联，多维采集模块设置恒量采集单元、方案采集单元、用户指令单元和变量采集单元，根据不同的数据源分类采集恒量数据集、方案数据集、指令数据集和变量数据集，不具有图像处理能力的用户可以通过智能语音设备输入指令进行设计调整，具有一定图像处理能力的用户则可以独立使用操作手柄进行设计调整，沉浸式操作简便设计效率高，灵活适用于多种应用场景。
2、本发明通过设计分析模块设置三维建模单元、需求分析单元和调整对比单元，三维建模单元计算生成基础模型，1:1还原建筑物的现实环境，等比例建模仿真度高，需求分析单元连接中央处理器将智能语音设备识别到的用户指令数据生成计算机设计数据，再结合用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型/>中，计算生成综合性的设计模型/>，归一化处理设计数据模型现实感足，调整对比单元将基础模型/>和设计模型/>进行前后对比，计算得到对比数据组/>，准确统计设计调整前和设计调整后的数据差异，便于用户继续增强设计数据或删减设计数据，交互输出模块设置三维展示单元和环境交互单元，三维展示单元连接智能语音设备识别用户的展示需求，再通过VR眼镜展示3D形式的设计模型/>和2D图表形式的对比数据组/>，用户可能需要的展示需求，例如等比例放大、等比例缩小、720度旋转或镜像翻转等，根据展示需求对应展示模型，用户体验感更佳，环境交互单元连接智能语音设备识别用户的交互需求，再通过VR眼镜调整设计模型/>和对比数据组/>的展示效果，用户可能需要的交互需求，例如三维空间中光照亮度的增减或气象天气的转换等，根据交互需求对应调整展示效果，模拟仿真现实感足用户体验感佳。
附图说明
图1为本发明方法步骤图；
图2为本发明系统流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，基于虚拟现实的家居设计方法，该基于虚拟现实的家居设计方法通过基于虚拟现实的家居设计系统进行操作，该基于虚拟现实的家居设计系统包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块，该基于虚拟现实的家居设计方法包括以下步骤：
步骤一、将用户端、智能语音设备、VR眼镜和操作手柄与基于虚拟现实的家居设计系统进行互联，商品住宅用户或室内设计师用户佩戴好VR眼镜并手持操作手柄，不具有图像处理能力的用户可以通过智能语音设备输入指令进行设计调整，具有一定图像处理能力的用户则可以独立使用操作手柄进行设计调整，沉浸式操作更简便，有效提高了设计效率，灵活适用于多种应用场景，多维采集模块根据不同的数据源分类采集数据集；
步骤二、设计分析模块将商品住宅室内面积、层高和布局数据结合家居设计数据1:1计算生成基础模型，等比例建模仿真度高；
步骤三、设计分析模块连接中央处理器将智能语音设备识别到的用户指令数据生成计算机设计数据，再结合用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型中，计算生成综合性的设计模型/>，归一化处理设计数据模型现实感足；
步骤四、设计分析模块将基础模型和设计模型/>进行前后对比，计算得到对比数据组/>，准确统计设计调整前和设计调整后的数据差异，便于用户继续增强设计数据或删减设计数据；
步骤五、交互输出模块连接智能语音设备识别用户的展示需求，再通过VR眼镜展示3D形式的设计模型和2D图表形式的对比数据组/>，用户可能需要的展示需求，例如等比例放大、等比例缩小、720度旋转或镜像翻转等，根据展示需求对应展示模型，用户体验感更佳；
步骤六、交互输出模块连接智能语音设备识别用户的交互需求，再通过VR眼镜调整设计模型和对比数据组/>的展示效果，用户可能需要的交互需求，例如三维空间中光照亮度的增减或气象天气的转换等，根据交互需求对应调整展示效果，用户体验感更佳。
基于虚拟现实的家居设计系统，应用于上述的家居设计方法，包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块；
多维采集模块包括恒量采集单元、方案采集单元、用户指令单元和变量采集单元，恒量采集单元通过网络连接数据库采集恒量数据集，对目标建筑的面积、层高和布局参数进行描述后传输至方案采集单元，恒量数据集参数描述为、/>和/>，方案采集单元通过网络连接用户端采集方案数据集，对目标建筑的家居设计参数进行描述后传输至设计分析模块，方案数据集参数描述为/>、/>、/>、...、/>，方案数据集包括设计师提供给用户的多个版本初始方案，用户指令单元通过网络连接智能语音设备采集指令数据集，对智能语音设备识别到的用户指令参数进行描述后传输至变量采集单元，指令数据集参数描述为、/>、/>、...、/>，用户可能输入的指令，例如墙壁换色、家具增减或隔断增减，变量采集单元通过网络连接中央处理器和操作手柄采集变量数据集，对用户使用手柄操作的设计参数进行描述后传输至设计分析模块，变量数据集参数描述为/>、/>、/>、...、/>，不具有图像处理能力的用户可以通过智能语音设备输入指令进行设计调整，具有一定图像处理能力的用户则可以独立使用操作手柄进行设计调整，沉浸式操作简便设计效率高，灵活适用于多种应用场景，多维采集模块通过网络连接设计分析模块；
设计分析模块包括三维建模单元、需求分析单元和调整对比单元，设计分析模块通过网络连接数据库采集参考数据算法模型，并缓存至设计分析模块，参考数据算法模型由参考建模算法模型、参考设计算法模型、参考对比算法模型组成，参考建模算法模型采用实时三维重建技术的KinectFusion算法，参考设计算法模型采用深度学习技术的卷积神经网络CNN算法，参考对比算法模型采用机器视觉技术的SLAM算法，参考数据算法模型描述为、/>和/>，三维建模单元根据恒量数据集、方案数据集和参考数据算法模型，计算生成基础模型/>，并通过网络传输至需求分析单元，其计算公式如下：
公式中，表示基础模型，/>表示以恒量数据集中商品住宅室内面积、层高和布局数据为1:1建模标准，将方案数据集中商品住宅室内家居设计数据代入参考建模算法模型，计算得到基础模型，根据基础模型/>，1:1还原建筑物的现实环境，等比例建模仿真度高；
需求分析单元根据基础模型、指令数据集、变量数据集和参考数据算法模型，计算生成设计模型/>，并通过网络传输至调整对比单元，其计算公式如下：
公式中，表示设计模型，/>表示中央处理器将指令数据集中的用户指令数据代入参考设计算法模型中，计算得到的计算机设计数据，/>表示将计算机设计数据和用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型中，计算得到综合性的设计模型，根据设计模型/>，归一化处理设计数据模型现实感足；
调整对比单元根据基础模型、设计模型/>和参考数据算法模型，计算生成对比数据组/>，设计分析模块通过网络连接交互输出模块，其计算公式如下：
公式中，表示对比数据组，/>表示将基础模型/>和设计模型/>代入参考对比算法模型进行前后对比，计算得到对比数据组，根据对比数据组，准确统计设计调整前和设计调整后的数据差异，便于用户继续增强设计数据或删减设计数据；
交互输出模块包括三维展示单元和环境交互单元，三维展示单元通过网络连接智能语音设备采集展示需求数据集，所述需求数据集包括智能语音设备识别到的用户展示需求指令，并分别描述为、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备多次识别到的用户展示需求指令，三维展示单元根据展示需求数据集网络连接VR眼镜展示设计模型和对比数据组/>，设计模型/>以3D形式展示，对比数据组/>以2D图表形式展示，用户可能需要的展示需求，例如等比例放大、等比例缩小、720度旋转或镜像翻转等，根据展示需求对应展示模型，用户体验感更佳，环境交互单元通过网络连接智能语音设备采集交互数据集，所述交互数据集包括智能语音设备识别到的用户交互需求指令，并分别描述为/>、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备多次识别到的用户交互需求指令，环境交互单元根据展示交互数据集网络连接VR眼镜调整设计模型/>和对比数据组/>的展示效果，用户可能需要的交互需求，例如三维空间中光照亮度的增减或气象天气的转换等，根据交互需求对应调整展示效果，模拟仿真现实感足用户体验感佳。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.基于虚拟现实的家居设计方法，其特征在于：所述基于虚拟现实的家居设计方法通过基于虚拟现实的家居设计系统进行操作，所述基于虚拟现实的家居设计系统包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块，所述基于虚拟现实的家居设计方法包括以下步骤：
步骤一、将用户端、智能语音设备、VR眼镜和操作手柄与基于虚拟现实的家居设计系统进行互联，商品住宅用户或室内设计师用户佩戴好VR眼镜并手持操作手柄，多维采集模块根据不同的数据源分类采集数据集；
步骤二、设计分析模块将商品住宅室内面积、层高和布局数据结合家居设计数据1:1计算生成基础模型；
步骤三、设计分析模块连接中央处理器将智能语音设备识别到的用户指令数据生成计算机设计数据，再结合用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型中，计算生成综合性的设计模型/>；
步骤四、设计分析模块将基础模型和设计模型/>进行前后对比，计算生成对比数据组/>；
步骤五、交互输出模块连接智能语音设备识别用户的展示需求，再通过VR眼镜展示3D形式的设计模型和2D图表形式的对比数据组/>；
步骤六、交互输出模块连接智能语音设备识别用户的交互需求，再通过VR眼镜调整设计模型和对比数据组/>的展示效果。
2.基于虚拟现实的家居设计系统，应用于权利要求1所述的家居设计方法，其特征在于：包括数据库、中央处理器、多维采集模块、设计分析模块和交互输出模块；
所述多维采集模块包括恒量采集单元、方案采集单元、用户指令单元和变量采集单元，所述恒量采集单元通过网络连接数据库采集恒量数据集，并传输至方案采集单元，所述方案采集单元通过网络连接用户端采集方案数据集，并传输至设计分析模块，所述用户指令单元通过网络连接智能语音设备采集指令数据集，并传输至变量采集单元，所述变量采集单元通过网络连接中央处理器和操作手柄采集变量数据集，并传输至设计分析模块，所述多维采集模块通过网络连接设计分析模块；
所述设计分析模块包括三维建模单元、需求分析单元和调整对比单元，所述设计分析模块通过网络连接数据库采集参考数据算法模型，并缓存至设计分析模块，所述三维建模单元根据恒量数据集、方案数据集和参考数据算法模型，计算生成基础模型，并通过网络传输至需求分析单元，所述需求分析单元根据基础模型/>、指令数据集、变量数据集和参考数据算法模型，计算生成设计模型/>，并通过网络传输至调整对比单元，所述调整对比单元根据基础模型/>、设计模型/>和参考数据算法模型，计算生成对比数据组/>，所述设计分析模块通过网络连接交互输出模块；
所述交互输出模块包括三维展示单元和环境交互单元，所述三维展示单元通过网络连接智能语音设备和VR眼镜采集展示需求数据集，并展示设计模型和对比数据组，所述环境交互单元通过网络连接智能语音设备采集交互数据集，并对应调整设计模型/>和对比数据组/>的展示效果。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述恒量数据集包括商品住宅室内面积、层高和布局参数，所述恒量采集单元将恒量数据集中的参数分别描述为、/>和/>，所述方案数据集包括商品住宅室内家居设计参数，所述方案采集单元将方案数据集中的参数分别描述为/>、/>、/>、...、/>，/>至/>对应多个版本的商品住宅室内设计方案。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述指令数据集包括智能语音设备识别到的用户指令参数，所述用户指令单元将指令数据集中的参数分别描述为、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备识别到的多次用户指令，所述变量数据集包括用户使用手柄操作的设计参数，所述变量采集单元将变量数据集中的参数分别描述为/>、/>、/>、...、/>，/>至/>对应用户使用手柄多次操作的设计数据。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述参考数据算法模型由参考建模算法模型、参考设计算法模型、参考对比算法模型组成，参考建模算法模型采用实时三维重建技术的KinectFusion算法，参考设计算法模型采用深度学习技术的卷积神经网络CNN算法，参考对比算法模型采用机器视觉技术的SLAM算法，所述设计分析模块将参考数据算法模型中的算法分别描述为、/>和/>。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述三维建模单元根据恒量数据集、方案数据集和参考数据算法模型，计算生成基础模型，其计算公式如下：
公式中，表示基础模型，/>表示以恒量数据集中商品住宅室内面积、层高和布局数据为1:1建模标准，将方案数据集中商品住宅室内家居设计数据代入参考建模算法模型，计算得到基础模型。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述需求分析单元根据基础模型、指令数据集、变量数据集和参考数据算法模型，计算生成设计模型，其计算公式如下：
公式中，表示设计模型，/>表示中央处理器将指令数据集中的用户指令数据代入参考设计算法模型中，计算得到的计算机设计数据，/>表示将计算机设计数据和用户使用手柄操作的设计数据叠加在基础模型中，计算得到综合性的设计模型。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述调整对比单元根据基础模型、设计模型/>和参考数据算法模型，计算生成对比数据组/>，其计算公式如下：
公式中，表示对比数据组，/>表示将基础模型/>和设计模型代入参考对比算法模型进行前后对比，计算得到对比数据组。
9.根据权利要求8所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述三维展示单元通过网络连接智能语音设备采集展示需求数据集，所述需求数据集包括智能语音设备识别到的用户展示需求指令，并分别描述为、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备多次识别到的用户展示需求指令，所述三维展示单元根据展示需求数据集网络连接VR眼镜展示设计模型/>和对比数据组/>，所述设计模型/>以3D形式展示，所述对比数据组/>以2D图表形式展示。
10.根据权利要求8所述的基于虚拟现实的家居设计系统，其特征在于：所述环境交互单元通过网络连接智能语音设备采集交互数据集，所述交互数据集包括智能语音设备识别到的用户交互需求指令，并分别描述为、/>、/>、...、/>，/>至/>对应智能语音设备多次识别到的用户交互需求指令，所述环境交互单元根据展示交互数据集网络连接VR眼镜调整设计模型/>和对比数据组/>的展示效果。
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2024
- 2024-05-13 CN CN202410587009.0A patent/CN118153142A/zh active Pending
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