一种户型图自动设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种户型图自动设计方法及系统，属于计算机辅助设计技术领域。本发明专利技术可以让用户在家装设计过程中，自动计算两区域之间的虚拟墙体，避免两相邻区域点坐标数值误差造成的区域不能友好衔接的困扰。虚拟墙体灵活地对空间区域进行有效切分，有效地实现某一空间区域下的二次区域划分，使得区域空间利用率提高，减少实体墙的使用，从而减少室内家装设计的成本，使得设计更加合理，更加灵活高效。

An automatic design method and system of house type drawing

【技术实现步骤摘要】
一种户型图自动设计方法及系统
本专利技术涉及一种户型图自动设计方法及系统，属于计算机辅助设计

技术介绍
设计师在家装设计过程中，经常需要进行手动绘制房间区域，例如：在户型图中绘制出餐厅、客厅、卧室等区域的形状和位置关系。对于像餐厅和客厅这样的相连且没有实际墙体分隔的房间，手动绘制区域时，需要对该区域进行切割，生成两个新的区域，但是不希望有实体墙在该两个区域的交界处(例如：客厅与餐厅相对着的那种情况，在客厅与餐厅之间，设计师会用一条线将客餐厅分开，这条线称为虚拟墙体)。使用虚拟墙体可以便于设计师灵活地对区域进行切分，并且在软件进行装修耗材计算时，也可以避免将其误认为是实体墙而导致的计算偏差。有时设计师是手动绘制好两个区域，例如先手动绘制客厅，又手动绘制餐厅，但是客厅与餐厅的交界处，如图1所示，在图中餐厅和客厅分别绘制之后，在它们的交界线处，存在着相邻的点（实际的房间中并不存在这种情况，交界点都是同一个），不是共点(主要是在手绘的过程中存在手动绘制的数值误差)，因此，需要结合这种情况开发一种能够自动识别绘制误差并生成餐厅和客厅之间的虚拟墙体的计算方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是：针对户型图中由手动绘制得到的餐厅或客厅的特殊边界点的情况，提出一种自动识别绘制图形并生成分隔餐厅和客厅的虚拟墙体。本专利技术所要解决的第二个技术问题是：在已经识别出的餐厅区域中，自动对餐厅的形状进行识别，并自动地在餐厅中生成餐桌、餐椅等家具。本专利技术所要解决的第三个技术问题是：在已经绘制得到了餐厅和客厅之后，在已经识别出的卧室区域中，自动对卧室的形状进行识别，并自动地在卧室中生成相关的家具。本专利技术采用了如下的技术方案：一种户型图自动设计方法，包括如下步骤：步骤a，获取通过手绘得到的户型图中的餐厅和客厅的多边形区域数据，所述的区域数据中包括房间轮廓线段以及线段上的端点；步骤b，对餐厅多边形上的每个点进行遍历，执行如下操作：计算每个点到客厅多边形的每一条边的距离，并得到每个点与客厅多边形的线段之间最短的距离，当所述的最短的距离小于设定第一阈值时，将该点归于待选交点集合中；步骤c，对客厅多边形上的每个点进行遍历，执行如下操作：计算每个点到餐厅多边形的每一条边的距离，并得到每个点与餐厅多边形的线段之间最短的距离，当满足以下条件：（1）所述的最短的距离小于设定第一阈值时，（2）每个点与步骤b中得到的待选交点集合中所有的点的距离大于第二阈值；将该点归于待选交点集合中；步骤d，对待选交点集合中的点依次进行遍历，执行如下操作：如果当前的点与餐厅多边形中一个点的距离小于第三阈值，则将当前的点的坐标数值替换掉餐厅多边形中的这个点的坐标数值；如果当前的点与客厅多边形中的一个点的距离小于第三阈值，则将当前的点的坐标数值替换掉客厅多边形中的这个点的坐标数值；步骤e，统计待选交点集合的点的数量，如果点的个数为2个则进入步骤f，如果点的个数为3个则进入步骤g；步骤f，将两个待选交点连接，作为分隔餐厅和客厅的虚拟墙体；步骤g，将三个待选交点定义为P0、P1、P2，并定义以下四个向量，，，；；将向量归一化处理得到：，，，；计算向量与向量的内积，该值为Res1；计算向量与向量的内积，该值为Res2；计算向量与向量的内积，该值为Res3；如果Res1的绝对值小于或者等于第四阈值，则将P0,P1,P2依次放入一个新的虚拟墙体线段顺序点集中，依次定义为第一点、第二点、第三点；如果Res2的绝对值小于或者等于第四阈值，则将P1,P0,P2依次放入一个新的虚拟墙体线段顺序点集中，依次定义为第一点、第二点、第三点；如果Res3的绝对值小于或者等于第四阈值，则将P0,P2,P1依次放入一个新的虚拟墙体线段顺序点集中，依次定义为第一点、第二点、第三点；依次连接第一点和第二点、第二点和第三点，作为分隔餐厅和客厅的虚拟墙体。在一个实施方式中，对步骤a中得到的多边形区域数据进行共线点处理，删除同在一条线段上的点集中的除两端的端点外的其它的点。在一个实施方式中，所述的第一阈值是5cm；所述的第二阈值是3.5-4cm。在一个实施方式中，在步骤c中得到了待选交点集合后，还对集合中的点进行删除重复点的处理。在一个实施方式中，第四阈值是0.1cm。在一个实施方式中，对于步骤f，在生成虚拟墙体后还进行如下步骤：搜索户型图中的墙体拐角，分别找到与两个待选交点最近的墙体拐角；对于每个最近的墙体拐角，得到其所在的墙体的中轴线与墙体拐角的交点；将得到的两个中轴线与墙体拐角的交点进行连接，替换掉已生成的虚拟墙体。在一个实施方式中，对于步骤g，在生成虚拟墙体后还进行如下步骤：搜索户型图中的墙体拐角，分别找到与于第一点和第三点最近的墙体拐角；对于每个最近的墙体拐角，得到其所在的墙体的中轴线与墙体拐角的交点；对于与第一点最近的那个中轴线与墙体拐角的交点，作第一点与第二点之间连线的平行线，对于与第三点最近的那个中轴线与墙体拐角的交点，作第二点与第三点之间连线的平行线，得到两条平行线的交点；依次连接与第一点最近的那个中轴线与墙体拐角的交点和两条平行线的交点、两条平行线的交点和与第三点最近的那个中轴线与墙体拐角的交点，替换掉已生成的虚拟墙体。在一个实施方式中，还包括基于餐厅区域几何特征自动布局的步骤，包括如下步骤：第1步，获取户型图中餐厅的边界区域，识别出边界点；对于相互之间为共线关系的边界点的集合，从集合当中删除掉除两端的边界点以外的边界点；并继续对剩余的边界点按照逆时针或者顺时针编号；第2步，判断得到的边界点集合中的边界点的个数；如果个数为3个时则报错，如果个数为4个时则进入第3步，如果个数大于4个时则进入第4步；第3步，计算由边界点构成的矩形的面积以及中心点，并且在这个矩形中由软件生成餐桌；第4步，对于所述的集合中的边界点的有序点集，依次对每个边界点进行遍历，计算当前点与下一点之间的向量V1、当前点下一点与再下一点之间的向量V2、当前点的上一点与A点之间的向量V3；再计算V3与V1的外积A1、V1与V2的外积A2；如果A1和A2的内积符号为正，则依次将由当前点的上一点、当前点、当前点的下一点、当前点的再下一点构成的区域标记出凸出区域；完成遍历过程后，识别出全部的凸出区域，并进入第5步；第5步，依次对第4步中得到的全部的凸出区域进行遍历，对于一个凸出区域中的三条线段按照顺时间或者逆时针有序排列，找到对于首尾两条线段，找到其中较短的一条，并通过由较短的一条线段与中间的一条线段构成矩形，计算矩形面积；如果矩形面积大于阈值或者矩形的长宽比小于阈值，则将所述的矩形归于待选集合中，直至将全部的凸出区域遍历完成，得到待选集合；第6步，如果第5步中得到的待选集合中的矩形个数大于0，则在其中面积最大的矩形中由软件生成餐桌；如果第5步中得到的待选集合的矩形个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种户型图自动设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤a，获取通过手绘得到的户型图中的餐厅和客厅的多边形区域数据，所述的区域数据中包括房间轮廓线段以及线段上的端点；/n步骤b，对餐厅多边形上的每个点进行遍历，执行如下操作：计算每个点到客厅多边形的每一条边的距离，并得到每个点与客厅多边形的线段之间最短的距离，当所述的最短的距离小于设定第一阈值时，将该点归于待选交点集合中；/n步骤c，对客厅多边形上的每个点进行遍历，执行如下操作：计算每个点到餐厅多边形的每一条边的距离，并得到每个点与餐厅多边形的线段之间最短的距离，当满足以下条件：（1）所述的最短的距离小于设定第一阈值时，（2）每个点与步骤b中得到的待选交点集合中所有的点的距离大于第二阈值；将该点归于待选交点集合中；/n步骤d，对待选交点集合中的点依次进行遍历，执行如下操作：如果当前的点与餐厅多边形中一个点的距离小于第三阈值，则将当前的点的坐标数值替换掉餐厅多边形中的这个点的坐标数值；如果当前的点与客厅多边形中的一个点的距离小于第三阈值，则将当前的点的坐标数值替换掉客厅多边形中的这个点的坐标数值；/n步骤e，统计待选交点集合的点的数量，如果点的个数为2个则进入步骤f，如果点的个数为3个则进入步骤g；/n步骤f，将两个待选交点连接，作为分隔餐厅和客厅的虚拟墙体；/n步骤g，将三个待选交点定义为P0、P1、P2，并定义以下四个向量，...

【技术特征摘要】
1.一种户型图自动设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a，获取通过手绘得到的户型图中的餐厅和客厅的多边形区域数据，所述的区域数据中包括房间轮廓线段以及线段上的端点；
步骤b，对餐厅多边形上的每个点进行遍历，执行如下操作：计算每个点到客厅多边形的每一条边的距离，并得到每个点与客厅多边形的线段之间最短的距离，当所述的最短的距离小于设定第一阈值时，将该点归于待选交点集合中；
步骤c，对客厅多边形上的每个点进行遍历，执行如下操作：计算每个点到餐厅多边形的每一条边的距离，并得到每个点与餐厅多边形的线段之间最短的距离，当满足以下条件：（1）所述的最短的距离小于设定第一阈值时，（2）每个点与步骤b中得到的待选交点集合中所有的点的距离大于第二阈值；将该点归于待选交点集合中；
步骤d，对待选交点集合中的点依次进行遍历，执行如下操作：如果当前的点与餐厅多边形中一个点的距离小于第三阈值，则将当前的点的坐标数值替换掉餐厅多边形中的这个点的坐标数值；如果当前的点与客厅多边形中的一个点的距离小于第三阈值，则将当前的点的坐标数值替换掉客厅多边形中的这个点的坐标数值；
步骤e，统计待选交点集合的点的数量，如果点的个数为2个则进入步骤f，如果点的个数为3个则进入步骤g；
步骤f，将两个待选交点连接，作为分隔餐厅和客厅的虚拟墙体；
步骤g，将三个待选交点定义为P0、P1、P2，并定义以下四个向量，，，；；将向量归一化处理得到：，，，；计算向量与向量的内积，该值为Res1；计算向量与向量的内积，该值为Res2；计算向量与向量的内积，该值为Res3；
如果Res1的绝对值小于或者等于第四阈值，则将P0,P1,P2依次放入一个新的虚拟墙体线段顺序点集中，依次定义为第一点、第二点、第三点；
如果Res2的绝对值小于或者等于第四阈值，则将P1,P0,P2依次放入一个新的虚拟墙体线段顺序点集中，依次定义为第一点、第二点、第三点；
如果Res3的绝对值小于或者等于第四阈值，则将P0,P2,P1依次放入一个新的虚拟墙体线段顺序点集中，依次定义为第一点、第二点、第三点；
依次连接第一点和第二点、第二点和第三点，作为分隔餐厅和客厅的虚拟墙体。


2.根据权利要求1所述的户型图自动设计方法，其特征在于，在一个实施方式中，对步骤a中得到的多边形区域数据进行共线点处理，删除同在一条线段上的点集中的除两端的端点外的其它的点；在一个实施方式中，所述的第一阈值是5cm；所述的第二阈值是3.5-4cm。


3.根据权利要求1所述的户型图自动设计方法，其特征在于，在一个实施方式中，在步骤c中得到了待选交点集合后，还对集合中的点进行删除重复点的处理；在一个实施方式中，第四阈值是0.1cm。


4.根据权利要求1所述的户型图自动设计方法，其特征在于，在一个实施方式中，对于步骤f，在生成虚拟墙体后还进行如下步骤：
搜索户型图中的墙体拐角，分别找到与两个待选交点最近的墙体拐角；
对于每个最近的墙体拐角，得到其所在的墙体的中轴线与墙体拐角的交点；
将得到的两个中轴线与墙体拐角的交点进行连接，替换掉已生成的虚拟墙体。


5.根据权利要求1所述的户型图自动设计方法，其特征在于，在一个实施方式中，对于步骤g，在生成虚拟墙体后还进行如下步骤：
搜索户型图中的墙体拐角，分别找到与于第一点和第三点最近的墙体拐角；
对于每个最近的墙体拐角，得到其所在的墙体的中轴线与墙体拐角的交点；
对于与第一点最近的那个中轴线与墙体拐角的交点，作第一点与第二点之间连线的平行线，对于与第三点最近的那个中轴线与墙体拐角...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旋，周海，王洪建，李彦隽，
申请(专利权)人：江苏艾佳家居用品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32