一种室内设计用测量装置

1.本发明涉及室内装修设计技术领域，具体涉及一种室内设计用测量装置。


背景技术：

2.室内设计通常包括装修设计和设计预算两个方面。现有的室内主体结构和地面平整度测量时，需要由设计师到客户拟装修的居室进行现场勘测，利用卷尺，以人工测量的方式，得到室内的长、宽计算出每个用途不同的房间的面积，且标明门、窗的位置和数量，以及测量各房间的高度和实际地面平整度。
3.但是，传统的测量方式不仅测量效率低下，无法实现测量图的实时生成，导致设计效率较低，且地面平整度的判断仅能够依靠人工判断，无法获悉实际平整度情况，使得地面找平设计的预算准确度较低。


技术实现要素：

4.为此，本发明实施例提供一种室内设计用测量装置，以至少部分解决现有技术中室内设计时入户测量效率较低，地面找平设计的预算准确度较低的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
6.一种室内设计用测量装置，包括：
7.行走底盘，所述行走底盘在电机的驱动下按预设轨迹运动；
8.户型尺寸采集模块，所述户型图像采集模块搭载于所述行走底盘上，并在随所述行走底盘运动的过程中，实时采集并记录待测量户型的尺寸；
9.地面平整度采集模块，所述地面平整度采集模块搭载于所述行走底盘上，并在所述行走底盘运动过程中，实时获取所述待测量户型的平整度数据；
10.测量图输出模块，所述测量图输出模块搭载于所述行走底盘上，并根据所述户型尺寸采集模块采集到的户型尺寸和所述地面平整度采集模块采集到的平整度数据生成实际测量图，并将所述实际测量图传输至智能终端。
11.进一步地，所述户型尺寸采集模块为3d摄像头或红外摄像头。
12.进一步地，地面平整度采集模块为双目立体相机。
13.进一步地，所述双目立体相机采集目标范围内的原始图像，并对所述原始图像进行预处理，以得到待分割图像；
14.搭载于所述行走底盘上的计算模块对预处理后得到的待分割图像利用神经网络进行语义分割，以得到所述待分割图像的像素信息数据；使用语义分割网络对像素信息数据进行训练和测试，以得到平整度预测结果；对所述平整度预测结果中代表不平整区域的类别进行像素级别统计，以得到不平整度区域的估计值。
15.进一步地，所述计算模块获取所述待分割图像内所有目标障碍物的像素位置和大小；根据所述目标障碍物的像素位置，将所述待分割图像区分为平整区域和不平整区域。
16.进一步地，所述计算模块对所述原始图像进行特征提取，获取粗略的语义分割结
果；根据粗略的语义分割结果和提取到的特征计算出多组特征向量，每组特征对应于一个语义类别，以得到多个物体区域表示；计算网络像素特征表示与物体区域表示之间的关系矩阵，根据关系矩阵的数值对物体区域特征进行加权求和，得到物体的文字识别特征；将得到的物体的文字识别特征与网络特征进行拼接之后作为上下文信息增强的特征表示，基于此预测每个像素的语义类别。
17.进一步地，所述计算模块使用hrnet
‑
w48或者resnet
‑
101作为基础网络，进行原始图像的特征提取。
18.进一步地，所述计算模块使用1
×
1卷积预测一个粗略的语义分割结果，使用的损失函数为逐像素的交叉熵损失。
19.进一步地，所述行走底盘上安装有万向轮，且所述行走底盘的内部设置有除尘风道。
20.进一步地，所述智能终端为手机或电脑。
21.本发明所提供的室内设计用测量装置，通过设置行走底盘能够带动各功能模块自由运动，从而实现自动测量。并且，该装置通过在行走底盘上搭载户型尺寸采集模块，能够实时采集并记录待测量户型的尺寸；通过搭载地面平整度采集模块，实时获取所述待测量户型的平整度数据，为地面找平预算提供了准确的数据依据；并通过搭载测量图输出模块，根据所述户型尺寸采集模块采集到的户型尺寸和所述地面平整度采集模块采集到的平整度数据生成实际测量图，并将所述实际测量图传输至智能终端，实现了测量图的实时输出和更新。从而解决了现有技术中室内设计时入户测量效率较低，地面找平设计的预算准确度较低的技术问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
23.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
24.图1为本发明所提供的室内设计用测量装置一种具体实施方式的结构示意图；
25.图2为本发明所提供的地面平整度采集模块的工作流程图；
26.图3为本发明所提供的电子设备一种具体实施方式的结构框图。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
28.请参考图1，图1为本发明所提供的室内设计用测量装置一种具体实施方式的结构示意图。
29.在一种具体实施方式中，本发明所提供的室内设计用测量装置包括行走底盘1、户型尺寸采集模块10、地面平整度采集模块20和测量图输出模块30。其中，行走底盘为具有容置腔40的舱体结构，底部设置行走轮，在电机的驱动下按预设轨迹运动。行走底盘上安装有万向轮，且所述行走底盘的内部设置有除尘风道50，除尘风道可以为曲线结构，并与真空机相连，以实现底盘内部的真空除尘，保证底盘内部清洁。
30.上述户型图像采集模块搭载于所述行走底盘上，并在随所述行走底盘运动的过程中，实时采集并记录待测量户型的尺寸，该户型尺寸采集模块为3d摄像头或红外摄像头。在行走过程中，通过摄像头实时采集当前的图像，并将图像进行整合后，得到户型的三维构建模型，从而实现户型图像的采集。
31.由于室内设计用测量装置为自动化设备，当遇到紧急情况时，例如涉水等场景时，如果不能实现及时断电，则会造成不必要的损失。因此，为实现上述能够自动停止工作，避免了零件损耗与安全隐患的目的，本发明提供室内设计用测量装置能够实现自动断电。
32.具体地，其自动断电功能可以通过控制策略实现，例如，在室内设计用测量装置上搭载红外传感器，当红外传感器检测到有涉水风险时，向电机发出断电指令，电机根据指令完成断电。
33.或者，自动断电功能也可以通过结构实现，行走底盘的壳体内侧活动连接有导向弹簧，所述导向弹簧的内侧活动连接有安装块，所述安装块的内侧活动连接有双金属片，所述双金属片的外侧活动连接有铜片，所述双金属片的内侧活动连接有铁片，所述双金属片的内侧活动连接有压缩弹簧一，所述压缩弹簧一的内侧活动连接有活动块，所述活动块的内侧活动连接有压缩弹簧二，所述压缩弹簧二的内侧活动连接有挤压块，所述挤压块的内侧活动连接有活动板，所述活动板的内部固定连接有电介质板，所述壳体的内部开设有限位槽，所述限位槽的左侧固定连接有正极板，所述限位槽的右侧活动连接有负极板，所述壳体的内部固定连接有压敏电阻，所述壳体的外部活动连接有外挡板，所述外挡板的外部活动连接有防撞层，所述外挡板的内部活动连接有抵杆，所述外挡板的内侧活动连接有限位圈。通过铜片和铁片在相同的温度下产生的不同膨胀程度触发电介质板移动，改变正极板与负极板之间的相对面积使得电流减小，使得电阻的阻值增大，该装置停止工作进行休息，这样不需要人工操作，操作简单，智能程度高，能够自动停止工作，避免了零件损耗与安全隐患，安全性更高，节省了使用成本。
34.在实际使用过程中，该户型采集模块中还可以存储有户型图，根据户型图输出的长度、宽度和面积，作为待测量户型的参考值，当采集到的户型图像与户型图不匹配时，可发出预警信息，工作人员可以基于采集到的户型图像对户型图进行修正。当采集到的户型图像与户型图匹配时，户型采集模块可以调用数据库中存储的装修图或预算报价单。具体地，在云端数据库中可以存储有历史装修图和历史预算报价单，这些历史装修图和历史预算报价单与历史户型图相匹配，当采集得到的户型图像与某一历史户型图匹配度达到阈值(例如匹配度达到90％)，则说明该待测量户型与历史户型相似，此时可以输出该历史户型对应的历史装修图和历史预算报价单，以供客户参考，从而简化了设计流程，提高了工作效率。
35.上述地面平整度采集模块搭载于所述行走底盘上，并在所述行走底盘运动过程中，实时获取所述待测量户型的平整度数据。
36.测量图输出模块搭载于所述行走底盘上，并根据所述户型尺寸采集模块采集到的户型尺寸和所述地面平整度采集模块采集到的平整度数据生成实际测量图，并将所述实际测量图传输至智能终端。其中，所述智能终端为手机或电脑。
37.更进一步地，还可以通过搭载的光学成像系统实现轨迹追踪，具体地，其设置了光学成像系统、窄角度照明系统和宽角度照明系统，光源通过窄角度照明系统将光束投射到爬行表面，通过光滑亮面的反射使部分光束进入到传感器中，通过成像镜头及光学成像传感器读取亮表面的图像特征，这是主要用于在光滑表面的具有镜面反射特性的亮表面的特征识别，光源通过宽角度照明系统将宽角度的光束投射到爬行表面，通过粗糙表面的漫反射，使粗糙表面的细节可以通过成像镜头进行成像并通过光学成像传感器进行特征识别，因此使得该光学系统既能够投射透明表面、镜面、光滑表面或亮面，如瓷砖、大理石、玻璃、亮面金属等表面，又可以投射漫反射表面、具有不规则纹理及非光滑粗糙表面，如普通木质地板、地毯、水泥地，沙石质地等表面，该光学系统能够折射或反射表面各种特征的属性(如爬行表面的颜色，纹理，灰尘的数量等级)，便于机器视觉传感器系统收集轨迹信息进行追踪，使室内设计用测量装置对所有位置均能够达到，实现全面测量。
38.具体地，如图2所示，地面平整度采集模块具体为双目立体相机，该地面平整度采集模块具体工作过程为：
39.所述双目立体相机采集目标范围内的原始图像，并对所述原始图像进行预处理，以得到待分割图像；具体为对所述原始图像进行像素区域裁剪。通常原始采集到的图像分辨率较大，例如可以为1280*720，在原始图像中存在很多背景区域、非当前车道区域和过远距离区域等，直接输入到神经网络中检测效果不好，且会增加计算量，降低算法实时性。因此，在预处理时采取裁剪的方法，将检测范围限制为长为512像素，高为256像素的检测区域，假设对应于实际位置大致是4
‑
30m的范围。这样的预处理有效的减少了计算量，滤除了大部分背景，降低了检测难度并提高了检测稳定性。
40.搭载于所述行走底盘上的计算模块对预处理后得到的待分割图像利用神经网络进行语义分割，以得到所述待分割图像的像素信息数据；
41.使用语义分割网络对像素信息数据进行训练和测试，以得到平整度预测结果；
42.对所述平整度预测结果中代表不平整区域的类别进行像素级别统计，以得到不平整度区域的估计值。
43.其中，所述计算模块获取所述待分割图像内所有目标障碍物的像素位置和大小；根据所述目标障碍物的像素位置，将所述待分割图像区分为平整区域和不平整区域。
44.为了提高平整度检测准确性，所述计算模块对所述原始图像进行特征提取，获取粗略的语义分割结果；根据粗略的语义分割结果和提取到的特征计算出多组特征向量，每组特征对应于一个语义类别，以得到多个物体区域表示；计算网络像素特征表示与物体区域表示之间的关系矩阵，根据关系矩阵的数值对物体区域特征进行加权求和，得到物体的文字识别特征；将得到的物体的文字识别特征与网络特征进行拼接之后作为上下文信息增强的特征表示，基于此预测每个像素的语义类别。
45.上述计算模块使用hrnet
‑
w48或者resnet
‑
101作为基础网络，进行原始图像的特
征提取。计算模块使用1
×
1卷积预测一个粗略的语义分割结果，使用的损失函数为逐像素的交叉熵损失。
46.进一步地，该室内设计用测量装置的行走底盘上还可以搭载有实时位置判断机构，用于实时获取装置的地理位置。具体地，根据得到的待估图像帧及地图数据，预估无人设备采集到待估图像帧时的输出位姿信息，该待估图像帧为用于评估无人设备位姿的图像，每一帧待估图像帧对应着一定位数据，上述待估图像帧与对应的定位数据之间具有相同的采集时间点。待估图像帧是根据无人设备采集到的图像数据进行处理后所生成的图像帧，换句话说，待估图像帧为无人设备间接采集到的图像帧。故，可以将图像数据的采集时间点作为待估图像帧所对应的采集时间点。待估图像帧可以是由无人设备直接采集得到图像帧。示例性地，上述待估图像帧可以是将最新采集到的一帧图像帧。定位数据可以是利用集成于无人设备的定位技术进行采集，用于表征采集到的无人设备在真实空间中的位置信息。定位数据可以是gps数据。需要说明的是，本申请中使用的定位技术可以基于全球定位系统(global positioning system,gps)、全球导航卫星系统(globalnavigation satellite system,glonass)，罗盘导航系统(compass)、伽利略定位系统、准天顶卫星系统(quasi
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zenith satellitesystem,qzss)、无线保真(wireless fidelity,wifi)定位技术、北斗卫星导航定位系统等，或其任意组合。一个或多个上述定位系统可以在本申请中互换使用。为了使每一个被采集到的图像帧均存在一个对应的定位数据，可以控制无人设备同步采集图像帧和定位数据。当然，在其他实施例中，只要能确保每一个图像帧均对应一个定位数据，也可以控制无人设备采用高于采集图像帧的频率对定位数据进行采集。
47.为了实现位置采集，该室内设计用测量装置上还设置有可以是与无人设备通信的电子设备，该电子设备用于接收无人设备回传的图像执行上述实时位姿确定方法。比如，服务器、分布式部署的计算机等。可以理解的是，电子设备也不限于物理设备，还可以是室内设计用测量装置上布局的虚拟机、基于云平台上构建的虚拟机等能提供与所述服务器或者虚拟机有相同功能的计算机等，甚至可以为计算模块一个子单元。
48.电子设备还可以是上述户型图像采集模块本身，如此，电子设备采集到图像后便可基于此执行上述实时位置判断方法。比如，上述户型图像采集模块用于采集待估图像帧，并根据待估图像帧和对应的地图数据执行上述实时位置判断方法。
49.该室内设计用测量装置的操作系统可以是，但不限于，windows系统、linux系统等。如图3所示，上述电子设备100包括存储器101、通信接口102、处理器103和总线104，所述存储器101、通信接口102和处理器103通过总线104连接，处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如计算机程序。其中，存储器101可能包含高速随机存取存储器101(ram：random accessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器101(non
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volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器101。通过至少一个通信接口102(可以是有线或者无线)实现该电子设备100与外部设备之间的通信连接。
50.其中，总线104可以是isa总线104、pci总线104或eisa总线104等。图3中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线104或一种类型的总线104。
51.其中，存储器101用于存储程序，该实时位置判断模块包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述电子设备100的操作系统(operating system，os)中的软件功能模块。所述处理器103在接收到执行指令后，执行所
述程序以实现本发明上述实施例揭示的实时位姿确定方法。
52.处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器103中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器103可以是通用处理器103，包括中央处理器103(central processing unit，简称cpu)、网络处理器103(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器103(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(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。
53.在上述具体实施方式中，本发明所提供的室内设计用测量装置，通过设置行走底盘能够带动各功能模块自由运动，从而实现自动测量。并且，该装置通过在行走底盘上搭载户型尺寸采集模块，能够实时采集并记录待测量户型的尺寸；通过搭载地面平整度采集模块，实时获取所述待测量户型的平整度数据，为地面找平预算提供了准确的数据依据；并通过搭载测量图输出模块，根据所述户型尺寸采集模块采集到的户型尺寸和所述地面平整度采集模块采集到的平整度数据生成实际测量图，并将所述实际测量图传输至智能终端，实现了测量图的实时输出和更新。从而解决了现有技术中室内设计时入户测量效率较低，地面找平设计的预算准确度较低的技术问题。
54.在本发明实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(application specific工ntegrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable 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。
55.可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
56.存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
57.其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read
‑
only memory，简称rom)、可编程只读存储器(programmable rom，简称prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，简称eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，简称eeprom)或闪存。
58.易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，简称ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(static ram，简称sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，简称dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，简称sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data ratesdram，简称ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，简称esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，简称sldram)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus ram，简称drram)。
59.本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存
储器。
60.本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
61.以上的具体实施方式，对本发明的目的、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，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。