住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法与流程

本发明属于智能家居装饰设计领域，特别涉及一种住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法。

背景技术：

随着互联网+的蓬勃发展，应用互联网技术对传统家装家居行业进行改造和升级成为趋势，但家装行业产品的非标准化特性是制约其发展的关键瓶颈，而用户居住环境的差异化是造成家装行业产品非标准化的重要因素，所以通过对用户居住环境的研究分析，从差异化环境中了解每个环境的个性化特征是实现互联网对家装行业的升级改造的第一步；目前的互联网相关产品和技术只以户型结构中的房间为最小空间进行信息的收集和分析，而房间内依然存在很多差异化的环境元素，而家装行业本身就是需要对房间内差异化的功能区域和特殊结构进行分析和设计，所以如何在房间基础上做进一步空间区域划分，实现对房间功能区域的信息收集和分析是我们发明工作的关键。

目前行业只是以户型结构中的房间为最小空间单位进行信息分析，信息数据包括房间内所有墙、窗、门的信息，而对于房间中的功能区域和特殊结构内的信息无法做到识别和分析，需要用户手动设置划分区域范围，这一方面严重影响用户体验，另一方面对用户来说这本身就是痛点，不是人人都可以做的，甚至恰恰是用户需要专业人员来帮助其分析或设计的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法和系统，用于降低在户型图识别过程中人的参与程度，节省人力。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法和系统，包括：步骤1)获取户型矢量图，该户型矢量图包括墙体和门窗，且由墙体和门窗构成各个封闭居室；

步骤2)获取各个封闭居室的用途定义和/或墙体、门窗的具体信息；

步骤3)选择基准墙，遍历各个墙体，根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，依次在封闭居室内进行建筑结构的识别划分和功能区域的规划设计，最终形成带有居室功能区域命名的户型矢量图。

优选的是，步骤3)之后，还包括：

接收对该户型矢量图的尺寸调整输入数据，由此调整整个户型矢量图的尺寸和相对比例，形成符合实际尺寸的户型矢量图。

优选的是，在步骤1)之前，还包括：

获取用户上传的住宅户型图；

对该住宅户型图中的墙体和门窗、封闭居室进行识别，并据此形成户型矢量图。

优选的是，还包括：接收用户输入的居室命名；

对部分或者全部封闭居室进行用途定义命名，由此形成带有部分或者全部封闭居室命名的户型矢量图。

优选的是，步骤2)中，获取各个封闭居室的用途定义和/或墙体、门窗的具体信息，包括：

读取每个封闭居室的房间的顶点坐标个数以及顶点坐标集合、房间门的个数以及门的顶点坐标集合和房间窗的个数以及窗的顶点坐标集合；

根据房间每两个顶点构造一段墙，确定每段墙的长度信息；

判断墙体内是否包括门窗，并以有门的墙为房间基准墙；

以基准墙为依据，遍历相邻的墙体，最终确定每个封闭居室的各个墙体之间的方向和位置关系。

优选的是，以基准墙为依据，遍历相邻的墙体，最终确定每个封闭居室的各个墙体之间的方向和相互关系，具体包括：

将在平面坐标系中和X轴平行的墙归类为水平墙组；将和Y轴平行的墙设定为垂直墙组；非平行于X轴和Y轴的倾斜墙或异形墙按其在房间区域内的水平和垂直方向投影分别进行归类；

判断基准墙所在墙组内距离基准墙的最大墙间距，如墙间距为X轴方向且X＞0或Y轴方向且Y＜0，则以基准墙顺时针确定房间墙的角度，墙坐标的起点、终点；

如墙间距为X轴方向且X＜0或Y轴方向且Y＞0，则以基准墙逆时针确定方向墙的编号、角度，墙坐标的起点、终点；

根据以上信息确认各个墙体之间的位置关系。

优选的是，步骤3)中，选择基准墙，并遍历各个墙体，根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，在封闭居室内进行建筑结构识别划分和功能区域规划设计，具体包括：

选择基准墙，以基准墙为始点遍历每条墙；

结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对符合住宅建筑结构特征的区域进行识别并依次用区域分界线进行划分；其中，

所述墙体和/或区域分界线形成符合相应建筑结构特征的形状，所述区域分界线的至少一起点为墙体与墙体或与已知区域分界线的相交点；

对划分出的区域做编号、对区域内的墙体或区域分界线做编号、确认区域分界线的长度、角度、起点、终点；

根据划分出的区域中的墙体或区域分界线，继续划分区域，直至遍历完全部的墙体。

确认房间区域信息，包括区域类别、区域结构信息、区域内墙体或区域界线信息，最终结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对各个区域进行特征命名。

优选的是，所述住宅建筑结构及功能区域结构特征模型中包括各个功能区域的主要特征，其包括：区域的结构、形状、尺寸和位置特征；

以上功能区域选自：客厅、餐厅、客餐厅一体、门厅或玄关、通道、走廊、公共空间，阳台、飘窗、衣帽间；以及特殊结构标准的结构墙区域。

优选的是，确认居室区域信息，包括区域类别、区域结构信息、区域内墙体或区域界线信息，结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对其命名，还包括：

针对某一封闭居室，识别已划分的功能区的构成和与相邻功能区的关系，判断功能区相邻之间是否为墙体或者区域分界线；

按照该封闭居室的用途定义，对已划分的建筑结构根据功能区域特征进行功能区域的规划设计。

一种住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计系统，包括：

矢量图读取单元，用于获取户型矢量图，该户型矢量图包括墙体和门窗，且墙体和门窗构成各个封闭居室；

矢量图分析单元，用于获取各个封闭居室的用途定义和/或墙体、门窗的具体信息；

建筑结构识别划分及功能区域规划设计单元，用于选择基准墙，遍历各个墙体，根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，依次在封闭居室内进行建筑结构识别划分和功能区域规划设计并最终命名，形成带有所有居室功能区域命名的户型矢量图。

本发明采取了上述方案以后，能够基于户型图或者户型矢量图，结合住宅建筑功能区域结构特征模型，从有利于居住的条件下，形成最佳的功能区划分，并供用户参考或者供后续家居设计使用，具有较好的效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，

图1是本发明住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法的流程示意图；

图2是本发明住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法的实施例的示意图；

图3是本发明住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法的实施例的示意图；

图4是本发明住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法的实施例的示意图；

图5是本发明住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法的实施例的示意图；

图6是本发明住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一：

如图1所示，一种住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计方法和系统，包括：步骤1)获取户型矢量图，并从中识别出墙体、门窗；墙体和门窗构成封闭居室；

步骤2)获取各个封闭居室的用途定义和/或墙体、门窗的具体信息；

步骤3)选择基准墙，遍历各个墙体，根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，依次在封闭居室内进行建筑结构的识别划分和功能区域的规划设计，最终形成带有居室功能区域命名的户型矢量图。

优选的是，步骤3)之后，还包括：

接收对该户型矢量图的尺寸调整输入数据，由此调整整个户型矢量图的尺寸和相对比例，形成符合实际尺寸的户型矢量图。

优选的是，在步骤1)之前，还包括：

获取用户上传的住宅户型图；

对该住宅户型图中的墙体和门窗、封闭居室进行识别，并据此形成户型矢量图。

优选的是，还包括：接收用户输入的居室的命名；

对部分或者全部封闭居室进行用途定义命名，由此形成带有部分或者全部封闭居室命名的户型矢量图。

优选的是，步骤2)中，获取各个封闭居室的用途定义和/或墙体、门窗的具体信息，包括：

读取每个封闭居室的房间的顶点坐标个数以及顶点坐标集合、房间门的个数以及门的顶点坐标集合和房间窗的个数以及窗的顶点坐标集合；

根据房间每两个顶点构造一段墙，确定每段墙的长度信息；

判断墙体内是否包括门窗，并以有门的墙为房间基准墙；

以基准墙为依据，遍历相邻的墙体，最终确定每个封闭居室的各个墙体之间的方向和位置关系。

优选的是，以基准墙为依据，遍历相邻的墙体，最终确定每个封闭居室的各个墙体之间的方向和相互关系，具体包括：

将在平面坐标系中和X轴平行的墙归类为水平墙组；将和Y轴平行的墙设定为垂直墙组；非平行于X轴和Y轴的倾斜墙或异形墙按其在房间区域内的水平和垂直方向投影分别进行归类；

判断基准墙所在墙组内距离基准墙的最大墙间距，如墙间距为X轴方向且X＞O或Y轴方向且Y＜O，则以基准墙顺时针确定房间墙的角度，墙坐标的起点、终点；

如墙间距为X轴方向且X＜0或Y轴方向且Y＞0，则以基准墙逆时针确定方向墙的编号、角度，墙坐标的起点、终点；

根据以上信息确认各个墙体之间的位置关系。

优选的是，步骤3)中，选择基准墙，并遍历各个墙体，根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，在封闭居室内进行建筑结构识别划分和功能区域规划设计，具体包括：

选择基准墙，以基准墙为始点遍历每条墙；

结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对符合住宅建筑结构特征的区域进行识别并依次用区域分界线进行划分；其中，

所述墙体和/或区域分界线形成符合相应建筑结构特征的形状，所述区域分界线的至少一起点为墙体与墙体或与已知区域分界线的相交点；

对划分出的区域做编号、对区域内的墙体或区域分界线做编号、确认区域分界线的长度、角度、起点、终点；

根据划分出的区域中的墙体或区域分界线，继续划分区域，直至遍历完全部的墙体。

确认房间区域信息，包括区域类别、区域结构信息、区域内墙体或区域界线信息，最终结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对各个区域进行特征命名。

优选的是，所述住宅建筑结构及功能区域结构特征模型中包括各个功能区域的主要特征，其包括：区域的结构、形状、尺寸和位置特征；

以上功能区域选自：客厅、餐厅、客餐厅一体、门厅或玄关、通道、走廊、公共空间，阳台、飘窗、衣帽间；以及特殊结构标准的结构墙区域。

优选的是，确认居室区域信息，包括区域类别、区域结构信息、区域内墙体或区域界线信息，结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对其命名，还包括：

针对某一封闭居室，识别已划分的功能区的构成和与相邻功能区的关系，判断功能区相邻之间是否为墙体或者区域分界线；

按照该封闭居室的用途定义，对已划分的建筑结构根据功能区域特征进行功能区域的规则设计。

其中，在实施例中，按照该封闭居室的功能，从已划分的区域特征的功能区域中选择最佳的功能区域，还包括：

根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对选择以水平基准墙的水平划分和以垂直基准墙的垂直划分的区域结果进行选择：

若水平划分的区域比垂直划分的区域更符合区域结构特征，最终划分结果以水平划分结果为准；否则，以垂直划分结果为准。

本发明采取了上述方案以后，能够基于户型图或者户型矢量图，结合住宅建筑功能区域结构特征模型，从有利于居住的条件下，形成最佳的功能区划分，并供用户参考或者供后续家居设计使用，具有较好的效果。

实施例二：

其中，对以上形成矢量图的方法进行描述，如图2-5所示。

如图2所示，其为上传并识别户型图步骤，在实施例中，是基于通用的户型图片，且该步骤中，还需要识别其户型概况信息，图中是三室一厅一卫的户型格局。

如图3所示，是封闭居室识别步骤，在该步骤中，一个优选实施例中，需要对以上户型图中墙体和门窗以及房内特殊建筑结构如梁、柱、烟道、下水等进行识别，形成包括墙体和门窗、房内特殊建筑结构如梁、柱、烟道、下水等的户型矢量图，且墙体和门窗、房内特殊建筑结构如梁、柱、烟道、下水等构成各个封闭居室。

为了简化用户的操作，可以仅仅对以上户型图中的墙体和门窗进行识别，也能够实现本发明的目的。一般可以采取计算机自动识别的方法，也可以采取人工描画的步骤，其中，人工描画具有更好的识别准确性，即由人工直接对墙体和对应的门窗进行描画，最终由计算机后台采集以上描画的数据，形成矢量图。

如图4所示，是居室用途命名步骤，通常地，手工输入的居室选自以下的居室：主卧、次卧、书房、客房、厨房、卫生间、阳台、衣帽间、门厅、储物间、入户花园；未手工输入的居室命名包括起居室包含餐厅、客厅和/或走廊、飘窗等，。

在实施例中，一般是基于户型概要信息进行居室用途命名，如三室梁厅一卫。一般地，可以首先将主卧、次卧、书房、卫生间、阳台这些封闭居室的命名进行手工输入。且在一个优选的实施例中，以上封闭居室中只有起居室不手动命名。而众所周知的是，起居室多包括餐厅、客厅以及公用的走廊等，而如何进行起居室的功能划分，则需要基于本发明前述的方法而实施。

如图5所示，是本实施例的最终效果图。

即：根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，依次在封闭居室内进行建筑结构的识别划分和功能区域的规划设计，最终形成带有居室功能区域命名的户型矢量图。

其中，主要是基于墙体和区域分界线两者限定相应的区域而进行切分。

在一个优选的实施例中，主要是按照一定的顺序(顺序或者逆序)依次基于墙体和区域分界线形成的矩形功能区域以进行切分。

例如，如果封闭居室为不规则形状的建筑建筑结构，则首先根据封闭居室的功能用途，对居室建筑结构空间进行识别，再根据功能用途对建筑结构进行功能区域的规划划分。

此外，在一个优选实施例中，在区域划分完以后，还需要判断，是否需要对合并完的区域进行合并或者不对其进行处理。如需要合并，则将两个相邻的具有共同区域分界线的区域进行合并。如认为相邻的区域之间有属于公共空间的部分，也可以不对其进行处理。

其中，对所述住宅建筑功能区域结构特征模型进行说明。

简单来说，所述住宅建筑功能区域结构特征模型中包括各个居室及功能区域的特征，其主要特征为区域的结构、形状、尺寸和位置特征；

通常来说，以上居室及功能区域包括：

双人卧室、单人卧室、书房、厨房、卫生间、客厅、餐厅、客餐厅一体、门厅、通道、走廊、居室学习区、公共区域阳台、飘窗、衣帽间等；以及符合特殊结构标准的特殊结构墙区域。

由此，本发明采取了上述方案以后，其能够基于户型图或者户型矢量图，结合住宅建筑功能区域结构特征模型，从有利于居住的条件下，形成最佳的功能区划分，并供用户参考或者供后续家居设计使用，具有较好的效果。

实施例三：

结合以上实施例对本发明的算法进行一个描述。

具体来说，在一个实施例中，墙体形成有一向量数组CloseArea，则在进行建筑结构识别和功能区域划分的时候，执行以下算法：

依次取出向量数组CloseArea中的单个元素CloseArea[i]＝{linestart，line1，line2，…，linem}，结合住宅建筑结构及功能区域结构特征模型进行判定，若该元素中的墙体关系不符合建筑结构特征，则不需要进行区域划分；否则，进入第2步的区域划分。

将准备进行区域划分的居室的所有组成线段存入数组IrregArea。

以基准墙开始分别遍历水平墙组和垂直墙组

遍历水平墙组，即

y＝a其中，a＝IrregArea.line.ymin。

然后按步长值为△s沿Y轴正方向递增扫描，既

y＝a+△s×i其中，i＝1，2，3，…，n。

遍历垂直墙组，即：

y＝b其中，b＝IrregArea.line.xmin。

然后按步长值为△s沿X轴正方向递增扫描，既

y＝b+△s×i其中，i＝1，2，3，…，n。

根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，对水平划分和垂直划分的区域结果进行选择：

若水平划分的区域比垂直划分的区域更符合区域结构特征，最终划分结果以水平划分结果为准；否则，以垂直划分结果为准。

将未被划分的区域标记为一个新的子区域，将组成这个新的子区域的所有相关线段作为一个元素，存储到数组IrregArea中，继续执行3.和4.

直到遍历水平墙组合遍历垂直墙组与未被划分的不规则封闭区域的顶边重合，即

y＝IrregArea.line.ymax时，y＝IrregArea.line.xmax时，停止遍历墙体。

判断向量数组CloseArea中的元素是否全部划分完毕？若是，结束子区域划分；若否，循环执行第1步。通过以上方法，即可将所有的空间区域进行识别。

实施例四：

与以上方法实施例相对应，本发明还提供一种住宅户型图建筑结构智能识别及功能区自动规划设计系统，如图6所示，其包括：

矢量图读取单元，用于获取户型矢量图，并从中识别出墙体、门窗、居室建筑结构梁、柱、烟道、下水；墙体和门窗、居室建筑结构梁、柱、烟道、下水构成封闭居室；

矢量图分析单元，用于获取各个封闭居室的用途定义和/或墙体、门窗的具体信息；

建筑结构识别划分及功能区域规划设计单元，用于选择基准墙，遍历各个墙体，根据住宅建筑结构及功能区域结构特征模型，依次在封闭居室内进行建筑结构识别划分和功能区域规划设计并最终命名，形成带有所有居室功能区域命名的户型矢量图。

本发明采取了上述方案以后，能够基于户型图或者户型矢量图，结合住宅建筑功能区域结构特征模型，从有利于居住的条件下，形成最佳的功能区划分，并供用户参考或者供后续家居设计使用，具有较好的效果。

需要说明的是，对于上述方法实施例而言，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。