一种室内平面图的绘制方法与流程

本发明涉及室内结构测绘技术领域，尤其涉及一种室内平面图的绘制方法。

背景技术：

现在进行装修前一般都会请专业的室内设计师根据室内的面积、结构和布局来进行设计，设计前需要对室内进行测绘并根据测绘的结果来绘制初始的室内平面图。室内测绘最原始的方式是使用卷尺对室内的各个局部的尺寸一一丈量，这种方式效率较低，而且存在较大的测量误差。近几年随着激光测距仪的普及，卷尺渐渐被其取代，激光测距仪具有测量快、单人操作、测量方便、准确等优势，但还是需要对室内的每个局部一一进行测量，设计人员根据获得的数据绘制初始的室内平面图，实际上也没有减轻设计人员的工作量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中绘制室内平面图存在丈量难度大、尺寸不准确、绘图工作量较大的问题，本发明提供了一种室内平面图的绘制方法来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种室内平面图的绘制方法，包括以下步骤：

s1、在室内选取一点作为第一极点，建立第一极坐标系；

s2、在室内选取一点作为参考点并以所述参考点作为原点建立直角坐标系，所述第一极坐标系与直角坐标系在同一水平面内；

s3、激光雷达在第一极点扫描一周，获取第一离散点集{mi1,mi2,mi3,…,min}，点min的极坐标为[ρin,θin]，其中ρin为点min与第一极点之间的距离，θin为激光从极轴转动到点min的角度；获取所述参考点在第一极坐标系中的极坐标为[ρo1,θo1]；

s4、根据所述参考点在第一极坐标系中的极坐标得到所述第一极点在所述直角坐标系中的坐标为[xm1,ym1]，继而求得所述第一离散点集的每个离散点在所述直角坐标系中的坐标；

s5、对所述第一离散点集进行线条拟合并绘制一次拟合线条。

作为优选，若一次拟合线条未完整表达出室内平面图，则还包括以下步骤：

s6、在室内选取一点作为第二极点，建立第二极坐标系，所述第二极坐标系与直角坐标系在同一水平面内；所述激光雷达在第二极点能够扫描到所述参考点；

s7、激光雷达在第二极点扫描一周，获取第二离散点集{mj1,mj2,mj3,…,mjn}，点mjn的极坐标为[ρjn,θjn]，其中ρjn为点mjn与第二极点之间的距离，θjn为激光从极轴转动到点mjn的角度；获取所述参考点在第二极坐标系中的极坐标为[ρo2,θo2]；

s8、根据所述参考点在第二极坐标系中的极坐标得到所述第二极点在所述直角坐标系中的坐标为[xm2,ym2]，继而求得所述第二离散点集的每个离散点在所述直角坐标系中的坐标；

s9、对所述第二离散点集进行线条拟合并绘制二次拟合线条，将所述二次拟合线条与所述一次拟合线条拼接。

作为优选，若一次拟合线条和二次拟合线条未完整表达出室内平面图，则重复所述步骤s6~s9，直到绘制出完整的室内平面图。

作为优选，还包括以下步骤：

a1、计算每个离散点分别与其相邻两个离散点的横坐标平方差和纵坐标平方差，两个横坐标平方差分别为x1和x2，两个纵坐标平方差分别为y1和y2，

a2、如果x1和x2的绝对值均大于第一阈值和/或y1和y2的绝对值均大于第一阈值，则认为此离散点为不合法的离散点；

a3、线条拟合前从离散点集中去除不合法的离散点。

作为优选，还包括以下步骤：

b1、计算每个离散点分别与其相邻两个离散点的横坐标平方差和纵坐标平方差，两个横坐标平方差分别为x1和x2，两个纵坐标平方差分别为y1和y2，

b2、如果x1的绝对值大于第二阈值和/或y1的绝对值均大于第二阈值，并且x2和y2的绝对值小于第二阈值；

或者x2的绝对值大于第二阈值和/或y2的绝对值均大于第二阈值，并且x1和y1的绝对值小于第二阈值，则认为此离散点为断点；

b3、根据所有的断点将离散点集分成数个离散点子集，分别对每个离散点子集进行线条拟合并绘制相应的拟合线条。

本发明的有益效果是，这种室内平面图的绘制方法无需人员对室内的每处尺寸进行丈量，也无需设计人员根据丈量的尺寸来绘制室内平面图，只需要选择合适的位置采集室内轮廓的坐标数据，变会自动绘制出室内平面图，尺寸准确、绘制速度快、减低了绘制平面图的工作量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种室内平面图的绘制方法的实施例1的流程图。

图2是一个简化的室内平面图。

图3是一个简化的室内平面图。

图4是一个简化的室内平面图。

图5是一种室内平面图的绘制方法的实施例2的流程图。

图6是一个简化的室内平面图。

图7是一个简化的室内平面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

实现这种室内平面图的绘制方法的设备包括激光雷达、云台和标志杆，激光雷达即激光测距仪，它固定在云台上，云台能够带动激光雷达在是平面内转动超过360°。云台上设置有用于检测转动角度的电子罗盘。

图1示出的是一种室内平面图的绘制方法的实施例1的流程图，包括以下步骤：

s101、在室内选取一点作为第一极点，建立第一极坐标系；图2示出的是一个室内平面图，它被划分为a、b、c、d和e五个区域，区域e与其它四个区域相关联，所以在区域e中选取一点作为第一极点；将设置有激光雷达的云台放置在第一极点上，随后需要云台带动激光雷达转动360°进行扫描，根据室内结构的实际情况，选择第一极点时优选能够一次将室内所有边界均能扫描到的点，当把第一极点q选择在如图3所示的位置，区域f以及它的边界则不在激光雷达的扫描范围内，当把第一极点q选择在如图4所示的位置，则能够扫描到室内所有的边界，所以此实例中将第一极点q选择在如图4所示的位置。

s102、在室内选取一点作为参考点并以参考点作为原点建立直角坐标系，第一极坐标系与直角坐标系在同一水平面内；由于此实例中在第一极点q处就可以扫描到室内所有的边界，所以此实例中，第一极点和参考点为同一点。为了方便极坐标与直角坐标之间进行换算，此实例中，极坐标系的极轴与直角坐标系的x轴共线。

s103、激光雷达在第一极点扫描一周，获取第一离散点集{mi1,mi2,mi3,…,min}，点min的极坐标为[ρin,θin]，其中ρin为点min与第一极点之间的距离，通过激光雷达的测量获得，θin为激光从极轴转动到点min的角度，通过电子罗盘获得；将采集到的第一离散点集通过蓝牙或者其它的无线方式发送到手机、电脑、平板电脑或者其它能够处理数据和绘制图像的终端上。

由于第一极点和参考点为同一点，所以参考点在第一极坐标系中的极坐标为[ρo1=0,θo1=0]；

s104、根据参考点在第一极坐标系中的极坐标得到第一极点在直角坐标系中的坐标为[xm1=0,ym1=0]，继而求得第一离散点集的每个离散点在直角坐标系中的坐标，点min的直角坐标为[ρin*cosθin,ρin*sinθin]；

s105、对第一离散点集进行线条拟合并绘制一次拟合线条，线条拟合的方法可以采用但不仅限于的贝塞尔曲线拟合法或者最小二乘曲线拟合法。

上述实例中，由于通过一次扫描就可以完整获得构成室内平面图的边界的离散点，所以将第一极点和参考点设置为同一点。如图6示出的是另一个室内平面图，从图中来看，由于区域d的上端在区域c的下端的上方，所以无法一次对所有的边界进行扫描，至少要进行2次扫描，如图5所示的是一种室内平面图的绘制方法的实施例2，包括以下步骤：

s201、在室内选取一点作为第一极点，建立第一极坐标系；

s202、在室内选取一点作为参考点并以参考点作为原点建立直角坐标系，第一极坐标系与直角坐标系在同一水平面内；参考点上设置标杆，选取参考点时要保证参考点在第一极点上的激光雷达的扫描范围之内，参考点o和第一极点q1选择在如图7所示的位置上。为了方便极坐标与直角坐标之间进行换算，此实例中，极坐标系的极轴与直角坐标系的x轴平行且正方向一致。

s203、激光雷达在第一极点扫描一周，获取第一离散点集{mi1,mi2,mi3,…,min}，点min的极坐标为[ρin,θin]，其中ρin为点min与第一极点之间的距离，θin为激光从极轴转动到点min的角度；当激光雷达扫描到标杆时，获得参考点在第一极坐标系中的极坐标为[ρo1,θo1]；

s204、根据参考点在第一极坐标系中的极坐标得到第一极点在直角坐标系中的坐标为[xm1=-ρo1*cosθo1,ym1=-ρo1*sinθo1]，继而求得第一离散点集的每个离散点在直角坐标系中的坐标，点min的直角坐标为[ρin*cosθin-ρo1*cosθo1,ρin*sinθin-ρo1*sinθo1]；

s205、对第一离散点集进行线条拟合并绘制一次拟合线条，线条拟合的方法可以采用但不仅限于的贝塞尔曲线拟合法或者最小二乘曲线拟合法。

s206、在室内选取一点作为第二极点q2，建立第二极坐标系，第二极坐标系与直角坐标系在同一水平面内；为了方便极坐标与直角坐标之间进行换算，此实例中，极坐标系的极轴与直角坐标系的x轴平行且正方向一致。由于激光雷达在第二极点也必须能够扫描到参考点o，所以在选择参考o的时候就应该根据室内的结构布局来预判会设置几个极点，然后根据极点的位置来决定参考点o的位置，第二极点q2选择在如图7所示的位置上；

s207、激光雷达在第二极点扫描一周，获取第二离散点集{mj1,mj2,mj3,…,mjn}，点mjn的极坐标为[ρjn,θjn]，其中ρjn为点mjn与第二极点之间的距离，θjn为激光从极轴转动到点mjn的角度；当激光雷达扫描到标杆时，获得参考点在第二极坐标系中的极坐标为[ρo2,θo2]；

s208、根据参考点在第二极坐标系中的极坐标得到第二极点在直角坐标系中的坐标为[xm2=-ρo2*cosθo2,ym2=-ρo2*sinθo2]，继而求得第二离散点集的每个离散点在直角坐标系中的坐标，点mjn的直角坐标为[ρjn*cosθjn-ρo2*cosθo2,ρjn*sinθjn-ρo2*sinθo2]；

s209、对第二离散点集进行线条拟合并绘制二次拟合线条，线条拟合的方法可以采用但不仅限于的贝塞尔曲线拟合法或者最小二乘曲线拟合法。将二次拟合线条与一次拟合线条拼接。

若一次拟合线条和二次拟合线条未完整表达出室内平面图，则重复上述步骤，直到绘制出完整的室内平面图。

为了使拟合的线条更加平滑和准确，在其它的实施例中，还包括以下步骤：

a1、计算每个离散点分别与其相邻两个离散点的横坐标平方差和纵坐标平方差，两个横坐标的平方差分别为x1和x2，两个纵坐标的平方差分别为y1和y2，

a2、如果x1和x2的绝对值均大于第一阈值和/或y1和y2的绝对值均大于第一阈值，则认为此离散点为不合法的离散点；

a3、线条拟合前从离散点集中去除不合法的离散点。

扫描的得到的离散点理想状态是连续且平滑的，但是很有可能出现断裂的情况，如果不经处理直接进行拟合会影响线条的准确性，所以在其它的一些实施例中，还包括以下步骤：

b1、计算每个离散点分别与其相邻两个离散点的横坐标平方差和纵坐标平方差，两个横坐标平方差分别为x1和x2，两个纵坐标平方差分别为y1和y2，

b2、如果x1的绝对值大于第二阈值和/或y1的绝对值均大于第二阈值，并且x2和y2的绝对值小于第二阈值；

或者x2的绝对值大于第二阈值和/或y2的绝对值均大于第二阈值，并且x1和y1的绝对值小于第二阈值，则认为此离散点为断点；

b3、根据所有的断点将离散点集分成数个离散点子集，分别对每个离散点子集进行线条拟合并绘制相应的拟合线条。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。