基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及户型图处理领域，尤其涉及一种基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的方法及系统。


背景技术：

[0002]
伴随新建住宅及存量房、二手房等产生的大量户型图绘制需求，传统的cad绘图方式已远远无法满足市场需求，而通过专业便捷的户型图绘制软件则可以提高效率，节省大量的人力物力。
[0003]
二维户型图绘制是指通过计算机相关软件进行房屋的平面结构绘制，包括房屋的墙体结构、房间布局、门窗位置、尺寸等相关信息，并最终形成一整套的二维户型图，用于指导设计师、装饰公司、业主进行装饰设计、水电施工、硬软装等一系列的装修、装饰工程和数据存档，及房屋销售中介向消费者展示，增加购房者对意向房屋户型的了解，促进房屋成交等。
[0004]
现有的户型图绘制技术，大部分基于pc软件，通过鼠标键盘实现交互，例如cad、photoshop等专业绘图软件；使用者需要具备专业的绘图技能，且由于该过程必须依赖于pc设备，所以绘制的便捷性受到极大影响；绘制工作需要从零开始，因此无法满足除设计师群体之外的普通用户的绘制需求。现已有的部分基于移动终端的绘制技术仍然是针对专业人员设计，无法普及其他行业的需求人员。
[0005]
鉴于传统的pc绘制方式局限性大，触屏终端操作已经成为趋势，如何能够提高户型图的绘制效率，降低用户的操作门槛，是迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

[0006]
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的方法及系统，借助触屏交互终端获取全景相机拍摄的房间全景图，通过识别全景图中的地面结构点等特征生成房间平面图，通过触屏交互终端校准结构点以及对房间结构图进行拼接，生成二维户型图。
[0007]
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的方法，包括步骤：
[0008]
(1)通过图像获取模块获取整套户型中各房间全景图；
[0009]
(2)图像识别模块通过对户型各房间全景图进行检测识别，生成户型各房间地面闭合结构点、房门双结构点坐标数据和各房间的平面底视图；
[0010]
(3)数据图形转换模块将各房间的地面闭合结构点及房门双结构点坐标数据转换为各房间二维平面图输出至触屏交互终端；
[0011]
(4)基于各房间的平面底视图，评估各房间的地面闭合结构点及房门双结构点坐标显示是否准确，并利用触屏交互模块校准各房间的地面闭合结构点及房门双结构点；
[0012]
(5)利用触屏交互模块进行相邻房间二维平面图的拼接，生成拼接数据；
[0013]
(6)将确认的结构点数据和拼接数据提交结构拼合模块，结构拼合模块将数据进行拼合工作，并通过数据图形转换模块输出完整二维户型图至触屏交互终端。
[0014]
进一步地，所述步骤(4)具体包括：
[0015]
(4.1)基于各房间的平面底视图，评估各房间的地面闭合结构点坐标显示是否准确，若准确则进行步骤(4.3)，若不准确则进行步骤(4.2)调整地面闭合结构点；
[0016]
(4.2)通过触屏交互模块对地面闭合结构点坐标进行调整，包括调整结构点、新增结构点和删除结构点；
[0017]
(4.3)基于各房间的平面底视图，评估各房间的房门双结构点坐标显示是否准确，若准确则进行步骤(5)，若不准确则进行步骤(4.4)调整房门双结构点；
[0018]
(4.4)通过触屏交互模块对房门双结构点坐标进行调整，包括调整房门结构点、新增房门和删除房门。
[0019]
进一步地，所述步骤(5)具体包括：
[0020]
(5.1)选择户型中的2个房间进行相邻判定，如具有相邻关系则进行步骤(5.2)，如不具备相邻关系则进行步骤(5.3)；
[0021]
(5.2)利用触屏交互模块确认连接属性，生成房间连接关系数据；
[0022]
(5.3)触屏交互模块自动切换其中一个房间继续步骤(5.1)进行相邻判定，依次循环；
[0023]
(5.4)完成全部房间的拼接工作，触屏交互模块生成完整的房间连接关系数据。
[0024]
进一步地，所述步骤(4.2)中调整结构点具体包括：点击结构点，触屏交互模块在结构点旁生成一个拖拽悬臂；拖动拖拽悬臂调整结构点至平面底视图中的准确位置；完成调整后生成新的结构点坐标数据。
[0025]
进一步地，所述步骤(4.2)中新增结构点具体包括：获取触摸点，判断触摸点是否在有效线段上，如在则判定为新增结构点，否则舍弃该点；将新增结构点与坐标系中其他点连接达到闭合效果。
[0026]
进一步地，所述步骤(4.2)中删除结构点具体包括：点击结构点，删除结构点，此后结构点相邻的2个结构点自动生成闭合图形。
[0027]
进一步地，所述步骤(4.4)中调整房门结构点具体包括：点击双结构点中间的线段，生成拖拽悬臂，拖动拖拽悬臂调整双结构点中的1个坐标点修正房门大小，或拖动双结构点中间的线段改变房门的位置，调整完毕生成新的房门双结构点坐标数据。
[0028]
一种基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的系统，包含图像获取模块、图像识别模块、数据图形转换模块，触屏交互模块，结构拼合模块；
[0029]
其中，图像获取模块用于获取户型各房间全景图，并传输至图像识别模块；图像识别模块用于对全景图进行检测识别，生成户型各房间地面闭合结构点及房门双结构点坐标数据和各房间的平面底视图；数据图形转换模块用于将各房间地面闭合结构点及房门双结构点坐标数据转换为各房间二维平面图，并输出至触屏交互终端；触屏交互模块用于校准各房间的地面闭合结构点及房门双结构点以及对相邻房间二维平面图进行拼接，并将校正数据和拼接数据提交给结构拼合模块；结构拼合模块用于将数据进行最终拼合工作，并通过数据图形转换模块输出至触屏终端生成完整二维户型图。
[0030]
有益效果：本发明通过触屏交互模块完成各房间的地面闭合结构点及房门双结构
点的校准工作，以及相邻房间二维平面图的拼接工作，最终生成二维户型图；与现有的基于pc软件的户型图绘制技术相比，计算量更小，绘制过程更快；且专业要求低，普通用户就可以进行操作。
[0031]
本发明可以降低户型图绘制的门槛，用户采用1部全景相机+触屏终端即可完成户型图绘制工作，做到在工作现场即可进行绘制。新的交互设计方法可以让用户通过手指即可在移动终端进行点击、拖动等操作即可快捷的完成户型图绘制。
附图说明
[0032]
图1是本发明制作二维户型图的方法流程图；
[0033]
图2是图像识别模块生成的平面底视图，包含闭合结构点坐标数据和房门的双结构点坐标数据；
[0034]
图3是调整结构点中生成拖拽悬臂的示意图；
[0035]
图4是调整结构点中拖动拖拽悬臂的示意图；
[0036]
图5是调整结构点后会生成新的结构点坐标示意图；
[0037]
图6是新增结构点示意图；
[0038]
图7是调整房门结构点中生成拖拽悬臂的示意图；
[0039]
图8是调整房门结构点后生成新的房门双结构点坐标示意图；
[0040]
图9是相邻房间拼接示意图。
具体实施方式
[0041]
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0042]
如图1所示，本发明所述的基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的方法，包括步骤：
[0043]
步骤一，通过图像获取模块获取全景相机拍摄的户型各房间720
°
全景图；
[0044]
步骤二，图像识别模块通过对户型各房间720
°
全景图中的墙线、门及地面结构点进行检测识别，生成户型各房间地面的闭合结构点及房门的双结构点坐标数据和单独对应各房间的平面底视图；
[0045]
步骤三，数据图形转换模块将各房间地面的闭合结构点及房门的双结构点坐标数据转换为各房间二维平面图输出至触屏交互终端；
[0046]
步骤四，用户结合各房间的平面底视图，评估各房间地面的闭合结构点及房门的双结构点数量及坐标位置显示是否准确；
[0047]
对于有误差的结构点，用户可以参考平面底视图，通过触屏交互模块对结构点位置进行调整，系统自动更新结构点对应的坐标数据。如结构点不完整，用户可以新增结构点，新增结构点后，系统会自动进行空间闭合。如有多余的结构点，也可以进行删除。完成单个房间的结构点位置调整即可得到当前房间准确的二维平面图，确认后即可进入下一步。
[0048]
步骤五，利用触屏交互模块进行各房间的位置连接，用户采用房门对房门的方式将相邻房间二维平面图进行两两拼接，并重复此过程完成所有房间的位置连接，生成拼接位置数据；
[0049]
步骤六，将步骤四确认的结构点数据以及步骤五确认的拼接数据提交结构拼合模
块，拼合模块将数据进行最终拼合工作，并通过数据图形转换模块以图形的方式输出至触屏终端，最终生成一幅完整二维户型图。
[0050]
本发明所述的基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的系统，包含图像获取模块、图像识别模块、数据图形转换模块，触屏交互模块，结构拼合模块。
[0051]
其中，图像获取模块用于获取户型各房间全景图，并传输至图像识别模块，可以从拍照设备的相册中选择预先保存的全景图，也可以采用全景相机或其他可拍照设备进行现场拍摄全景图。图像识别模块用于对全景图中的墙线、门及地面结构点进行检测识别，生成户型各房间地面的闭合结构点及房门的双结构点坐标数据和单独对应各房间的平面底视图。数据图形转换模块用于将各房间的地面闭合结构点及房门的双结构点坐标数据转换为各房间二维平面图，并输出至触屏交互终端。触屏交互模块用于校准各房间的地面闭合结构点及房门双结构点以及对相邻房间二维平面图进行拼接，并将校正数据和拼接数据提交给结构拼合模块。结构拼合模块用于将数据进行最终拼合工作，并通过数据图形转换模块以图形的方式输出至触屏终端，最终生成一幅完整二维户型图。
[0052]
为了更清楚说明本申请实施案例，下面将对实施案例做具体介绍。
[0053]
本发明所述的基于触屏交互终端和全景图制作二维户型图的方法，可应用在触屏手机等智能触屏交互终端中，在具体地实施方式中，触屏交互终端包括但不限于触屏手机，还可应用于触屏平板、触屏电脑等。用户可以事先将全景图传输至触屏交互终端，也可以利用全景相机或其他可拍照设备现场拍摄全景。
[0054]
如图1所示，为本发明制作二维户型图的方法流程示意图，所述方法至少包括以下步骤：
[0055]
步骤1：用户首先利用图像获取模块获取需要制作二维户型图的各房间的720
°
全景图，并将获取到的720
°
全景图传输至图像识别模块，可以从拍照设备的相册中选择预先保存的全景图，也可以采用全景相机或其他可拍照设备进行现场拍摄全景图。
[0056]
步骤2：生成户型各房间地面的闭合结构点及房门的双结构点坐标数据和单独对应各房间的平面底视图；
[0057]
通过图像获取模块获得户型各房间的全景图，并通过图像识别模块对门窗、墙线、地面结构识别，将全景图折叠或投射为具有深度值的三维视图，原二维全景图中拐点即为三维空间中的结构点，其中门所在线段为成对结构点，将结构点和成对结构点连线，经图像的融合拼接后，形成平面底视图。
[0058]
实施例中，由图像识别模块所提供的数据，包含有三个信息要素：三维空间中的俯视图(即平面底视图)、结构点和成对结构点，在房间单元的校正环节，通过对三维俯视图建立对应坐标系，将三要素等比投射在适合于触屏显示的控件中，然后进行以下操作：
[0059]
第一步，新建坐标系，将含有三要素的俯视图数据进行拷贝，并形成新的数据，用于修改操作以及修改后的展示，当用户进行确认操作时，拷贝之后的新数据覆盖原数据，若用户选择放弃编辑，则舍弃拷贝数据；
[0060]
第二步，在新建坐标系中，按照一套且唯一的命名方式，对结构点和成对结构点进行标注，并将结构点之间形成连接关系；其中成对结构点以区别于结构点的不同色彩的连接线段形成连接关系；
[0061]
第三步，用户通过交互操作，对结构点或成对结构点进行拖动，底层架构中，用户
对结构点或成对结构点的拖动，是在单元房间俯视图数据的复制数据中，进行坐标数值更改。
[0062]
图像识别模块为每个房间生成：1张平面底视图(房间的俯视图)和基于底视图尺寸的2组结构点坐标数据(一组为识别房间平面结构的闭合结构点坐标数据，一组为识别房间房门的双结构点坐标数据，如一个房间有多个房门，则会生成与房间门的个数相对应的双结构点坐标数据)，如图2所示。
[0063]
因每个房间生成的数据和图像类型均相同，后续实施例仅以1个房间为例进行平面底视图、闭合结构点坐标数据和双结构点坐标数据进行讲解。
[0064]
步骤3：数据图形转换模块将步骤2中生成的闭合结构点坐标数据和双结构点数据，转换为可识别的二维平面图输出至触屏交互终端的显示器。
[0065]
如图2所示，底部区域为平面底视图，中间区域为通过闭合结构点坐标数据(a.b.c.d.)生成的房间二维平面图，线段(a1 a2)为双结构点坐标数据生成的房门宽度和位置图形。
[0066]
步骤4：用户通过步骤二、三获取结构点数据图形，与平面底视图中的地面结构进行对比。如智能生成的结构点数据图形与平面底视图中的结构完全一致，则可以直接进入步骤6进行房门的对比工作。如智能生成的结构点数据图形与平面底视图中的地面结构有误差，则进入步骤5通过触屏交互模块对结构点进行调整。
[0067]
步骤5：在闭合结构点坐标与平面底视图结构有明显误差时，用户可以通过触屏交互模块，对闭合结构点坐标进行调整，包括调整结构点、新增结构点和删除结构点。
[0068]
调整结构点包括以下步骤：
[0069]
(1)如图3所示，任意点用手指点击结构点(a.b.c.d.)中的一个，触屏交互模块会在结构点旁边生成一个拖拽悬臂；
[0070]
(2)如图4所示，用户拖动拖拽悬臂，即可精确调整结构点至平面底视图中的准确位置；
[0071]
(3)如图5所示，完成调整后的结构点，会生成新的结构点坐标数据(a’.b’.c’.d’.)。
[0072]
用户拖拽悬臂后形成的新坐标点的坐标值的具体过程为：鉴于触屏的刷新频率以帧来计算，所以当用户通过触屏控件，对结构点所对应的悬臂控进行拖动时，坐标点的移动是以点在每一帧的位移来判定，最后一帧的点位即为最终落点。新坐标点与悬臂点在竖直方向夹角固定且新坐标点与悬臂点两点距离固定，悬臂点的新坐标即手势操作在屏幕中触摸事件的坐标点，此点已知，故而根据夹角和距离(三角形勾股定理)可推算出新坐标点的坐标值。
[0073]
通过触屏交互模块，用户不仅可以进行结构点坐标调整，同时可以进行闭合结构点坐标的添加和删除工作。如图6所示，触摸任意两个结构点中间的线段即可添加新的结构点坐标。具体包括以下步骤：
[0074]
(1)确定新增结构点坐标数值；
[0075]
由系统方法获取到手势触摸点后遍历数组，检查触摸点是否属于有效线段上，如满足则判定此点为新增落点，否则舍弃该点。
[0076]
(2)将新坐标点与坐标系中其他点形成连接达到闭合效果；
[0077]
坐标系中的坐标点以数组的形式组织，按照数组次序顺时针依次连接，数组最后一个元素与第一个元素连接后形成闭合线段，通过opengl开放图形库等api接口，可形成坐标点之间的连接关系，例如a-b,b-c,c-d,d-a。新增坐标点一定位于某两点连接的线段之上，且这两点在数组中应处于相邻位置(若某一点为数组最后一个元素，则与数组的第一个元素看作相邻)，如a，b两点，在a
→
b两点之间新增坐标点e后，则a与b连接断开，形成a
→
e,e
→
b的连接，两点连线时始终遵守相邻两点组成线段的原则，新增坐标点同样遵从该数组原则，故在新增坐标点生成后，可以形成与原坐标点间的连接关系。
[0078]
触摸已有的结构点坐标，既可以调整结构点坐标位置也可以删除此结构点。删除结构点后，此结构点相邻的2个结构点会自动生成闭合图形。用户通过触屏交互模块进行完闭合结构点坐标调整后，即可进入步骤6进行房门双结构点的对比调整工作。
[0079]
步骤6：用户完成步骤4、或步骤5后即可进行房门双结构点坐标与平面底视图的房门的位置和大小进行对比。如完全重合即可进入步骤8。如存在误差，则进入步骤7，利用触屏交互模块对房门双结构点(a1.a2.)进行调整。
[0080]
步骤7：房门双结构点坐标调整方式与步骤5闭合结构坐标点的调整方式相似，包括调整房门结构点、新增房门和删除房门。
[0081]
如图7所示，用户触摸双结构点中间的线段，界面出现拖拽悬臂。用户触摸拖动拖拽悬臂调整双结构点中的1个坐标点，来修正房门的大小。同时拖动双结构点中间的线段可以改变房门的位置。调整完毕，会生成新的房门双结构点坐标数据(a1’.a2’.)，如图8所示。同步骤5一样用户也可在此步骤点击任意2个闭合结构点中间的线段，进行房门双结构点添加，如图6所示。用户添加1个房门时，会自动生成对应的双结构点坐标。用户触摸双结构点中间的线段，也可以选择删除房门。
[0082]
单个房间的触屏交互调整工作结束。用户完成房间闭合结构点数据以及房门双结构点的数据校准工作。其余各房间的坐标点数据校准工作只需重复4～7中的步骤，即可完成全部房间的结构点校准与结构点坐标数据更新工作。
[0083]
用户的校正动作，是在单元房间俯视图复制图层进行以上操作，如果拖动校正完成，可通过触屏控件界面的确认按键，触发源图中的坐标数值更新，覆盖原坐标系中所记录的数值。
[0084]
步骤8：完成全部房间地面闭合结构点坐标及房门双结构点坐标的校准与更新后，即可进行整体户型的拼接工作。
[0085]
如图9所示，利用触屏交互模块，用户可在触屏终端上同时选择户型中的2个房间进行相邻判定。如2个房间具有相邻关系，用户即可确认连接属性，触屏交互模块生成房间连接关系数据，如用户判定2个房间不具备相邻关系，触屏交互模块会自动切换其中一个房间由用户继续确认，依次循环。直至完成全部房间的户型拼接工作。完成后，触屏交互模块生成完整的房间连接关系数据(a2-c1 c2-d1 a1-b1 b2-e1)。
[0086]
双结构点空间由落在结构点线段上的两个坐标点组成，组成一个开放空间的两个坐标点也遵循顺时针原则，即开放空间是一个有方向的线段；两个不同的底视图，由用户对实际房间布局的了解从而选择不同底视图上相对应的开放空间；因两个底视图所在的坐标系不同，若要完成房屋的二维户型拼接，需要对每个底视图进行坐标系转换，转换至同一坐标系，转换及拼接方法如下：
[0087]
(1)由开放空间的两个端点确定开放空间的中心点；
[0088]
(2)两个对应开放空间的中心点坐标a(x,y)、b(x`,y`)可以获取到b点至a点的方向和距离；
[0089]
ba(向量)＝(x`-x,y`-y)
[0090][0091]
(3)已知b点至a点的方向和距离关系，则可以对b点所在的结构点全部应用此向量关系，则可以把两个底视图转换至同一坐标系，且以两个对应开放空间对两个房间进行了二维拼接。
[0092]
步骤9：用户将更新后的各房间结构点坐标数据及房间连接数据统一提交至结构拼合模块。结构拼合模块依据2组数据完成最终的户型结构拼接，生成一组完整的户型结构数据。
[0093]
步骤10：数据图形转换模块将这组完整的户型结构数据转换为一张最终的二维户型图输出至触屏终端显示器，完成整个二维户型图的制作过程。
[0094]
经验证，使用者采用此触屏交互方法后可以极大的提高户型图绘制效率，基本可以替代90％的pc绘制工作。对于非设计师工种如房屋中介人员、水电工程人员、门窗施工人员等均可以轻松的在智能触屏终端上完成户型图的绘制工作。同时样本试验组织25～50岁人群进行2居室户型现场绘制测试，90％样本群体再不经过使用指导的情况下可以在平均15分钟左右完成一套完整的户型图绘制工作，5％的群体在通过简单的视频操作指导后也能够顺利完成一整套户型图绘制。