用于基于用户偏好而自动布置3D房间的方法与流程

本发明属于带家具的房间的计算机辅助设计的领域。具体而言，本发明涉及一种用于基于用户偏好而自动布置3d房间的计算机实现的方法。

背景技术：

1、打算搬进新公寓或者只是打算翻新房间的消费者通常会从家具店的类似项目中找到灵感，或者他们也可以通过使用cad软件来实现。因此，消费者将自己投射到新房间中。

2、一些现有的自动创建室内房间模板的方法是基于经典的优化技术，并使用一组家具作为输入来布置到给定的房间中。这种方法的缺点是它意味着手动定义一组约束(每个对象周围的哪些空间应该是空闲的，哪些对象应该与其他对象相邻，等等)，这需要相当长的时间并且容易出错。

3、基于经典优化技术的方法示例在“使用遗传算法的自动化室内设计(automatedinterior design using a genetic algorithm)”(peter kan等人，proceedings ofvrst2017，瑞典哥德堡，2017年11月)中公开。优化过程使用遗传算法，从随机解决方案开始，以便利用家具对象对室内虚拟场景自动填充，并根据美学、人体工程学和功能规则来优化它们的位置和取向。这种方法的缺点是它意味着手动定义一组约束(每个对象周围的哪些空间应该是空闲的，哪些对象应该与其他对象相邻，等等)并且优化的参数固定在定义为“理想”的值上。然而，对于用户来说，拥有一个考虑到他个人喜好的定制解决方案是比较困难的。

4、用户在环方法(user-in-the-loop method)在优化过程中要求用户输入来指导房间的布置。在“使用室内设计指南的交互式家具布局(interactive furniture layoutusing interior design guidelines)”(paul merrell等人，siggraph 2011，2011年8月)中，用户可以手动设计特定家具的约束条件。在每次迭代之后，该方法提出了一些满足约束但不一定是优化的解决方案的解决方案。再启动考虑到他的新输入的新迭代之前，用户可以选择他最喜欢的解决方案或手动移动家具。这种方法需要与用户进行大量的大量交互，以提出令人愉悦和优化的布局。

5、基于深度学习的方法利用巨大的室内场景数据库来学习如何自动布置新房间，例如“planit：使用关系图和空间先验网络规划和实例化室内场景(planit:planning andinstantiating indoor scenes with relation graph and spatial prior networks)”(wang,k.等人，acm trans.graph.，第38卷，第4期，第132条，2019年7月)。然而，文章中公开的解决方案不能使用户定制所建议的带家具的房间。换句话说，用户不“在环中”。

6、因此，需要获得一种用于基于用户偏好来自动布置3d房间的方法的计算机实现的方法，该方法是迭代的并且可以容易地定制。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是一种用于基于用户偏好来自动布置3d房间的计算机实现的方法，包括以下步骤：

2、a)

3、-基于虚拟3d房间的3d元素之间的空间关系，获得包括3d元素的虚拟3d房间的至少一个空间关系图，所述3d元素包括位于布置的虚拟3d房间中的3d建筑元素和3d布置对象；

4、-获得与3d房间的布置相关的一组用户偏好；

5、b)将所述一组用户偏好转换为一组目标参数，每个目标参数指派给相应的kpi，所述kpi对应于与3d房间的布置有关的度量；

6、c)对于每个空间关系图：

7、-基于空间关系图并基于相应的目标参数或基于将空间关系图映射到关于每个目标参数的关键绩效指标值的数据集来计算一组关键绩效指标值，以及

8、-计算kpi距离，该kpi距离对应于所有kpi值的聚合；

9、d)自动选择至少一个最有希望的空间关系图，所述最有希望的空间关系图是具有最低kpi距离的空间关系图；

10、e)将最有希望的空间关系图实例化到要利用最有希望的空间关系图的3d布置对象来布置的3d房间中，从而提供经布置的虚拟3d房间建议；

11、f)向用户显示经布置的虚拟3d房间建议；

12、g)接收用户偏好的更新；

13、h)重复步骤a)到g)直到满足停止标准。

技术特征：

1.一种用于基于用户偏好而自动布置3d房间的计算机实现的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中，所述目标参数tkpi_param是利用如下公式计算的：

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在步骤e)和f)之间的步骤e’)，步骤e’)为：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在已经执行了特定次数的优化迭代和/或所述全局成本函数低于特定阈值时步骤e')完成，前提是在所述房间中的所述3d布置对象(3d_object,5,6,7,8,9,10)之间没有重叠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少一个空间有向关系图(gr)是有向的并且每个节点通过传入关系或通过传出关系连接到另一个节点，

7.根据权利要求4和6所述的方法，其中，步骤e’)包括以下操作之一，针对所述最有希望的空间关系图的至少一个3d布置对象：

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述用户偏好(up)包括参数的加权集合，所述参数的加权集合包括以下组中的至少一个：

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括计算所述最有希望的空间关系图(mpgr)与所述至少一个空间关系图(gr)中的每一个之间的图编辑距离(distg,g)的步骤，其中，所述一组用户偏好(up)包括满意度标准，对于下一次迭代，所述最有希望的空间关系图(mpgr)是根据所述图编辑距离(distg,g)而被选择的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将空间关系图映射到关键绩效指标值的所述数据集是通过机器学习模型而获得的，所述机器学习模型将图作为输入并且针对所考虑的每个kpi值输出值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤f)中，所述一组关键绩效指标值(kpipv)与所述经布置的虚拟3d房间建议(fp)一起被显示。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述用户偏好(up)由所述用户通过滑块(sli)来更新，每个滑块(sli)对应于用户偏好(up)。

13.一种计算机程序产品，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机系统执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

14.一种非暂时性计算机可读数据存储介质(mem1、mem2、mem3、mem4)，其包含计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机系统执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

15.一种计算机系统，包括耦合到存储器(mem1、mem2、mem3、mem4)的处理器(cp)，所述存储器存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机系统执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

技术总结
一种基于用户偏好而自动布置3D房间的计算机实现的方法，包括以下步骤：a)获得：‑虚拟3D房间的至少一个空间关系图(GR)；‑一组用户偏好(UP)；b)将所述一组用户偏好(UP)转换为一组目标参数(t<subgt;kpi_param</subgt;)；c)对于每个空间关系图，计算：‑一组关键绩效指标值(KPIV)，以及‑KPI距离(dist<subgt;KPI</subgt;)，d)自动选择至少一个最有希望的空间关系图(MPGR)；e)将所述最有希望的空间关系图(MPGR)实例化到要布置的3D房间中；f)向用户显示布置的虚拟3D房间建议(FP)；g)接收对用户偏好(UP)的更新；h)重复步骤a)到g)直到满足停止标准。

技术研发人员：T·迪朗,A·马库萨努
受保护的技术使用者：达索系统公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12