一种基于VR的室内设计方法及系统与流程

一种基于vr的室内设计方法及系统
技术领域
1.本发明涉及平面设计工具领域，具体涉及一种基于vr的室内设计方法及系统。


背景技术：

2.室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准，运用物质技术手段和建筑设计原理，创造功能合理、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。这一空间环境既具有使用价值，满足相应的功能要求
3.当前的室内设计软件，主要通过平面或立体的方式，绘制各类家具，不仅费事费力、且显示效果不够真实，难以达到用户的要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了改进现有技术中室内设计软件显示效果没有现实感的问题。本发明提供了一种基于vr的室内设计方法及系统，使设计师和客户都能在如身临其境的环境下进行室内设计以及方案体验。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供一种基于vr的室内设计系统，
7.包括采集模块，用于收集待设计的室内的各类信息，包括图像信息、温度信息、空气流动信息。一般选用全景摄像机作为图像信息采集装置，红外温度计来作为当前区域温度信息采集装置，空气流动传感器作为空气流动信息采集装置。采集模块将室内设计区域早、中、晚等多个时间段及多个区域的光照情况、温度情况、通风情况收集并导入到处理模块中进行处理。
8.处理模块，用于处理采集模块收集的信息并建立模拟室内空间结构；处理模块采用计算机以及专用处理软件，根据需要处理的数据量选用合适的图形处理器。处理模块对采集模块取得的数据进行处理，并构建模拟室内空间结构，构建完毕后对其进行分区，并在每个分区内输入对应的不同时间段的光照情况、温度情况和通风情况。
9.设计模块，用于设计师进入模拟室内空间结构进行沉浸式设计；设计师可以在模拟室内空间内移动并进行沉浸式设计，如选用墙面、地面、增加家具等。还可以调整模拟时间来体验不同时间段不同地点的光照、温度和通风情况。
10.展示模块，用于为客户展示设计效果。与设计模块类似，可以在设计师设计完毕后的模拟室内空间内进行体验，同样可以调整时间来体验不同时间段不同地点的光照、温度和通风情况。
11.可选的，采集模块包括：若干定位支架，均匀布置在室内并定位采集位置；用于获取室内各个位置的信息。
12.若干摄像机，设置在定位支架上，捕捉室内图像信息并存储；
13.若干温度检测装置，设置在定位支架上，捕捉室内温度信息并存储；
14.若干湿度检测装置，设置在定位支架上，捕捉室内湿度信息并存储；
15.若干空气流动检测装置，设置在定位支架上，捕捉室内空气流动装置并存储。
16.可选的，设计模块包括：
17.头戴式vr设备，带有操作手柄，用于提供设计师沉浸式室内设计的视觉模拟环境；
18.体验舱，布置有温度控制装置、湿度控制装置以及空气流动模拟装置，用于提供设计师沉浸式室内设计的温度、湿度以及空气流动情况模拟环境。
19.基于上述系统，本发明提供一种基于vr的室内设计方法，包括：
20.步骤10：在需要进行设计的室内放置信息采集装置；信息采集装置为上述的采集模块，具体包括定位支架、摄像机、温度检测装置、湿度检测装置和空气流动传感器。
21.步骤20：采集室内的全景图像信息、温度信息、湿度信息、空气流动信息；
22.步骤30：将步骤二中收集到的信息导入处理模块中，生成模拟室内空间结构；
23.步骤40：将模拟室内空间结构信息导入vr设备和体验舱内；
24.步骤50：设计师佩戴vr设备进入体验舱内进行沉浸式室内设计。
25.可选的，步骤30具体包括：
26.步骤31：将室内的全景图像信息导入处理模块中，进行图像识别；
27.步骤32：根据图像识别结果生成模拟室内空间结构；
28.步骤33：将模拟室内空间结构划分成若干区域并存储；
29.步骤34：将从室内不同位置采集到的温度信息、光照信息、湿度信息和空气流动信息导入处理模块中；
30.步骤35：根据温度信息、光照信息和空气流动信息的采集位置，将步骤33中所述的若干区域信息中增加对应的温度信息、光照信息、湿度信息和空气流动信息。
31.基于上述方法，有存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行上述的室内设计方法。
32.本发明的一种基于vr的室内设计方法及系统，通过模拟室内的真实环境，为室内设计师提供各个室内地点基于不同时间的光照、温度、湿度、风速、风向等参数，以配合其进行室内设计。同时客户也可以在体验舱中体验到各种设计与其房间的自然参数的配合，有助于客户理解设计师的设计理念和设计成果。
附图说明
33.图1是本发明的系统结构示意图；
34.图2是本发明中信息采集杆的结构示意图；
35.图3是本发明中体验舱的结构示意图；
36.图4是本发明中空气流动模拟装置的剖面结构示意图；
37.图5是本发明中阳光模拟装置的结构示意图。
38.图中：1
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图像采集装置，2
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温度采集装置，3
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湿度采集装置，4
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空气流动采集装置，5
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安装接口，6
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底座，7
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主杆体，8
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延长杆体，9
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锁紧装置，10
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头戴式vr设备，11
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舱体，12
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温度控制装置，13
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湿度控制装置，14
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空气流动模拟装置，15
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出风口，16
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风道，17
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风扇，18
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气流温度控制装置，19
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出入口，20
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阳光模拟装置，21
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硬质石英防爆灯，22
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遮光板，23
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开关板。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
40.实施例
41.如图1、2、3、4、5所示，本发明一较佳实施例提供了一种基于vr的室内设计系统，包括：
42.采集模块，用于收集待设计的室内的各类信息，包括图像信息、温度信息、空气流动信息。一般选用全景摄像机作为图像信息采集装置，红外温度计来作为当前区域温度信息采集装置，空气流动传感器作为空气流动信息采集装置。采集模块将室内设计区域早、中、晚等多个时间段及多个区域的光照情况、温度情况、通风情况收集并导入到处理模块中进行处理。
43.上述采集模块包括：
44.信息采集杆，整体呈长条杆状，其上等距布置有若干安装接口5。即定位支架。
45.图像采集装置1，安装在信息采集杆中部的安装接口5上。选取具备足够性能的摄像头，能够记录下环绕信息采集杆四周的室内环境影像以用于模拟室内环境建模。
46.温度采集装置2，安装在安装接口5上。选用常用的气温测量仪辅，能够记录下信息采集杆附近不同高度、不同时间段的室内气温以用于模拟室内环境。
47.空气流动采集装置4，安装在安装接口5上。选用常用的气流检测仪，能够记录下信息采集杆附近不同高度、不同时间段的室内风速和风向以用于模拟室内环境。
48.湿度采集装置3，安装在安装接口5上。选用常用的湿度检测仪，能够记录下信息采集杆附近不同高度、不同时间段的室内湿度以用于模拟室内环境。
49.信息采集杆包括：
50.底座6，用于保证整体稳定性。整体呈圆盘形，与地面接触的部分选用橡胶材质以增加其与地面的最大静摩擦力，减少打滑导致整体脱落的可能性。
51.主杆体7，其上等距设置有若干安装接口5。整体呈杆状，下端与底座6固定连接。总长约2.8m，其上附有用于定位的刻度。安装接口5为塑料制，使用时根据刻度等距卡接在主杆体7上。
52.延长杆体8，与主杆体7滑动连接，用于与室内顶部配合。上端有配合室内顶部的顶块，采用橡胶材质以增加其与室内顶部的最大静摩擦力，减少打滑导致整体脱落的可能性。
53.锁紧装置9，设置在主杆体7和延长杆体8连接处，用于控制主杆体7和延长杆体8的相对滑动。锁紧装置9采用旋转拧紧式，通过转动压紧来锁定主杆体7和延长杆体8的相对位置。
54.处理模块，用于处理采集模块收集的信息并建立模拟室内空间结构；处理模块采用计算机以及专用处理软件，根据需要处理的数据量选用合适的图形处理器。处理模块对采集模块取得的数据进行处理，并构建模拟室内空间结构，构建完毕后对其进行分区，并在每个分区内输入对应的不同时间段的光照情况、温度情况和通风情况。
55.设计模块，用于设计师进入模拟室内空间结构进行沉浸式设计；设计师可以在模
拟室内空间内移动并进行沉浸式设计，如选用墙面、地面、增加家具等。还可以调整模拟时间来体验不同时间段不同地点的光照、温度和通风情况。
56.上述设计模块包括：
57.头戴式vr设备10，带有操作手柄，用于提供设计师沉浸式室内设计的视觉模拟环境；
58.体验舱，布置有温度控制装置12、湿度控制装置13以及风扇17，用于提供设计师沉浸式室内设计的温度、湿度以及空气流动情况模拟环境。
59.上述体验舱具体包括：
60.舱体11，整体呈六面正方体。其上有各项装置的安装位置。其内部空间为5m*5m*5m的体验空间。舱体11的六面分为前、后、左、右、上、下板，出入口19设置在前板处。可拆卸的舱体11在不需要的时候可以拆卸后收纳，占用空间少。需要搬到其他地方时，可拆卸的舱体11也便于打包移动。
61.温度控制装置12，安装在舱体11上，用于调节体验空间内的温度。包括制冷器、加热器和温度检测仪，通过温度检测仪反馈的室内温度启动制冷器或加热器对体验舱内的空间进行温度调节。温度调节装置还包括地暖，地暖设置在舱体11底面。地暖装置可以模拟室内地暖，以获得更全面的模拟效果。
62.湿度控制装置13，安装在左板上，用于调节体验空间内的湿度。一般采用将带有雾化蒸馏水的空气排入体验舱内提高湿度；将干燥的空气排入体验舱内降低湿度。
63.空气流动模拟装置14包括若干阵列布置在舱体11壁后板上的出风口15、风道16和风扇17，出风口15通过风道16与风扇17相连，出风口15上设置有开关板23，开关板23与处理模块相连。出风口15阵列在舱体11壁上，通过开关板23限定出风的范围，通过风扇17的转动速度控制出风的强度。风扇17上还设置有气流温度控制装置1812，用于调整风扇17吹出的气流气温。气流温度控制装置1812可以对空气加热或制冷，以模拟不同温度的自然风。气流温度控制装置1812还可以利用处理模块的废热对空气进行加温，使其更加节约能源。
64.vr设备，用于提供模拟室内设计图像信息给使用者，并根据使用者的操作给予反馈。包括vr显示设备和操作设备，vr显示设备与处理模块无线连接，所述的操作设备与处理模块无线连接。vr显示设备采用头戴式vr眼镜，可以根据使用者的视角将室内展示给使用者观察，获得身临其境的视觉效果。操作设备一般为带有操作按钮或摇杆的手柄，可以对其进行操作以进行室内设计或者移动到模拟室内的另一位置。
65.处理模块，一般采用带有高性能显卡的计算机，其带有与vr设备配套的室内建模的软件。在使用时会控制温度控制装置12、湿度控制装置13、空气流动模拟装置14和vr设备，使上述设备协同运作模拟出与室内环境接近的模拟环境。保证使用者有完备的感官体验，可以根据模拟出的室内环境对其进行室内设计或体验。
66.阳光模拟装置20，阳光模拟装置20由处理模块控制。包括设置在体验空间顶部的转动平台和设置在转动平台上的硬质石英防爆灯21。转动平台上还设置有遮光板22，遮光板22用于限制硬质石英防爆灯21的光照范围。通过硬质石英防爆灯21的光照模拟阳光照射，通过转动平台和遮光板22限制模拟阳光照射的范围。在使用体验舱时，保证使用者能够体验到部分或全身的模拟阳光效果。
67.展示模块，用于为客户展示设计效果。与设计模块类似，可以在设计师设计完毕后
的模拟室内空间内进行体验，同样可以调整时间来体验不同时间段不同地点的光照、温度和通风情况。
68.基于上述基于vr的室内设计系统，本发明具体有一种基于vr的室内设计方法，其方法实施基于以下步骤：
69.步骤10：对需要进行设计的室内按照面积进行区域划分。可以根据一般场景下使用者的室内活动范围，在常用的活动范围做密集划分，在不常用的活动范围做少量划分。
70.步骤11：确定信息采集位置，在确定的位置上做标记；
71.步骤12：清理信息采集位置附近的障碍物，保证信息采集区域的信息有效性。包括清理杂物、清理空气中因装修以及其他非自然原因产生的浮尘等。
72.步骤13：将信息采集杆竖直设置在信息采集位置上；底座6对准信息采集位置后，伸出延长杆体8顶至室内顶部，转动锁紧装置9将延长杆体8锁定，保证装置整体卡在室内的地面和顶部之间。
73.步骤20：将图像采集装置1安装在信息采集杆中部；安装在中部为了更好的视野，一般采用全景式摄像头，将室内所有的墙壁、门窗、大宗物件的图片信息全部采集，根据图像识别还原室内情况以完成模拟室内结构建模。
74.步骤21：将若干温度采集装置2等间隔安装在信息采集杆上；温度采集装置2设置在距地面垂直高度2.3m以下处。
75.步骤22：将若干空气流动采集装置4等间隔安装在信息采集杆上；
76.步骤23：将若干湿度采集装置3等间隔安装在信息采集杆上。
77.步骤24：启动信息采集装置收集室内信息参数；
78.步骤31：将室内的全景图像信息导入处理模块中，进行图像识别；
79.步骤32：根据图像识别结果生成模拟室内空间结构；
80.步骤33：将模拟室内空间结构划分成若干区域并存储；
81.步骤34：将从室内不同位置采集到的温度信息、光照信息、湿度信息和空气流动信息导入处理模块中；
82.步骤35：根据温度信息、光照信息和空气流动信息的采集位置，将步骤33中所述的若干区域信息中增加对应的温度信息、光照信息、湿度信息和空气流动信息。
83.步骤40：将模拟室内空间结构信息导入vr设备和体验舱内；
84.步骤50：设计师佩戴vr设备进入体验舱内进行沉浸式室内设计。
85.在步骤40和步骤50中，具体可以在使用时，先将室内模拟信息导入处理模块中。处理模块根据室内模拟信息进行建模、分区，并将温度信息、风向风速信息、湿度信息和光照信息分别存储到分区中。设计者或体验者从出入口19进入舱体11内部，佩戴头戴式vr眼镜，手持手柄并对其进行操作。处理模块将图像信息传输到头戴式vr眼镜中并显示在其显示屏上，使设计者或体验者获得室内的模拟图像信息；处理模块将温度信息传输到温度控制装置12中，温度控制装置12调节气温至指定温度，使设计者或体验者体验到室内的模拟气温；处理模块将湿度信息传输到湿度控制装置13中，湿度控制装置13将湿度调节至指定温度，使设计者或体验者体验到室内的模拟湿度；处理模块将风向风速信息传输至空气流通模拟装置中，根据传输的信息调整其吹出空气的温度、吹出空气的强度，通过开闭开关板23控制器吹出空气的范围；处理模块将光照信息传输至阳光模拟装置20中，开启硬质石英防爆灯
21，通过转动平台和遮光板22将类似阳光的强光照射至指定区域，设计者或体验者可以通过皮肤的升温在模拟仓内体验到类似阳光的光照效果。完全模拟各项参数后，设计者可以通过手柄在室内模拟空间内进行室内设计。设计者可以通过手柄操作，移动自身于模拟室内空间的位置，此时处理模块需要将移动后位置的参数传输至各个装置内，以模拟移动后位置的室内空间。
86.当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。