基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法及系统

技术特征：
1.基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述生成方法包括以下步骤：s1、案例假山数据采集；采集三维形态数据，并输入地理信息平台，最终获得案例假山模型数据库；s2、假山立面灰度图数据库生成；将假山三维形态数据转化为二维灰度数据，获得假山立面灰度图数据库；s3、假山机器学习模型建构；构建假山机器学习样本数据库与假山机器学习模型，生成并筛选出符合设计任务书的假山立面灰度方案图数据库；s4、假山形态方案数据库生成；根据假山立面灰度方案图的数据生成假山立体形态，获得假山形态方案数据库；s5、交互输出假山形态方案；三维交互投影假山形态方案，并3d打印选定方案，最终获得假山产品。2.根据权利要求1所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述步骤s1的具体步骤如下：通过搭载精度0.05mm、分辨率0.1mm摄像头的便携式3d扫描仪采集既有中国古典园林中假山的三维形态数据，并输入地理信息平台；利用地理信息平台中的属性编辑工具对采集到的每个案例假山数据中的非假山要素进行标记，并通过删除工具将标记的非假山要素删除，最终获得案例假山模型数据库。3.根据权利要求2所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述步骤s2的具体步骤如下：在地理信息平台中建立与s1中获得的案例假山模型数据库中案例假山模型数量一致的标准空间立方体，将案例假山模型逐个放入标准空间立方体内部，并调整案例假山模型的位置让其不接触标准空间立方体侧面，且最长剖面与标准空间立方体的水平边线平行；在每个标准空间立方体的每个侧面上划分10000*10000的栅格，并以每个栅格所划分出来网格中心为起点往标准空间立方体内部做法线，若法线与该标准空间立方体内部的案例假山模型不相交，则该法线所在网格不填充任何颜色；若法线与该标准空间立方体内部的案例假山模型相交，则记录该法线从网格中心到假山模型最近交点长度，并通过灰度值计算公式获得该网格所填充的具体灰度值；将每个标准空间立方体侧面的网格根据上述步骤填充灰度，并将填充灰度后的标准空间立方体的侧立面水平展开，获得假山灰度立面图数据库。4.根据权利要求3所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述标准空间立方体为边长等于步骤s1中案例假山模型数据集汇总所得的假山平面最大长度的立方体；所述灰度值计算公式为：d＝b/a*100％，d为填充灰度值，b为法线从网格中心到假山模型最近交点长度，a为标准空间立方体边长，填充灰度值d采用0％到100％表示，0％为白色，100％为黑色，保留小数点后一位。5.根据权利要求4所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述步骤s3的具体步骤如下：将s2得到的假山灰度立面图数据库以分辨率为100dpi、尺寸为40000像素*10000像素
的位图格式输出，获得假山机器学习样本数据库；通过对假山机器学习样本数据库训练卷积对抗生成网络，让机器学习模型不断迭代训练，直至稳定后获得生成模型；生成模型通过随机值生成1000个假山灰度立面方案图，根据假山设计任务书中所要求的假山长、宽、高尺寸，删除不符合的方案图，最终获得假山灰度立面方案数据库，其中，每个假山灰度立面方案图都包含假山的长、宽、高尺寸。6.根据权利要求1所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述步骤s4的具体步骤如下：将假山灰度立面方案数据库中的假山灰度立面方案图以短边的平行线为划分线，沿长边方向，将假山灰度立面方案图划分为四个全等的正方形面，再沿划分线折叠，使正方形面首尾相连且相邻面夹角为90
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；根据像素的灰度值，移动正方形面上每个像素的中心点，通过不规则三角网将所有移动后的点拟合为面，形成假山立体形态；依次操作假山灰度立面方案数据库中所有假山立面灰度方案图，获得假山形态方案数据库。7.根据权利要求6所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述像素的中心点的移动方向垂直于该点所在的正方形面，且朝向四个正方形面所围合的空间，移动距离为该点所在像素的灰度值乘以正方形面的边长，所拟合的点不包括位于正方形面上的点。8.根据权利要求1所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述步骤s5的具体步骤如下：将假山形态方案数据库中每个假山形态方案输入至可三维交互投影的360
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全息展柜中，审查人员通过触摸板旋转、移动、筛选方案；通过在360
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全息展柜的系统中设置3d打印端口，将选定方案输入到3d打印数控系统打印输出假山产品。9.基于人工智能的中国古典园林假山自动生成系统，包括如权利要求1-8任一项所述的基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法，其特征在于，所述生成系统包括案例假山数据采集模块、假山机器学习样本数据库建构模块、假山机器学习模型建构模块、假山灰度立面方案数据库生成模块、假山形态方案数据库生成模块、交互输出假山形态方案模块，各个模块之间相连接。

技术总结
本发明涉及古典园林假山设计领域，具体的是基于人工智能的中国古典园林假山自动生成方法及系统，方法包括案例假山数据采集、假山立面灰度图数据库生成、假山机器学习模型建构、假山形态方案数据库生成、假山形态方案交互输出，系统包括案例假山数据采集模块、假山机器学习样本数据库建构模块、假山机器学习模型建构模块、假山灰度立面方案数据库生成模块、假山形态方案数据库生成模块、交互输出假山形态方案模块。本发明以现存古代假山为学习样本，通过机器学习和人机交互审查，继承传统假山特点，节省人工学习与设计的时间，为现代假山设计提供高效率、直观化的假山方案。直观化的假山方案。直观化的假山方案。


技术研发人员：陈薇 杨俊宴 贾亭立 夏歌阳 史北祥 周琪 赵与谦
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/4/8