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一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法

阅读:1021发布:2020-06-29

专利汇可以提供一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种CAD户型文件转化 虚拟现实 场景的处理方法,包括:将CAD文件数据根据图层、 块 、图元类型、文字数据建立树结构,根据设计师定义的语义规则区分出墙体类和 门 窗类;采用距离 阈值 聚类的方法构建门窗单元,并将门窗单元和相邻的墙体做直线补齐;筛选出平行成对的墙体线,并提取墙体中心线;构建墙体之间的成簇关系并建立连接,计算最小成环单元;根据墙体端点、厚度、连接关系等,组成墙体盒型图元导入 渲染 引擎,构成虚拟现实场景。本发明将CAD户型文件内容解析与 图像处理 的方法相结合,采用成组成簇的方法完成墙体到房间成环语义的构建,提升虚拟三维场景构建的构建速度,并保证场景结构尺寸的精确度。,下面是一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法专利的具体信息内容。

1.一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)CAD户型文件预处理:将上传的CAD户型文件转换成DXF可读文本格式;
2)图元语义分类:将文本格式的CAD数据根据图层、、图元类型及文字数据建立树结构,根据设计师定义的语义规则区分出墙体类和窗类;
3)门窗分割:门窗类中根据基本图元---线、弧的距离关系,采用阈值聚类方法,将小于设定阈值的线、弧归为一簇,组成一个门窗单元,同时将与该单元相连的墙体线提取出来,将该门窗单元用墙体线的延长线替代,形成一个只有墙体组成的户型图像;
4)墙体线成对提取:将墙体线根据平行关系加上距离阈值进行匹配,提取出平行成对的墙体线,平行线之间的距离为该墙体单元的厚度,根据成对结果提取墙体中心线;
5)墙体单元成簇提取:根据墙体线成对结果和墙体中心线之间的连接关系,建立墙体之间的成簇节点
6)房间环形语义构建:根据墙体中心线的成簇连接关系,计算最小成环单元,每一个最小成环单元为一个房间,同时根据环形结构和墙体厚度计算房间的套内多边形结构和面积;
7)门窗类别识别:根据步骤3)中的门窗聚类结果形成门窗单元图像,和数据库内门窗样本图例做模板匹配,根据匹配结果确定门窗具体类型,同时根据步骤3)中获得的墙体户型图像,将门窗单元投影到其所属墙体上,获取门窗的具体宽度;
8)虚拟现实场景搭建:根据墙体的厚度、端点位置、高度以及墙体上门窗的位置、宽高计算三维墙体形成所需的三面片,并计算房间的套内多边形地板和天花所需的三角面片,将上述计算所得三角面片结构导入渲染引擎,同时在相应门窗位置加载对应类型的门窗,构建出完整的三维虚拟现实场景。
2.根据权利要求1所述的一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,其特征在于,所述步骤2)采用正则化表达式对图层、块的名称进行检索并识别归类。

说明书全文

一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,属于三维虚拟现实场景构造技术领域。

背景技术

[0002] 现有的三维虚拟现实场景构造方法大多是由设计师直接在3Dmax或者草图大师等三维设计软件中直接绘制生成,或者通过人工二维绘制加语义信息由计算机半自动生成。全自动化的方法大多针对平面户型图像进行处理,完全通过图像处理的方法解析户型墙、、窗等信息,对于尺寸的解析不够精准,对于图像的语义分析存在误差,且不能有效针对各种样式的户型,大多要求户型墙体是平或竖直方向。
[0003] 在动态构建虚拟现实场景的诸多方法中,读取解析CAD户型文件并快速构建有着极大需求。设计师希望将已有的CAD平面设计方案快速构建成三维虚拟现实场景,从而在短时间内与客户完成方案沟通。
[0004] 由于CAD平面户型文件层级结构较复杂,基本组成单位又是线和弧等二维图元,最终需要构建的是三维结构的场景,因此本发明旨在将CAD平面户型文件中图元结构解析并转化成三维虚拟现实场景。

发明内容

[0005] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,将CAD户型文件内容解析与图像处理的方法相结合,采用成组成簇的方法完成墙体到房间成环语义的构建,最终实现三维虚拟现实场景的快速构建,提升虚拟三维场景构建的构建速度,并保证场景结构尺寸的精确度。
[0006] 技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0007] 一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,包括以下步骤:
[0008] 1)CAD户型文件预处理:将上传的CAD户型文件转换成DXF可读文本格式;
[0009] 2)图元语义分类:将文本格式的CAD数据根据图层、、图元类型及文字数据建立树结构,根据设计师定义的语义规则区分出墙体类(组成墙体的候选直线)和门窗类(组成门窗的线段和弧);
[0010] 3)门窗分割:门窗类中根据基本图元---线、弧的距离关系,采用阈值聚类方法,将小于设定阈值的线、弧归为一簇,组成一个门窗单元,同时将与该单元相连的墙体线提取出来,将该门窗单元用墙体线的延长线替代,形成一个只有墙体组成的户型图像;
[0011] 4)墙体线成对提取:将墙体线根据平行关系加上距离阈值进行匹配,提取出平行成对的墙体线,平行线之间的距离为该墙体单元的厚度,根据成对结果提取墙体中心线;
[0012] 5)墙体单元成簇提取:根据墙体线成对结果和墙体中心线之间的连接关系,建立墙体之间的成簇节点
[0013] 6)房间环形语义构建:根据墙体中心线的成簇连接关系,计算最小成环单元,每一个最小成环单元为一个房间,同时根据环形结构和墙体厚度计算房间的套内多边形结构和面积;
[0014] 7)门窗类别识别:根据步骤3)中的门窗聚类结果形成门窗单元图像,和数据库内门窗样本图例做模板匹配,根据匹配结果确定门窗具体类型,同时根据步骤3)中获得的墙体户型图像,将门窗单元投影到其所属墙体上,获取门窗的具体宽度;
[0015] 8)虚拟现实场景搭建:根据墙体的厚度、端点位置、高度(默认高度或者用户编辑高度)以及墙体上门窗的位置、宽高计算三维墙体形成所需的三面片,并计算房间的套内多边形地板和天花所需的三角面片,将上述计算所得三角面片结构组成墙体盒型图导入渲染引擎,同时在相应门窗位置加载对应类型的门窗,构建出完整的三维虚拟现实场景。
[0016] 本发明提供一种由CAD户型文件快速生成三维虚拟现实场景的处理方法,设计师在使用家装软件时可快速导入已有的CAD方案,系统快速解析构建三维场景,有效提升了设计师的设计效率。
[0017] 优选的,所述步骤2)采用正则化表达式对图层、块的名称进行检索并识别归类,例如某图层名称为WALL或者承重,则将该图层中所有基本图元归为墙体类。
[0018] 有益效果:本发明提供的一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,相对于现有技术,具有以下优点:1、通过识别CAD文件图层信息并结合图像处理方法对解析图元结果进行聚类,分割出墙、门窗、家具等单元,提升识别结果正确性;2、采用成对的方法解析单个墙体,采用成簇的方法解析墙体的连接关系,从而完成对房间环形语义的快速构建,以此达到快速构建三维虚拟现实场景的目的;3、准确读取CAD户型平面中的图元尺寸和缩放比例,构建的虚拟现实场景精度达到毫米;4、无需墙体是水平或竖直方向这一约束,丰富了能够处理的户型类型,且三维场景搭建速度快,一般几秒至十几秒即可完成CAD文件解析到虚拟现实场景的搭建。附图说明
[0019] 图1为本发明一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法的流程图
[0020] 图2为本发明实施例中步骤3)所形成的户型图像;
[0021] 图3为本发明实施例中步骤4)所提取的墙体线和墙体中心线结构图;
[0022] 图4为本发明实施例中步骤5)所建立的成簇节点示意图;
[0023] 图5为本发明实施例中步骤8)所构建的三维虚拟现实场景图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图及实施例对本发明作更进一步的说明。
[0025] 如图1所示为一种由CAD户型文件快速生成虚拟现实场景的处理方法,包括以下步骤:
[0026] 1)CAD户型文件预处理:将CAD户型文件上传服务器,判断该CAD文件是否有效可读,并将CAD文件统一转换成DXF文本文件,该类型文件为文本可读类型,计算机可以快速进行读取解析;
[0027] 2)图元语义分类:将文本格式的CAD数据根据图层、块、图元类型及文字数据建立树结构(树结构中,图层由块和基本图元---线、弧组成,块结构由基本图元---线、弧组成),根据设计师定义的语义规则区分出墙体类和门窗类,采用正则化表达式对图层、块的名称进行检索并识别归类,例如某图层名称为WALL或者承重,则将该图层中所有基本图元归为墙体类;
[0028] 3)门窗分割:门窗类中根据基本图元---线、弧的距离关系,采用阈值聚类方法,将小于设定阈值的线、弧归为一簇,组成一个门窗单元,同时将与该单元相连的墙体线提取出来,将该门窗单元用墙体线的延长线替代,形成一个只有墙体组成的户型图像,如图2所示;
[0029] 4)墙体线成对提取:将墙体线根据平行关系加上距离阈值进行匹配,提取出平行成对的墙体线,用于生成后续墙体单元,平行线之间的距离为该墙体单元的厚度(精度根据CAD文件读取,一般为毫米),并根据成对结果提取该墙体中心线,如图3所示;
[0030] 5)墙体单元成簇提取:根据墙体线成对结果和墙体中心线之间的连接关系,建立墙体之间的成簇节点,该节点用于表达中心线之间的连接关系,保持该墙体的当前方向,做延长线连接,有效避免直接连接造成的墙体倾斜,从而保证后续房屋三维结构构建时的准确性,如图4所示;
[0031] 6)房间环形语义构建:根据墙体中心线的成簇连接关系,计算最小成环单元,每一个最小成环单元为一个房间,同时根据环形结构和墙体厚度计算房间的套内多边形结构和面积;
[0032] 7)门窗类别识别:根据步骤3)中的门窗聚类结果形成门窗单元图像,和数据库内门窗样本图例做模板匹配,根据匹配结果确定门窗具体类型,如落地窗或双开门,同时根据步骤3)中获得的墙体户型图像,将门窗单元投影到其所属墙体上,获取门窗的具体宽度(精度为毫米);
[0033] 8)虚拟现实场景搭建:根据墙体的厚度、端点位置、高度以及墙体上门窗的位置、宽高计算三维墙体形成所需的三角面片,并计算房间的套内多边形地板和天花所需的三角面片,将上述计算所得三角面片结构导入渲染引擎,同时在相应门窗位处加载对应类型的门窗,构建出完整的三维虚拟现实场景,如图5所示。
[0034] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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