JP7645527B2 - Digital-based residential environment design system and method - Google Patents
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Description
本発明は、住環境設計の分野に属し、より具体的には、特にデジタル化に基づく住環境設計システムに関する。また、本発明は、さらにデジタル化に基づく住環境設計方法に関するものである。 The present invention relates to the field of residential environment design, and more specifically to a residential environment design system based on digitalization. The present invention also relates to a residential environment design method based on digitalization.
住環境設計は、居住環境に対する設計であり、ここで、最も一般的なのは、室内設計であり、室内設計は、建物の用途、所在環境及び相応の基準に応じて、物質的技術手段及び建築設計原理を運用し、機能が合理的で、快適で美しく、人々の物質と精神生活の需要を満たす室内環境を創造し、
現在、室内設計の過程が煩雑であり、また、ピクチャと文字によりユーザに設計の説明を行うことは、非常に不便であり、多くの場合にユーザの理解誤差により実際に施工した後にユーザのニーズを完全に達成することができず、これは後続のリワークによるリソース及び時間の浪費を引き起こし、したがって、デジタル化に基づく住環境設計システム及び方法が提供される。
Living environment design is the design of the living environment, and the most common is interior design. Interior design utilizes material and technical means and architectural design principles according to the building's purpose, location environment and corresponding standards to create an indoor environment that is functional, reasonable, comfortable and beautiful, and meets people's material and spiritual needs.
Currently, the interior design process is complicated, and it is very inconvenient to explain the design to the user through pictures and text. In many cases, the user's needs cannot be fully met after actual construction due to errors in user understanding, which causes subsequent rework to waste resources and time. Therefore, a digital-based living environment design system and method are provided.
デジタル化又はＶＲ技術に基づく設計について、中国特許プールにおける公開番号ＣＮ１１０８３７６７３Ａの発明の明細書は、ＶＲ技術に基づく庭園造景設計システムを開示する。しかし、当該システムは、主に庭園設計を対応的に説明し、室内設計及び建築設計を設計しない。 Regarding design based on digitalization or VR technology, the invention specification of publication number CN110837673A in the China Patent Pool discloses a garden landscape design system based on VR technology. However, the system mainly describes garden design correspondingly, and does not design interior design or architectural design.
それは、機能領域区画モジュール、植生計画モジュール及び建築計画モジュールを含む造景設計サブシステムによるものである。本発明は、ＶＲ技術を庭園造景設計の３次元モデルの構築に導入し、現場に行く必要がなく、ＶＲ眼鏡だけで実際のシーンを直接見ることができ、それにより３次元モデルの効率を向上させ、領域分けに造景設計を行うことにより、設計が規則的で効率的である。この特許は、主に植生の計画時に、多要素を考慮し、それにより既存のリソースを効果的に利用する条件で、成長環境及び美化における植生の合理的な植え付けを保証する。領域間の植生レイアウト及び建築レイアウトを考慮し、植生及び建築の合理的なレイアウトを全体的に行う。また、庭園と住環境が関連するが、主に観賞とレジャーを主とし、建物と室内の主な住環境の設計に対して、当該特許には言及されておらず、また、シーンも異なっており、手本とすることは困難である。 It is due to the landscape design subsystem, which includes a functional area division module, a vegetation planning module, and an architectural planning module. The present invention introduces VR technology into the construction of a 3D model of garden landscape design, and does not require going to the site, and only requires VR glasses to directly view the actual scene, thereby improving the efficiency of the 3D model, and by carrying out landscape design by dividing into areas, the design is regular and efficient. This patent mainly considers multiple factors when planning vegetation, thereby ensuring the rational planting of vegetation in the growing environment and landscaping under the condition of effectively utilizing existing resources. It considers the vegetation layout and architectural layout between areas, and carries out a rational layout of vegetation and architecture overall. In addition, although gardens and living environments are related, they are mainly for viewing and leisure, and the patent does not mention the design of the main living environment of buildings and indoors, and the scenes are also different, making it difficult to follow.
本発明の目的は、従来技術に存在する欠点を解消するために、ＶＲ体験サブシステムによりユーザに設計された環境を直感的に感じさせることができ、ユーザの理解誤差による後続のリワークを回避する一方、予め設計された環境の実際データを用いて３次元モデリング設計を行うため、設計された３次元モデルに基づいて実際の住環境における施設を正確に位置決めすることができるデジタル化に基づく住環境設計システム及び方法を提供することである。 The object of the present invention is to provide a digitalized residential environment design system and method that can eliminate the shortcomings of the prior art by allowing the user to intuitively feel the designed environment through a VR experience subsystem, thereby avoiding subsequent rework due to user understanding errors, while performing 3D modeling design using actual data of a previously designed environment, thereby enabling accurate positioning of facilities in the actual residential environment based on the designed 3D model.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段を提供する。 To achieve the above objective, the present invention provides the following technical solutions:
ＰＣ端末にインストールされて実行されるデジタル化に基づく住環境設計システムは、
予め設計された環境のデータを測定及び収録するために用いられるデータ入力サブシステムと、
前記データ入力サブシステムと対話する設計サブシステムであって、データ入力サブシステムが伝送したデータを受信した後、当該データを利用して３次元モデルを確立し、当該３次元モデルを基礎とすることで計画設計を行う設計サブシステムと、
前記設計サブシステムと対話するＶＲ体験サブシステムであって、ユーザがリアルタイムに設計効果を体験するために用いられ、前記ＶＲ体験サブシステムにおけるシーンは、前記設計サブシステムが計画設計した３次元モデルと同じであるＶＲ体験サブシステムと、を含み、
前記データ入力サブシステム、前記設計サブシステム及び前記ＶＲ体験サブシステムの運行画面は、前記ＰＣ端末のディスプレイにより表示され、
前記デジタル化に基づく住環境設計システムに対応するアプリケーションソフトウェアは、グランド側に格納されており、
前記ＶＲ体験サブシステムは、
３次元デザインシーン、操作教程、環境施設データ、環境施設ピクチャ、文字、操作案内音声、設計者情報資料、設計満足度評価オプションを記憶するために用いられるデータベースサーバと、
ＶＲ端末機器に接続するために用いられるアプリケーションサーバと、
ＰＣ側端末、ＶＲ端末機器にアプリケーション操作サービスを提供するために用いられるＷＥＢサーバと、
ディスプレイとクラウド側と操作側との間のデータ伝送のためのゲートウェイモジュールと、を含み、
前記操作側には、キーボード、マウス及びイヤホンが含まれ、
前記データベースサーバは、ユーザ姿勢、ユーザと環境施設との間の距離を記録し、ユーザ体験フローを記録するために用いられ、
前記ゲートウェイモジュールは、前記ディスプレイと組み合わせて使用されるホスト内に設けられ、
前記データベースサーバ、前記アプリケーションサーバ及び前記ＷＥＢサーバは、それぞれの仮想ホストを介して前記ＰＣ端末を制御し、又は前記ゲートウェイモジュールを介して前記ＰＣ端末のホストと信号の伝送を行う。
The digitalized residential environment design system is installed and executed on a PC terminal .
a data entry subsystem used to measure and record data of a pre-designed environment;
a design subsystem that interacts with the data input subsystem, the design subsystem receiving the data transmitted by the data input subsystem, establishing a three-dimensional model using the received data, and carrying out a planning design based on the three-dimensional model;
a VR experience subsystem that interacts with the design subsystem, the VR experience subsystem being used by a user to experience design effects in real time, the scene in the VR experience subsystem being the same as the three-dimensional model planned and designed by the design subsystem;
The operation screens of the data input subsystem, the design subsystem, and the VR experience subsystem are displayed on the display of the PC terminal;
Application software corresponding to the digitalized residential environment design system is stored on the ground side,
The VR experience subsystem includes:
A database server is used for storing three-dimensional design scenes, operation instructions, environmental facility data, environmental facility pictures, characters, operation guidance voice, designer information materials, and design satisfaction evaluation options;
An application server used to connect to a VR terminal device;
A WEB server used to provide application operation services to the PC terminal and the VR terminal device;
A gateway module for data transmission between the display , the cloud side, and the operation side;
The operating side includes a keyboard, a mouse and an earphone;
The database server is used to record a user's posture, a distance between the user and an environmental facility, and record a user experience flow ;
the gateway module is provided within a host used in combination with the display;
The database server, the application server and the WEB server control the PC terminals via their respective virtual hosts, or transmit signals to and from the host of the PC terminal via the gateway module .
好ましくは、前記データ入力サブシステムは、
入力テンプレートを記憶するために用いられる記憶モジュールであって、各タイプの入力シートは、入力テンプレートとマッチングし、各前記入力シートは、いくつかのタイプの入力フィールドを含み、各入力フィールドは、相応のデータを記入するために用いられ、前記入力テンプレートは、マッチングする入力シートにおける全ての入力フィールド及び入力規則を含み、前記入力規則は、前記入力シートにおける各タイプの入力フィールドの入力方式を含み、前記入力方式は、人工入力方式、画像認識方式、又は人工入力と画像認識を結合する入力方式である記憶モジュールと、
入力シートの画像及び入力シートのタイプを含む入力タスクを受信するために用いられる受信モジュールと、
前記入力シートのタイプに応じて予め設定された数量に基づいて前記入力タスクをパッケージングしてタスクパケットを形成するために用いられ、各前記タスクパケットにおける入力タスクの入力シートのタイプは、同じであるタスクパケット生成モジュールと、
各前記タスクパケットにおける前記入力シートのタイプに基づいて前記記憶モジュールにおけるそれとマッチングする前記入力テンプレートを照会するために用いられる照会モジュールと、
前記入力シートにおける入力フィールドのタイプ及び入力方式に応じて各前記タスクパケットにおける入力シートをいくつかのタイプの入力項目に分割し、前記入力項目のタイプに応じて各前記タスクパケットにおける全ての入力シートの入力項目を区画していくつかの分配タスクを形成し、各前記分配タスクは、１つのタイプの入力項目に対応し、各タイプの前記入力項目は、少なくとも１つのタイプの入力フィールドに対応し且つ入力方式が同じであり、前記分配タスクは、前記対応する入力フィールドにおけるデータを入力しようとすることを表示するために用いられる分割モジュールと、を含む。
Preferably, the data entry subsystem comprises:
a storage module used for storing an input template, where each type of input sheet is matched with an input template, each of the input sheets includes several types of input fields, and each input field is used to fill in corresponding data, the input template includes all the input fields and input rules in the matching input sheet, the input rules include an input method for each type of input field in the input sheet, and the input method is an artificial input method, an image recognition method, or an input method combining artificial input and image recognition;
a receiving module used to receive an input task including an image of an input sheet and a type of the input sheet;
a task packet generating module for packaging the input tasks to form task packets based on a quantity preset according to the type of the input sheet, where the input tasks in each task packet have the same input sheet type;
a lookup module used to look up the input template in the storage module that matches the type of the input sheet in each of the task packets;
and a division module used to divide the input sheets in each of the task packets into several types of input items according to the types and input methods of the input fields in the input sheets, and partition the input items of all the input sheets in each of the task packets according to the types of the input items to form several distribution tasks, each of the distribution tasks corresponding to one type of input item, each type of the input items corresponding to at least one type of input field and having the same input method, and the distribution tasks indicating that data in the corresponding input fields is to be input.
好ましくは、前記データ入力サブシステムは、
環境データを測定するために用いられるデータ測定ユニットをさらに含み、前記データ測定ユニットは、
３次元レーザ走査により得られた膨大な点群データを前処理して、目標領域における点群データを決定するために用いられる前処理モジュールと、
目標領域における点群データをフロアに応じて区画して管理し、各フロアを１つの管理ユニットとし、さらに前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理するために用いられる区画モジュールと、
それぞれ各部屋に対応するブロック化点群データに対して各フロアにおける各部屋の特徴情報を抽出するために用いられる抽出モジュールと、
各フロアにおける各部屋の特徴情報を出力するために用いられる出力モジュールと、を含む。
Preferably, the data entry subsystem comprises:
The present invention further includes a data measurement unit used to measure environmental data, the data measurement unit comprising:
A pre-processing module is used for pre-processing the massive point cloud data obtained by the 3D laser scanning to determine the point cloud data in the target area;
A partition module is used to partition and manage the point cloud data in the target area according to floors, each floor being a management unit, and further partition rooms on the floor, and encode and manage the room data according to an actual scene;
an extraction module for extracting feature information of each room on each floor from the blocked point cloud data corresponding to each room;
and an output module used for outputting the characteristic information of each room on each floor.
好ましくは、前記設計サブシステムは、
間取り加入モジュール、自動設計モジュール、手動設計モジュール、仮想現実シーン生成モジュール、バックグラウンド管理モジュールを含み、
前記間取り加入モジュールは、ユーザが導入した間取り図を認識するために用いられ、間取り加入モジュールにより、ユーザ自分の間取りにおける各部屋の情報を取得し、
前記自動設計モジュールは、ユーザが設定した間取り図に基づいて、条件に合致するモデル間取り及びモデルルームを選び、選択されたモデルルームに基づいてユーザ自分の部屋を自動的に設計し、
前記手動設計モジュールに複数の設計用施設が設置され、ユーザは、好みに応じて治具及び建材テンプレートを選んで部屋を装飾し、
前記内装設計違反データベースは、内装設計エラー項目及び内装設計リスク項目を含み、前記自動設計モジュール及び手動設計モジュールは、内装設計違反データベース及び間取り図に基づいて完成し、
前記間取り図は、壁体構造図及び水道と電気施工図を含み、
前記壁体構造図は、窓位置情報、耐力壁情報及び非耐力壁情報を含み、壁体は、外壁及び内壁をさらに含み、
水道と電気施工図は、水道レイアウト情報及び強電弱電回路レイアウト情報を含み、
前記両側がいずれも室内のものが内壁と定義され、内壁の非耐力壁特徴抽出特徴属性は、全部取り外し可能な壁体であり、後続の設計モジュールとのマッチングを容易にし、
片側が室外で片側が室内のものは外壁であり、内壁の非耐力壁特徴抽出属性は、内側が薄くなり、壁龕などが開けられる内側不完全取り外し可能な壁体であり、
前記自動設計又は手動設計された設計図面は、各次元平面において前記間取り図の対応する各次元平面と１次元データ又は２次元データを比較し、比較データを取得し、
特徴属性及び比較データに対応的処理を行い、３種類の状況を取得し、
第１の種類において、特徴属性及び比較データが完全に内装設計エラー項目にあり、不許可項目とフィードバックし、
第２の種類において、比較データ及び特徴属性が内装設計リスク項目にある場合、システムにフィードバックして人工判断決定を行い、
第３の種類において、設計図の１次元又は２次元数値が間取り図の各次元に対応する寸法よりも小さい場合、自動的に描き出し空き面積と提示し、前記空き面積は、純粋に空きの第１の空白面積、内側不完全取り外し可能な壁体が充填した第２の空白面積及び全部取り外し可能な壁体の第３の空白面積を含む。
Preferably, the design subsystem comprises:
It includes a floor plan entry module, an automatic design module, a manual design module, a virtual reality scene generation module, and a background management module.
The floor plan entry module is used to recognize the floor plan introduced by the user, and obtains information of each room in the user's own floor plan through the floor plan entry module;
The automatic design module selects a model floor plan and a model room that meet the conditions based on the floor plan set by the user, and automatically designs the user's own room based on the selected model room;
A plurality of design facilities are provided in the manual design module, and the user can select fixtures and building material templates according to his/her preferences to decorate the room;
The interior design violation database includes interior design error items and interior design risk items, and the automatic design module and the manual design module are completed according to the interior design violation database and the floor plan;
The floor plan includes a wall structure diagram and a water and electrical construction diagram;
The wall structure diagram includes window position information, load-bearing wall information, and non-load-bearing wall information, and the wall further includes an exterior wall and an interior wall;
Water and electrical construction drawings include water layout information and high-voltage and low-voltage circuit layout information;
The walls on both sides are defined as interior walls, and the non-load-bearing wall feature extraction feature attributes of the interior walls are all removable walls, which facilitates matching with the subsequent design module;
The wall with one side outside and the other inside is an exterior wall, and the non-load-bearing wall feature extraction attribute of the interior wall is a wall body with an incomplete interior that is removable and has a thin inner side so that a niche can be opened.
The automatically designed or manually designed design drawing is compared with one-dimensional data or two-dimensional data in each dimensional plane of the floor plan corresponding to each dimensional plane of the floor plan to obtain comparison data;
The characteristic attributes and comparison data are processed correspondingly to obtain three types of situations;
In the first type, the characteristic attributes and the comparison data are completely in the interior design error item, and the item is fed back as a disallowed item;
In the second type, when the comparison data and characteristic attributes are in the interior design risk items, they are fed back to the system to make an artificial judgment decision;
In the third type, when the one-dimensional or two-dimensional numerical values of the blueprint are smaller than the dimensions corresponding to each dimension of the floor plan, it automatically draws out and presents an empty area, which includes a first empty area that is purely empty, a second empty area filled by an inner incomplete removable wall, and a third empty area filled by a fully removable wall.
好ましくは、前記設計システムは、
家具及び建材、モデルルーム及びモデル間取りを含む設計データベースをさらに含み、
前記自動設計モジュールは、ユーザの部屋を自動的に設計する時、モデルルームにおける建材をモデルルームと同じ方式でユーザの部屋に敷き貼り、人間工学に基づく設計規則に従い、モデルルームの家具をユーザの部屋に導入する。
Preferably, the design system comprises:
Further comprising a design database including furniture and building materials, model rooms and model floor plans;
When the automatic design module automatically designs a user's room, it lays out the building materials in the model room in the user's room in the same manner as in the model room, and introduces the furniture in the model room into the user's room according to ergonomic design rules.
好ましくは、前記ＶＲ体験サブシステムは、
ユーザが装着するために用いられる、頭部装着機器、手部機器、足部機器を含むハードウェア機器をさらに含み、
前記頭部装着機器は、頭部装着制御ユニット、頭部装着慣性測定ユニット、表示ユニットを含み、前記頭部装着慣性測定ユニットは、頭部運動データを収集するために用いられ、
前記手部機器は、手部運動データを収集するために用いられる手部慣性測定ユニットを含み、
前記足部機器は、足部運動データを収集するために用いられる足部慣性測定ユニットを含む。
Preferably, the VR experience subsystem comprises:
The device further includes hardware devices, including head-mounted devices, hand devices, and foot devices, that are adapted to be worn by a user;
the head-mounted device includes a head-mounted control unit, a head-mounted inertial measurement unit, and a display unit, the head-mounted inertial measurement unit being used to collect head movement data;
the hand device includes a hand inertial measurement unit used to collect hand motion data;
The foot device includes a foot inertial measurement unit that is used to collect foot motion data.
デジタル化に基づく住環境設計方法であって、前記方法は、デジタル化に基づく住環境設計システムを用い、前記方法は、
データ入力サブシステムにより住環境データを測定し、測定データを入力するとともに、デジタル化の形式で設計サブシステムに送信するステップ１と、
設計サブシステムは、データ入力サブシステムが入力した環境データに基づいて３次元モデルを確立するステップ２と、
設計サブシステムは、確立された３次元モデルに対して初歩的な照度レンダリングを行い、それに基礎的な照度を備えさせるステップ３と、
必要な設計タイプを選択して設計を完成するステップ４であって、
間取り加入モジュールにより実際の住環境データに類似する間取りを導入し、設計データベースから条件に合致するモデル間取り及びモデルルームを選び、選択されたモデルルームに基づいてユーザ自分の部屋を自動的に設計する自動設計タイプと、
設計データベースから治具及び建材テンプレートを選んで部屋に対して手動装飾を行う手動設計タイプと、を含むステップ４と、
ユーザがＶＲ体験サブシステムのハードウェア機器を装着するとともに、設計が完成した３次元モデルをＶＲ体験サブシステムと対話させ、ユーザに設計された住環境を体験させるステップ５と、
ユーザのフィードバックに基づいて、手動設計タイプを用いて３次元モデルを修正し、２回体験を行い、ユーザが満足するまで行うステップ６と、を含む。
A digitalization-based residential environment design method, the method using a digitalization-based residential environment design system, the method comprising:
Step 1: measuring living environment data by a data input subsystem, inputting the measured data, and transmitting the data in a digital form to a design subsystem;
Step 2 in which the design subsystem establishes a three-dimensional model based on the environmental data input by the data input subsystem;
Step 3, the design subsystem performs a rudimentary illumination rendering on the established 3D model to provide it with basic illumination;
A step 4 of selecting the required design type and completing the design,
An automatic design type that introduces a floor plan similar to the actual living environment data through a floor plan entry module, selects a model floor plan and model room that meets the conditions from the design database, and automatically designs the user's own room based on the selected model room;
Step 4 includes a manual design type in which a jig and building material template is selected from a design database to manually decorate the room;
Step 5: a user wears a hardware device of the VR experience subsystem and interacts with the VR experience subsystem with the completed three-dimensional model, thereby allowing the user to experience the designed living environment;
and step 6 of modifying the 3D model using manual design type based on the user's feedback and running two trials until the user is satisfied.
好ましくは、ステップ１に記載のデータ入力サブシステムによる住環境データの測定は、３次元レーザを用いて測定し、具体的な方法は、
１）３次元レーザ走査により得られた膨大な点群データを前処理して、目標領域における点群データを決定し、
２）目標領域における点群データをフロアに応じて区画して管理し、前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理し、
３）それぞれ各部屋に対応するブロック化点群データに対して各フロアにおける各部屋の特徴情報を抽出することである。
Preferably, the measurement of the living environment data by the data input subsystem described in step 1 is performed using a three-dimensional laser, and a specific method thereof is as follows:
1) Preprocessing the massive amount of point cloud data obtained by 3D laser scanning to determine the point cloud data in the target area;
2) dividing and managing the point cloud data in the target area according to floors, dividing rooms into the floors, and encoding and managing the room data according to an actual scene;
3) Extracting feature information of each room on each floor from the blocked point cloud data corresponding to each room.
好ましくは、前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理することは、具体的には、
１）目標領域の平面設計図に基づいて、目標領域における各部屋の名称を設定することと、
２）各部屋に対して最小の平面要素を分離抽出することと、
３）ツリー・ノードにより目標領域、各部屋及び部屋内の最小平面要素の構造を描画することと、を含む。
Preferably, the method of dividing the floor into rooms, encoding the room data according to an actual scene, and managing the room data includes the following steps:
1) setting names for each room in the target area based on a floor plan of the target area;
2) Isolating and extracting the smallest planar elements for each room;
3) Drawing the structure of the target area, each room and the smallest planar elements within the room through tree nodes.
本発明の技術的効果及び利点は、以下のとおりであり、本発明にて提供されるデジタル化に基づく住環境設計システムは、従来技術に比べて、本システムは、ＶＲ体験サブシステムによりユーザに設計された環境を直感的に感じさせ、ユーザの理解誤差による後続のリワークを回避する一方、予め設計された環境の実際データを用いて３次元モデリング設計を行うため、設計された３次元モデルに基づいて実際の住環境における施設を正確に位置決めすることができ、
次に、本発明における設計サブシステムは、実際のニーズに応じて自動設計又は手動設計を任意に選択することができ、煩雑な設計を簡略化する一方、自動設計と手動設計を共用する時に互いに協力し、全体設計を迅速に行うことができるだけでなく、また一部の詳細に手動設計修正を行うことができ、使用上の柔軟性が高く、
また、本発明にて提供されるデジタル化に基づく住環境設計方法は、３次元レーザ走査により、高精度の被測定物体の３次元幾何情報を取得することができ、点群を容易に測定し、点群データを管理し、データにおける特徴情報を抽出し、
さらに、設計－体験－修正の循環式設計方式により、設計後の顧客の満足度をさらに確保する。
The technical effects and advantages of the present invention are as follows. Compared with the prior art, the digitalized residential environment design system provided by the present invention allows the user to intuitively feel the designed environment through the VR experience subsystem, and avoids subsequent rework due to the user's understanding error. At the same time, the system performs 3D modeling design using actual data of the previously designed environment, so that the facilities in the actual residential environment can be accurately positioned based on the designed 3D model.
Secondly, the design subsystem of the present invention can select either automatic or manual design according to actual needs, simplifying complicated design, while cooperating with automatic and manual design when used together, not only allowing the overall design to be completed quickly, but also allowing manual design corrections to be made to some details, making it highly flexible in use;
In addition, the method for designing a living environment based on digitization provided by the present invention can obtain highly accurate three-dimensional geometric information of a measured object by three-dimensional laser scanning, easily measure a point cloud, manage the point cloud data, and extract feature information from the data.
In addition, the cyclical design method of design-experience-modify further ensures customer satisfaction after design.
本発明の目的、技術的解決手段及び利点をさらに明確にするために、以下、具体的な実施例と結び付けて、本発明をさらに詳細に説明する。理解すべきものとして、本明細書に説明された具体的な実施例は、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を行わない前提で得た全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。 In order to further clarify the objectives, technical solutions and advantages of the present invention, the present invention will be described in more detail below in conjunction with specific examples. It should be understood that the specific examples described in this specification are only used to interpret the present invention, and do not limit the present invention. All other examples obtained by those skilled in the art based on the examples of the present invention without any creative effort are within the scope of protection of the present invention.
本発明は、図１のようなデジタル化に基づく住環境設計システムを提供し、
予め設計された環境のデータを測定及び収録するために用いられるデータ入力サブシステムを含み、
具体的には、データ入力サブシステムは、
入力テンプレートを記憶するために用いられる記憶モジュールであって、各タイプの入力シートは、入力テンプレートとマッチングし、各入力シートは、いくつかのタイプの入力フィールドを含み、各入力フィールドは、相応のデータを記入するために用いられ、入力テンプレートは、マッチングする入力シートにおける全ての入力フィールド及び入力規則を含み、入力規則は、入力シートにおける各タイプの入力フィールドの入力方式を含み、入力方式は、人工入力方式、画像認識方式、又は人工入力と画像認識を結合する入力方式である記憶モジュールと、
入力シートの画像及び入力シートのタイプを含む入力タスクを受信するために用いられる受信モジュールと、
入力シートのタイプに応じて予め設定された数量に基づいて入力タスクをパッケージングしてタスクパケットを形成するために用いられ、各タスクパケットにおける入力タスクの入力シートのタイプは、同じであるタスクパケット生成モジュールと、
各タスクパケットにおける入力シートのタイプに基づいて記憶モジュールにおけるそれとマッチングする入力テンプレートを照会するために用いられる照会モジュールと、
入力シートにおける入力フィールドのタイプ及び入力方式に応じて各タスクパケットにおける入力シートをいくつかのタイプの入力項目に分割し、入力項目のタイプに応じて各タスクパケットにおける全ての入力シートの入力項目を区画していくつかの分配タスクを形成し、各分配タスクは、１つのタイプの入力項目に対応し、各タイプの入力項目は、少なくとも１つのタイプの入力フィールドに対応し且つ入力方式が同じであり、分配タスクは、対応する入力フィールドにおけるデータを入力しようとすることを表示するために用いられる分割モジュールと、を含む。
The present invention provides a digitalized residential environment design system as shown in FIG.
a data entry subsystem used to measure and record data of a pre-designed environment;
Specifically, the data entry subsystem includes:
a storage module used for storing an input template, where each type of input sheet is matched with an input template, each input sheet includes several types of input fields, and each input field is used to fill in corresponding data, the input template includes all the input fields and input rules in the matching input sheet, the input rules include an input method for each type of input field in the input sheet, and the input method is an artificial input method, an image recognition method, or an input method combining artificial input and image recognition;
a receiving module used to receive an input task including an image of an input sheet and a type of the input sheet;
a task packet generating module for packaging input tasks to form task packets based on a preset quantity according to the type of input sheet, where the input task in each task packet has the same type of input sheet;
a lookup module for looking up a matching input template in the storage module based on the type of the input sheet in each task packet;
and a division module used for dividing the input sheets in each task packet into several types of input items according to the types and input methods of the input fields in the input sheets, and partitioning the input items of all the input sheets in each task packet according to the types of the input items to form several distribution tasks, each distribution task corresponding to one type of input item, each type of input item corresponding to at least one type of input field and having the same input method, and the distribution tasks indicating that data in the corresponding input fields is to be input.
選択可能に、入力フィールドの入力方式は、人工入力方式、画像認識の入力方式、又は人工入力と画像認識を結合するという３種類の入力方式を含み、それは、各タイプの入力シートの各タイプの入力フィールドの画像認識入力及び人工入力テストデータに基づいて設定される。ある単一のある入力フィールドの画像入力認識率が予め設定された閾値を超えれば、当該入力シートの入力テンプレートに当該入力フィールドの入力方式を画像認識と設定し、
入力フィールドのデータが手書きされた非デジタルデータであれば、入力テンプレートに当該入力フィールドの入力方式を人工入力と設定し、
上記場合でなければ、入力テンプレートに当該入力フィールドの入力方式を人工入力と画像認識を結合する入力方式と設定する。他の実施形態では、さらに入力フィールドのデータ位置が固定である場合、入力テンプレートに当該入力フィールドの入力方式を画像認識と設定することができる。
Optionally, the input method of the input field includes three kinds of input methods: artificial input method, image recognition input method, or combination of artificial input and image recognition, which are set according to the image recognition input and artificial input test data of each type of input field of each type of input sheet. If the image input recognition rate of a single input field exceeds a preset threshold, set the input method of the input field in the input template of the input sheet as image recognition;
If the data in the input field is handwritten non-digital data, set the input method of the input field in the input template to manual input;
Otherwise, the input method of the input field in the input template is set to an input method combining artificial input and image recognition. In another embodiment, if the data position of the input field is fixed, the input method of the input field in the input template can be set to image recognition.
入力タスクにおける入力シートをいくつかのタイプの入力フィールドの入力項目に分割し、当該入力フィールドの入力テンプレートに予め設定された入力規則に応じて適切な人工入力方式又は画像入力方式又は人工入力と画像入力を結合する入力方式を選択して入力を実行し、それにより入力効率及び入力結果の正確性を効果的に向上させる。 The input sheet in the input task is divided into input items of several types of input fields, and an appropriate artificial input method, image input method, or input method combining artificial input and image input is selected according to the input rules preset in the input template of the input field to perform the input, thereby effectively improving the input efficiency and the accuracy of the input result.
データ入力サブシステムと対話する設計サブシステムについて、設計サブシステムは、データ入力サブシステムが伝送したデータを受信した後、当該データを利用して３次元モデルを確立し、当該３次元モデルを基礎とすることで計画設計を行い、
なお、設計サブシステムは、
間取り加入モジュール、自動設計モジュール、手動設計モジュール、仮想現実シーン生成モジュール、バックグラウンド管理モジュールを含み、
間取り加入モジュールは、ユーザが導入した間取り図を認識するために用いられ、間取り加入モジュールにより、ユーザ自分の間取りにおける各部屋の情報を取得し、
自動設計モジュールは、ユーザが設定した間取り図に基づいて、条件に合致するモデル間取り及びモデルルームを選び、選択されたモデルルームに基づいてユーザ自分の部屋を自動的に設計し、
手動設計モジュールに複数の設計用施設が設置され、ユーザは、好みに応じて治具及び建材テンプレートを選んで部屋を装飾する。
Regarding a design subsystem that interacts with the data input subsystem, after the design subsystem receives the data transmitted by the data input subsystem, the design subsystem uses the data to establish a three-dimensional model, and then performs a planning design based on the three-dimensional model;
The design subsystem is as follows:
It includes a floor plan entry module, an automatic design module, a manual design module, a virtual reality scene generation module, and a background management module.
The floor plan entry module is used to recognize the floor plan introduced by the user, and obtains information on each room in the user's own floor plan through the floor plan entry module;
The automatic design module selects model floor plans and model rooms that meet the conditions based on the floor plan set by the user, and automatically designs the user's own room based on the selected model room.
A number of design facilities are provided in the manual design module, and users can choose fixtures and building material templates according to their preferences to decorate a room.
前記内装設計違反データベースは、内装設計エラー項目及び内装設計リスク項目を含み、前記自動設計モジュール及び手動設計モジュールは、内装設計違反データベース及び間取り図に基づいて完成し、
前記間取り図は、壁体構造図及び水道と電気施工図を含み、
前記壁体構造図は、窓位置情報、耐力壁情報及び非耐力壁情報を含み、壁体は、外壁及び内壁をさらに含み、
水道と電気施工図は、水道レイアウト情報及び強電弱電回路レイアウト情報を含み、
前記両側がいずれも室内のものが内壁と定義され、内壁の非耐力壁特徴抽出特徴属性は、全部取り外し可能な壁体であり、後続の設計モジュールとのマッチングを容易にし、
片側が室外で片側が室内のものは外壁であり、内壁の非耐力壁特徴抽出属性は、内側が薄くなり、壁龕などが開けられる内側不完全取り外し可能な壁体であり、
前記自動設計又は手動設計された設計図面は、各次元平面において前記間取り図の対応する各次元平面と１次元データ又は２次元データを比較し、比較データを取得し、
特徴属性及び比較データに対応的処理を行い、３種類の状況を取得し、
第１の種類において、特徴属性及び比較データが完全に内装設計エラー項目にあり、不許可項目とフィードバックし、
第２の種類において、比較データ及び特徴属性が内装設計リスク項目にある場合、システムにフィードバックして人工判断決定を行い、
第３の種類において、設計図の１次元又は２次元数値が間取り図の各次元に対応する寸法よりも小さい場合、自動的に描き出し空き面積と提示し、前記空き面積は、純粋に空きの第１の空白面積、内側不完全取り外し可能な壁体が充填した第２の空白面積及び全部取り外し可能な壁体の第３の空白面積を含む。
The interior design violation database includes interior design error items and interior design risk items, and the automatic design module and the manual design module are completed according to the interior design violation database and the floor plan;
The floor plan includes a wall structure diagram and a water and electrical construction diagram;
The wall structure diagram includes window position information, load-bearing wall information, and non-load-bearing wall information, and the wall further includes an exterior wall and an interior wall;
Water and electrical construction drawings include water layout information and high-voltage and low-voltage circuit layout information;
The walls on both sides are defined as interior walls, and the non-load-bearing wall feature extraction feature attributes of the interior walls are all removable walls, which facilitates matching with the subsequent design module;
The wall with one side outdoors and the other indoors is an exterior wall, and the non-load-bearing wall feature extraction attribute of the interior wall is a wall body with an incomplete interior that is removable and has a thin inner side so that a niche can be opened.
The automatically designed or manually designed design drawing is compared with one-dimensional data or two-dimensional data in each dimensional plane of the floor plan corresponding to each dimensional plane of the floor plan to obtain comparison data;
The characteristic attributes and comparison data are processed correspondingly to obtain three types of situations;
In the first type, the characteristic attributes and the comparison data are completely in the interior design error item, and the item is fed back as a disallowed item;
In the second type, when the comparison data and characteristic attributes are in the interior design risk items, they are fed back to the system to make an artificial judgment decision;
In the third type, when the one-dimensional or two-dimensional numerical values of the blueprint are smaller than the dimensions corresponding to each dimension of the floor plan, it automatically draws out and presents an empty area, which includes a first empty area that is purely empty, a second empty area filled by an inner incomplete removable wall, and a third empty area filled by a fully removable wall.
上記設計システムは、
家具及び建材、モデルルーム及びモデル間取りを含む設計データベースをさらに含み、
自動設計モジュールは、ユーザの部屋を自動的に設計する時、モデルルームにおける建材をモデルルームと同じ方式でユーザの部屋に敷き貼り、人間工学に基づく設計規則に従い、モデルルームの家具をユーザの部屋に導入する。
The above design system is
Further comprising a design database including furniture and building materials, model rooms and model floor plans;
When the automatic design module automatically designs a user's room, it lays out the building materials in the model room in the user's room in the same manner as in the model room, and introduces the furniture in the model room into the user's room according to ergonomic design rules.
設計サブシステムと対話するＶＲ体験サブシステムについて、ＶＲ体験サブシステムは、ユーザがリアルタイムに設計効果を体験するために用いられ、ＶＲ体験サブシステムにおけるシーンは、設計サブシステムが計画設計した３次元モデルと同じであり、ＶＲ体験サブシステムは、
３次元デザインシーン、操作教程、環境施設データ、環境施設ピクチャ、文字、操作案内音声、設計者情報資料、設計満足度評価オプションを記憶するために用いられるデータベースサーバと、
ＶＲ端末機器に接続するために用いられるアプリケーションサーバと、
ＰＣ端末、ＶＲ端末機器にアプリケーション操作サービスを提供するために用いられるＷＥＢサーバと、
ディスプレイとクラウド側と操作側との間のデータ伝送のためのゲートウェイモジュールと、を含み、
操作側には、キーボード、マウス及びイヤホンが含まれ、
データベースサーバは、ユーザ姿勢、ユーザと環境施設との間の距離を記録し、ユーザ体験フローを記録するために用いられ、。
ゲートウェイモジュールは、ディスプレイと組み合わせて使用されるホスト内に設けられ、
データベースサーバ、アプリケーションサーバ及びＷＥＢサーバは、それぞれの仮想ホストを介してＰＣ端末を制御し、又はゲートウェイモジュールを介してＰＣ端末のホストと信号の伝送を行う。
Regarding the VR experience subsystem that interacts with the design subsystem, the VR experience subsystem is used by the user to experience the design effect in real time, and the scene in the VR experience subsystem is the same as the three-dimensional model planned and designed by the design subsystem, and the VR experience subsystem:
A database server is used for storing three-dimensional design scenes, operation instructions, environmental facility data, environmental facility pictures, characters, operation guidance voice, designer information materials, and design satisfaction evaluation options;
An application server used to connect to a VR terminal device;
a WEB server used for providing application operation services to PC terminals and VR terminal devices;
A gateway module for data transmission between the display , the cloud side, and the operation side;
The operation side includes a keyboard, mouse and earphones.
The database server is used to record the user posture, the distance between the user and the environmental facilities, and record the user experience flow .
The gateway module is provided in a host that is used in combination with the display;
The database server, application server and WEB server control the PC terminals via their respective virtual hosts, or transmit signals to and from the hosts of the PC terminals via the gateway module.
上記内装設計違反データベースは、具体的な内装設計リスク項目を含み、例えば木製キャビネットには強電が埋め込まれ、又は水道が距離密着して設計され、距離が０．５ｃｍよりも小さく、火災及び水が木製キャビネットに溢れてカビが発生するリスクが存在し、
内装設計リスク項目は、例えば設計図に片側が室外で片側の室内の非耐力壁が掘り抜かれ又は薄くにされ、その厚さが８ｃｍ（一般的な壁体は１３ｃｍを保持する）よりも小さくなることをさらに含み、
内装設計リスク項目は、例えばキャビネットが窓を遮ることをさらに含み、
内装設計エラー項目は、乾湿分離型トイレの湿った箇所（シャワーブース）に強電ソケットが存在し、外壁に透かしが入れ、強電と水道が同じ溝にあり、耐力壁が取り外されることを含む。
The interior design violation database includes specific interior design risk items, such as a wooden cabinet with a high voltage buried inside or a water supply designed to be close to each other, with the distance less than 0.5 cm, which may cause fire or water to overflow into the wooden cabinet, resulting in mold growth.
The interior design risk item further includes, for example, a design drawing showing that one side of a non-load-bearing wall is outside the building and the other side is inside the building, and the wall thickness is dug out or thinned to less than 8 cm (general walls have a thickness of 13 cm);
Interior design risk items further include, for example, cabinets blocking windows;
Interior design errors included the presence of a high-voltage socket in the wet area (shower booth) of a wet/dry separate toilet, fretwork in the exterior wall, high-voltage and water lines in the same channel, and the removal of load-bearing walls.
上記第３の種類の状況において、設計図の１次元又は２次元数値が間取り図の各次元に対応する寸法よりも小さい場合、自動的に描き出し空き面積と提示し、前記空き面積は、純粋に空きの第１の空白面積、内側不完全取り外し可能な壁体が充填した第２の空白面積及び全部取り外し可能な壁体の第３の空白面積を含む。 In the third type of situation, if the one-dimensional or two-dimensional numerical values of the design drawing are smaller than the corresponding dimensions of each dimension of the floor plan, the empty area is automatically drawn and presented, and the empty area includes the first empty area that is purely empty, the second empty area filled by the inner incomplete removable wall, and the third empty area filled by the fully removable wall.
第１の空白面積に対し、本発明は、自動的にワンキーでスマートに拡張し、システムが１次元又は２次元データにより等属性延伸を行うことができ、
システムが提示した第２の空白面積に対し、壁削りコストを支払い、拡張設計を完成し、コンピュータが内装コストを直接計算し、内装予算を容易にし、
システムが提示した第３の空白面積に対し、上記状況を考慮して壁削りコストを支払ってもよいし、内壁の全部取り外し可能な壁体を手動で除去し、内装空間構造を変更してもよい。
For the first blank area, the present invention can automatically and intelligently expand it with one key, and the system can perform equal attribute extension according to one-dimensional or two-dimensional data;
For the second vacant area presented by the system, the wall cutting cost is paid, the expansion design is completed, and the computer directly calculates the interior cost, making it easy to calculate the interior budget.
For the third blank area presented by the system, the wall cutting cost may be paid taking into consideration the above situation, or all removable walls of the interior walls may be manually removed to change the interior space structure.
ユーザが装着するために用いられる、頭部装着機器、手部機器、足部機器を含むハードウェア機器をさらに含み、
頭部装着機器は、頭部装着制御ユニット、頭部装着慣性測定ユニット、表示ユニットを含み、頭部装着慣性測定ユニットは、頭部運動データを収集するために用いられ、
手部機器は、手部運動データを収集するために用いられる手部慣性測定ユニットを含み、手部機器は、顧客がＶＲ体験を使用する時、手部による測り又は手部の伸びにより領域の空間を判断するために用いられ、
足部機器は、足部運動データを収集するために用いられる足部慣性測定ユニットを含み、足部機器は、ユーザの移動方向及び移動範囲を検出するために用いられ、それによりＶＲ機器がユーザの移動に応じてシーンを移動させることを実現する。
The device further includes hardware devices, including head-mounted devices, hand devices, and foot devices, that are adapted to be worn by a user;
The head-mounted device includes a head-mounted control unit, a head-mounted inertial measurement unit, and a display unit, the head-mounted inertial measurement unit being used to collect head movement data;
The hand device includes a hand inertial measurement unit that is used to collect hand motion data, and the hand device is used to determine the spatial location of the area by measuring with the hand or by stretching the hand when the customer uses the VR experience;
The foot device includes a foot inertial measurement unit that is used to collect foot movement data, and the foot device is used to detect the user's movement direction and range, thereby enabling the VR device to move the scene in accordance with the user's movement.
上記システムは、ＶＲ体験サブシステムによりユーザに設計された環境を直感的に感じさせ、ユーザの理解誤差による後続のリワークを回避する一方、予め設計された環境の実際データを用いて３次元モデリング設計を行うため、設計された３次元モデルに基づいて実際の住環境における施設を正確に位置決めすることができる。 The above system allows the user to intuitively feel the designed environment through the VR experience subsystem, avoiding subsequent rework due to user understanding errors, while performing 3D modeling design using actual data of the pre-designed environment, allowing facilities to be accurately positioned in the actual living environment based on the designed 3D model.
本実施例は、デジタル化に基づく住環境設計方法をさらに提供し、当該方法は、上記システムを用いて実施し、
データ入力サブシステムにより住環境データを測定し、測定データを入力するとともに、デジタル化の形式で設計サブシステムに送信するステップ１であって、
ステップ１に記載のデータ入力サブシステムによる住環境データの測定は、３次元レーザを用いて測定し、具体的な方法は、
１）３次元レーザ走査により得られた膨大な点群データを前処理して、目標領域における点群データを決定し、
２）目標領域における点群データをフロアに応じて区画して管理し、前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理し、
３）それぞれ各部屋に対応するブロック化点群データに対して各部屋の特徴情報を抽出することであるステップ１と、
設計サブシステムは、データ入力サブシステムが入力した環境データに基づいて３次元モデルを確立するステップ２と、
設計サブシステムは、確立された３次元モデルに対して初歩的な照度レンダリングを行い、それに基礎的な照度を備えさせるステップ３と、
必要な設計タイプを選択して設計を完成するステップ４であって、
間取り加入モジュールにより実際の住環境データに類似する間取りを導入し、設計データベースから条件に合致するモデル間取り及びモデルルームを選び、選択されたモデルルームに基づいてユーザ自分の部屋を自動的に設計する自動設計タイプと、
設計データベースから治具及び建材テンプレートを選んで部屋に対して手動装飾を行う手動設計タイプと、を含むステップ４と、
ユーザがＶＲ体験サブシステムのハードウェア機器を装着するとともに、設計が完成した３次元モデルをＶＲ体験サブシステムと対話させ、ユーザに設計された住環境を体験させるステップ５と、
ユーザのフィードバックに基づいて、手動設計タイプを用いて３次元モデルを修正し、２回体験を行い、ユーザが満足するまで行うステップ６と、を含む。
The present embodiment further provides a digitalized residential environment design method, the method being implemented using the above system,
Step 1: measuring living environment data by a data input subsystem, inputting the measured data, and transmitting the data in a digitalized form to a design subsystem;
The measurement of the living environment data by the data input subsystem described in step 1 is performed using a three-dimensional laser. The specific method is as follows:
1) Preprocessing the massive amount of point cloud data obtained by 3D laser scanning to determine the point cloud data in the target area;
2) dividing and managing the point cloud data in the target area according to floors, dividing rooms into the floors, and encoding and managing the room data according to an actual scene;
3) Step 1 is to extract feature information of each room from blocked point cloud data corresponding to each room;
Step 2 in which the design subsystem establishes a three-dimensional model based on the environmental data input by the data input subsystem;
Step 3, the design subsystem performs a rudimentary illumination rendering on the established 3D model to provide it with basic illumination;
A step 4 of selecting the required design type and completing the design,
An automatic design type that introduces a floor plan similar to the actual living environment data through a floor plan entry module, selects a model floor plan and model room that meets the conditions from the design database, and automatically designs the user's own room based on the selected model room;
Step 4 includes a manual design type in which a jig and building material template is selected from a design database to manually decorate the room;
Step 5: a user wears a hardware device of the VR experience subsystem and interacts with the VR experience subsystem with the completed three-dimensional model, thereby allowing the user to experience the designed living environment;
and step 6 of modifying the 3D model using manual design type based on the user's feedback and running two trials until the user is satisfied.
なお、前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理することは、具体的には、
１）目標領域の平面設計図に基づいて、目標領域における各部屋の名称を設定することと、
２）各部屋に対して最小の平面要素を分離抽出することと、
３）ツリー・ノードにより目標領域、各部屋及び部屋内の最小平面要素の構造を描画することと、を含む。
In addition, dividing the floor into rooms, encoding the room data according to the actual scene, and managing the room data are specifically as follows:
1) setting names for each room in the target area based on a floor plan of the target area;
2) Isolating and extracting the smallest planar elements for each room;
3) Drawing the structure of the target area, each room and the smallest planar elements within the room through tree nodes.
以上をまとめると、３次元レーザ走査により、高精度の被測定物体の３次元幾何情報を取得することができ、点群を容易に測定し、点群データを管理し、データにおける特徴情報を抽出し、また、設計－体験－修正の循環式設計方式により、設計後の顧客の満足度をさらに確保する。 In summary, 3D laser scanning can obtain highly accurate 3D geometric information of the object being measured, easily measure point clouds, manage point cloud data, and extract feature information from the data. In addition, the cyclical design method of design-experience-revise further ensures customer satisfaction after design.
最後に、以上に記載したのは、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、前記実施例を参照して本発明について詳細に説明したが、当業者であれば、依然として前記各実施例に記載の技術的解決手段を修正することができ、又はその中の一部の技術的特徴を均等置換することができ、本発明の精神と原則内で、行われた任意の修正、均等置換、改善などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。 Finally, what has been described above is merely a preferred embodiment of the present invention, and is not intended to limit the present invention. Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, those skilled in the art may still modify the technical solutions described in the above embodiments, or may equivalently replace some of the technical features therein. Any modifications, equivalent replacements, improvements, etc. made within the spirit and principles of the present invention should all be included in the protection scope of the present invention.
Claims (8)
予め設計された環境のデータを測定及び収録するために用いられるデータ入力サブシステムと、
前記データ入力サブシステムと対話する設計サブシステムであって、データ入力サブシステムが伝送したデータを受信した後、当該データを利用して３次元モデルを確立し、当該３次元モデルを基礎とすることで計画設計を行う設計サブシステムと、
前記設計サブシステムと対話するＶＲ体験サブシステムであって、ユーザがリアルタイムに設計効果を体験するために用いられ、前記ＶＲ体験サブシステムにおけるシーンは、前記設計サブシステムが計画設計した３次元モデルと同じであるＶＲ体験サブシステムと、を含み、
前記データ入力サブシステム、前記設計サブシステム及び前記ＶＲ体験サブシステムの運行画面は、前記ＰＣ端末のディスプレイにより表示され、
前記デジタル化に基づく住環境設計システムに対応するアプリケーションソフトウェアは、クラウド側に格納されており、
前記ＶＲ体験サブシステムは、
３次元デザインシーン、操作教程、環境施設データ、環境施設ピクチャ、文字、操作案内音声、設計者情報資料、設計満足度評価オプションを記憶するために用いられるデータベースサーバと、
ＶＲ端末機器に接続するために用いられるアプリケーションサーバと、
前記ＰＣ端末、ＶＲ端末機器にアプリケーション操作サービスを提供するために用いられるＷＥＢサーバと、
前記ディスプレイと前記クラウド側と操作側との間のデータ伝送のためのゲートウェイモジュールと、を含み、
前記操作側には、キーボード、マウス及びイヤホンが含まれ、
前記データベースサーバは、ユーザ姿勢、ユーザと環境施設との間の距離を記録し、ユーザ体験フローを記録するために用いられ、
前記ゲートウェイモジュールは、前記ディスプレイと組み合わせて使用されるホスト内に設けられ、
前記データベースサーバ、前記アプリケーションサーバ及び前記ＷＥＢサーバは、それぞれの仮想ホストを介して前記ＰＣ端末を制御し、又は前記ゲートウェイモジュールを介して前記ＰＣ端末のホストと信号の伝送を行い、
前記データ入力サブシステムは、
入力テンプレートを記憶するために用いられる記憶モジュールであって、各タイプの入力シートは、入力テンプレートとマッチングし、各前記入力シートは、いくつかのタイプの入力フィールドを含み、各入力フィールドは、相応のデータを記入するために用いられ、前記入力テンプレートは、マッチングする入力シートにおける全ての入力フィールド及び入力規則を含み、前記入力規則は、前記入力シートにおける各タイプの入力フィールドの入力方式を含み、前記入力方式は、人工入力方式、画像認識方式、又は人工入力と画像認識を結合する入力方式である記憶モジュールと、
入力シートの画像及び入力シートのタイプを含む入力タスクを受信するために用いられる受信モジュールと、
前記入力シートのタイプに応じて予め設定された数量に基づいて前記入力タスクをパッケージングしてタスクパケットを形成するために用いられ、各前記タスクパケットにおける入力タスクの入力シートのタイプは、同じであるタスクパケット生成モジュールと、
各前記タスクパケットにおける前記入力シートのタイプに基づいて前記記憶モジュールにおけるそれとマッチングする前記入力テンプレートを照会するために用いられる照会モジュールと、
前記入力シートにおける入力フィールドのタイプ及び入力方式に応じて各前記タスクパケットにおける入力シートをいくつかのタイプの入力項目に分割し、前記入力項目のタイプに応じて各前記タスクパケットにおける全ての入力シートの入力項目を区画していくつかの分配タスクを形成し、各前記分配タスクは、１つのタイプの入力項目に対応し、各タイプの前記入力項目は、少なくとも１つのタイプの入力フィールドに対応し且つ入力方式が同じであり、前記分配タスクは、前記対応する入力フィールドにおけるデータを入力しようとすることを表示するために用いられる分割モジュールと、を含むことを特徴とするデジタル化に基づく住環境設計システム。 A digitalized residential environment design system that is installed and executed on a PC terminal,
a data entry subsystem used to measure and record data of a pre-designed environment;
a design subsystem that interacts with the data input subsystem, the design subsystem receiving the data transmitted by the data input subsystem, establishing a three-dimensional model using the received data, and carrying out a planning design based on the three-dimensional model;
a VR experience subsystem that interacts with the design subsystem, the VR experience subsystem being used by a user to experience design effects in real time, the scene in the VR experience subsystem being the same as the three-dimensional model planned and designed by the design subsystem;
The operation screens of the data input subsystem, the design subsystem, and the VR experience subsystem are displayed on the display of the PC terminal;
The application software corresponding to the digitalized living environment design system is stored on the cloud side ,
The VR experience subsystem includes:
A database server is used for storing three-dimensional design scenes, operation instructions, environmental facility data, environmental facility pictures, characters, operation guidance voice, designer information materials, and design satisfaction evaluation options;
An application server used to connect to a VR terminal device;
A WEB server used to provide application operation services to the PC terminal and the VR terminal device;
A gateway module for data transmission between the display, the cloud side, and the operation side;
The operating side includes a keyboard, a mouse and an earphone;
The database server is used to record a user's posture, a distance between the user and an environmental facility, and record a user experience flow;
the gateway module is provided within a host used in combination with the display;
The database server, the application server, and the WEB server control the PC terminal via their respective virtual hosts, or transmit signals to and from the host of the PC terminal via the gateway module;
The data entry subsystem includes:
a storage module used for storing an input template, where each type of input sheet is matched with an input template, each of the input sheets includes several types of input fields, and each input field is used to fill in corresponding data, the input template includes all the input fields and input rules in the matching input sheet, the input rules include an input method for each type of input field in the input sheet, and the input method is an artificial input method, an image recognition method, or an input method combining artificial input and image recognition;
a receiving module used to receive an input task including an image of an input sheet and a type of the input sheet;
a task packet generating module for packaging the input tasks to form task packets based on a quantity preset according to the type of the input sheet, where the input tasks in each task packet have the same input sheet type;
a lookup module used to look up the input template in the storage module that matches the type of the input sheet in each of the task packets;
a division module used to divide the input sheets in each of the task packets into several types of input items according to the types and input methods of the input fields in the input sheets, and to partition the input items of all the input sheets in each of the task packets according to the types of the input items to form several distribution tasks, each of the distribution tasks corresponding to one type of input item, each type of the input items corresponding to at least one type of input field and having the same input method, and a division module used to display that data is to be entered in the corresponding input field.
環境データを測定するために用いられるデータ測定ユニットをさらに含み、前記データ測定ユニットは、
３次元レーザ走査により得られた膨大な点群データを前処理して、目標領域における点群データを決定するために用いられる前処理モジュールと、
目標領域における点群データをフロアに応じて区画して管理し、各フロアを１つの管理ユニットとし、さらに前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理するために用いられる区画モジュールと、
それぞれ各部屋に対応するブロック化点群データに対して各フロアにおける各部屋の特徴情報を抽出するために用いられる抽出モジュールと、
各フロアにおける各部屋の特徴情報を出力するために用いられる出力モジュールと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル化に基づく住環境設計システム。 The data entry subsystem includes:
The present invention further includes a data measurement unit used to measure environmental data, the data measurement unit comprising:
A pre-processing module is used for pre-processing the massive point cloud data obtained by the 3D laser scanning to determine the point cloud data in the target area;
A partition module is used to partition and manage the point cloud data in the target area according to floors, each floor being a management unit, and further partition rooms on the floor, and encode and manage the room data according to an actual scene;
an extraction module for extracting feature information of each room on each floor from the blocked point cloud data corresponding to each room;
2. The digital-based residential environment design system according to claim 1, further comprising: an output module used for outputting characteristic information of each room on each floor.
間取り加入モジュール、自動設計モジュール、手動設計モジュール、仮想現実シーン生成モジュール、バックグラウンド管理モジュール及び内装設計違反データベースを含み、
前記間取り加入モジュールは、ユーザが導入した間取り図を認識するために用いられ、間取り加入モジュールにより、ユーザ自分の間取りにおける各部屋の情報を取得し、
前記自動設計モジュールは、ユーザが設定した間取り図に基づいて、条件に合致するモデル間取り及びモデルルームを選び、選択されたモデルルームに基づいてユーザ自分の部屋を自動的に設計し、
前記手動設計モジュールに複数の設計用施設が設置され、ユーザは、好みに応じて治具及び建材テンプレートを選んで部屋を装飾し、
前記内装設計違反データベースは、内装設計エラー項目及び内装設計リスク項目を含み、前記自動設計モジュール及び手動設計モジュールは、内装設計違反データベース及び間取り図に基づいて完成し、
前記間取り図は、壁体構造図及び水道と電気施工図を含み、
前記壁体構造図は、窓位置情報、耐力壁情報及び非耐力壁情報を含み、壁体は、外壁及び内壁をさらに含み、
水道と電気施工図は、水道レイアウト情報及び強電弱電回路レイアウト情報を含み、
両側がいずれも室内のものが内壁と定義され、内壁の非耐力壁特徴抽出特徴属性は、全部取り外し可能な壁体であり、後続の設計モジュールとのマッチングを容易にし、
片側が室外で片側が室内のものは外壁であり、内壁の非耐力壁特徴抽出属性は、内側が薄くなり、壁龕などが開けられる内側不完全取り外し可能な壁体であり、
前記自動設計又は手動設計された設計図面は、各次元平面において前記間取り図の対応する各次元平面と１次元データ又は２次元データを比較し、比較データを取得し、
特徴属性及び比較データに対応的処理を行い、３種類の状況を取得し、
第１の種類において、特徴属性及び比較データが完全に内装設計エラー項目にあり、不許可項目とフィードバックし、
第２の種類において、比較データ及び特徴属性が内装設計リスク項目にある場合、システムにフィードバックして人工判断決定を行い、
第３の種類において、設計図の１次元又は２次元数値が間取り図の各次元に対応する寸法よりも小さい場合、自動的に描き出し空き面積と提示し、前記空き面積は、純粋に空きの第１の空白面積、内側不完全取り外し可能な壁体が充填した第２の空白面積及び全部取り外し可能な壁体の第３の空白面積を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル化に基づく住環境設計システム。 The design subsystem includes:
Including a floor plan entry module, an automatic design module, a manual design module, a virtual reality scene generation module, a background management module and an interior design violation database;
The floor plan entry module is used to recognize the floor plan introduced by the user, and obtains information of each room in the user's own floor plan through the floor plan entry module;
The automatic design module selects a model floor plan and a model room that meet the conditions based on the floor plan set by the user, and automatically designs the user's own room based on the selected model room;
A plurality of design facilities are provided in the manual design module, and the user can select fixtures and building material templates according to his/her preferences to decorate the room;
The interior design violation database includes interior design error items and interior design risk items, and the automatic design module and the manual design module are completed according to the interior design violation database and the floor plan;
The floor plan includes a wall structure diagram and a water and electrical construction diagram;
The wall structure diagram includes window position information, load-bearing wall information, and non-load-bearing wall information, and the wall further includes an exterior wall and an interior wall;
Water and electrical construction drawings include water layout information and high-voltage and low-voltage circuit layout information;
The walls on both sides are defined as interior walls, and the non-load-bearing wall feature extraction feature attributes of the interior walls are all removable walls, which makes it easier to match with the subsequent design modules.
The wall with one side outdoors and the other indoors is an exterior wall, and the non-load-bearing wall feature extraction attribute of the interior wall is a wall body with an incomplete interior that is removable and has a thin inner side so that a niche can be opened.
The automatically designed or manually designed design drawing is compared with one-dimensional data or two-dimensional data in each dimensional plane of the floor plan corresponding to each dimensional plane of the floor plan to obtain comparison data;
The characteristic attributes and comparison data are processed correspondingly to obtain three types of situations;
In the first type, the characteristic attributes and the comparison data are completely in the interior design error item, and the item is fed back as a disallowed item;
In the second type, when the comparison data and characteristic attributes are in the interior design risk items, they are fed back to the system to make an artificial judgment decision;
In the third type, when the one-dimensional or two-dimensional values of the blueprint are smaller than the dimensions corresponding to each dimension of the floor plan, the empty area is automatically drawn and presented, and the empty area includes a first empty area which is purely empty, a second empty area which is filled by the inner incomplete removable wall, and a third empty area which is filled by the whole removable wall;
2. A digital-based residential environment design system according to claim 1.
家具及び建材、モデルルーム及びモデル間取りを含む設計データベースをさらに含み、
前記自動設計モジュールは、ユーザの部屋を自動的に設計する時、モデルルームにおける建材をモデルルームと同じ方式でユーザの部屋に敷き貼り、人間工学に基づく設計規則に従い、モデルルームの家具をユーザの部屋に導入する、
ことを特徴とする請求項３に記載のデジタル化に基づく住環境設計システム。 The digitalized residential environment design system includes:
Further comprising a design database including furniture and building materials, model rooms and model floor plans;
When the automatic design module automatically designs the user's room, it lays out the building materials in the model room in the same manner as in the model room, and introduces the furniture in the model room into the user's room according to ergonomic design rules.
4. A digital-based residential environment design system according to claim 3 .
ユーザが装着するために用いられる、頭部装着機器、手部機器、足部機器を含むハードウェア機器をさらに含み、
前記頭部装着機器は、頭部装着制御ユニット、頭部装着慣性測定ユニット、表示ユニットを含み、前記頭部装着慣性測定ユニットは、頭部運動データを収集するために用いられ、
前記手部機器は、手部運動データを収集するために用いられる手部慣性測定ユニットを含み、
前記足部機器は、足部運動データを収集するために用いられる足部慣性測定ユニットを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル化に基づく住環境設計システム。 The VR experience subsystem includes:
The device further includes hardware devices, including head-mounted devices, hand devices, and foot devices, that are adapted to be worn by a user;
the head-mounted device includes a head-mounted control unit, a head-mounted inertial measurement unit, and a display unit, the head-mounted inertial measurement unit being used to collect head movement data;
the hand device includes a hand inertial measurement unit used to collect hand motion data;
the foot device includes a foot inertial measurement unit used to collect foot motion data;
2. A digital-based residential environment design system according to claim 1.
データ入力サブシステムにより住環境データを測定し、測定データを入力するとともに、デジタル化の形式で設計サブシステムに送信するステップ１と、
設計サブシステムは、データ入力サブシステムが入力した環境データに基づいて３次元モデルを確立するステップ２と、
設計サブシステムは、確立された３次元モデルに対して初歩的な照度レンダリングを行い、それに基礎的な照度を備えさせるステップ３と、
必要な設計タイプを選択して設計を完成するステップ４であって、
間取り加入モジュールにより実際の住環境データに類似する間取りを導入し、設計データベースから条件に合致するモデル間取り及びモデルルームを選び、選択されたモデルルームに基づいてユーザ自分の部屋を自動的に設計する自動設計タイプと、
設計データベースから治具及び建材テンプレートを選んで部屋に対して手動装飾を行う手動設計タイプと、を含むステップ４と、
ユーザがＶＲ体験サブシステムのハードウェア機器を装着するとともに、設計が完成した３次元モデルをＶＲ体験サブシステムと対話させ、ユーザに設計された住環境を体験させるステップ５と、
ユーザのフィードバックに基づいて、手動設計タイプを用いて３次元モデルを修正し、２回体験を行い、ユーザが満足するまで行うステップ６と、を含む、
ことを特徴とするデジタル化に基づく住環境設計方法。 A method for using the design system according to any one of claims 1 to 5, comprising the steps of:
Step 1: measuring living environment data by a data input subsystem, inputting the measured data, and transmitting the data in a digital form to a design subsystem;
Step 2 in which the design subsystem establishes a three-dimensional model based on the environmental data input by the data input subsystem;
Step 3, the design subsystem performs a rudimentary illumination rendering on the established 3D model to provide it with basic illumination;
A step 4 of selecting the required design type and completing the design,
An automatic design type that introduces a floor plan similar to the actual living environment data through a floor plan entry module, selects a model floor plan and model room that meets the conditions from the design database, and automatically designs the user's own room based on the selected model room;
Step 4 includes a manual design type in which a jig and building material template is selected from a design database to manually decorate the room;
Step 5: a user wears a hardware device of the VR experience subsystem and interacts with the VR experience subsystem with the completed three-dimensional model, thereby allowing the user to experience the designed living environment;
Step 6: based on the user's feedback, modify the 3D model using manual design type, and perform two trials until the user is satisfied.
A method for designing a living environment based on digitalization.
１）３次元レーザ走査により得られた膨大な点群データを前処理して、目標領域における点群データを決定し、
２）目標領域における点群データをフロアに応じて区画して管理し、前記フロアに部屋を区画し、部屋データを実際のシーンに従って符号化して管理し、
３）それぞれ各部屋に対応するブロック化点群データに対して各フロアにおける各部屋の特徴情報を抽出することである、
ことを特徴とする請求項６に記載のデジタル化に基づく住環境設計方法。 The measurement of the living environment data by the data input subsystem described in step 1 is performed using a three-dimensional laser. The specific method is as follows:
1) Preprocessing the massive amount of point cloud data obtained by 3D laser scanning to determine the point cloud data in the target area;
2) dividing and managing the point cloud data in the target area according to floors, dividing rooms into the floors, and encoding and managing the room data according to an actual scene;
3) Extracting feature information of each room on each floor from the blocked point cloud data corresponding to each room;
7. The method for designing a living environment based on digitization according to claim 6.
１）目標領域の平面設計図に基づいて、目標領域における各部屋の名称を設定することと、
２）各部屋に対して最小の平面要素を分離抽出することと、
３）ツリー・ノードにより目標領域、各部屋及び部屋内の最小平面要素の構造を描画することと、を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のデジタル化に基づく住環境設計方法。 Specifically, dividing the floor into rooms and encoding and managing the room data according to an actual scene includes the following steps:
1) setting names for each room in the target area based on a floor plan of the target area;
2) Isolating and extracting the smallest planar elements for each room;
3) drawing the structure of the target area, each room and the smallest planar element within the room by tree nodes;
8. The method for designing a living environment based on digitization according to claim 7.
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