CN103049614A - 一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于智慧楼宇和地理信息科学技术领域，提供了一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法、装置，所述方法包括：构建基于地理信息***的智慧楼宇面向对象的数据模型；以智慧楼宇的面向对象数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成三维模型；根据三维模型确定建筑实例的目标区域；结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到目标区域中的声波运动轨迹；如果声波运动轨迹没有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。本发明，对现实楼宇中各种物体优化组合的结果进行声波运动轨迹的模拟和分析以此来选择最优的物体组合，从而满足智慧楼宇建设的需要。

Description

一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法、装置

技术领域

本发明属于智慧楼宇和地理信息科学技术领域，尤其涉及一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法、装置。

背景技术

智慧楼宇是指以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络***，集结构、***、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。其构建过程分为设计、施工、安装三个过程，其中，设计阶段是智慧楼宇构建这三个过程的基础，该阶段的设计图纸和分析结果是智慧楼宇构建的总指导和总依据。

然而，目前所建成的智慧楼宇大多数都是在传统楼宇设施的基础上机械的添加一些楼宇自动化的设备，很难满足智慧楼宇定义中所描述的安全、高效、舒适、便利的要求。究其原因主要是因为，目前在智慧楼宇构建过程的设计阶段依赖于利用传统的点线面等几何图形进行组合拼接以此来进行设计图纸的设计。由于这些几何图形不具备面向对象性，即无法具备现实楼宇中各种物体的功能以及属性，因此无法对建筑的声波运动轨迹进行分析并以此来判断对智慧楼宇的设计结果是否符合智慧楼宇的标准。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法、装置，旨在解决现有技术无法对建筑的声波运动轨迹进行分析，并以此来判断对智慧楼宇的设计结果是否符合智慧楼宇的标准的问题。

一方面，提供一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法，所述方法包括：

构建基于地理信息***的智慧楼宇面向对象的数据模型；

以所述智慧楼宇的面向对象数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成所述建筑实例的三维模型；

根据所述三维模型确定所述建筑实例的目标区域；

结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹；

判断所述声波运动轨迹是否有遮挡；

如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

进一步地，所述数据模型包括实体对象模型，与所述实体对象模型对应的空间几何信息、非几何属性和实体空间关系。

进一步地，所述以所述智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模具体包括：

确定所述智慧楼宇中房间的数量及组成关系；

逐一为每个房间进行三维建模；

将建模好的各个房间进行组合并建立实体空间关系。

进一步地，所述逐一为每个房间进行三维建模具体为：逐一为每个房间中的门、窗、墙体、楼板进行三维建模。

进一步地，所述影响声波运动轨迹的参数包括所述目标区域的体积、声源位置、声源频率、反射次数、辐射方式、起始角。

进一步地，不断调整声源位置参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

进一步地，所述结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹具体为：

A、以声源坐标为起点、起始角为方向角做一条射线；

B、计算所述射线与建筑内部的第一个交点和反射角；

C、以所述交点为起点重复步骤A和步骤B，直至满足预设的反射次数的要求。

另一方面，提供一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置，所述装置包括：

数据模型构建单元，用于构建基于地理信息***的智慧楼宇面向对象的数据模型；

三维模型生成单元，用于以所述智慧楼宇的面向对象数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成所述建筑实例的三维模型；

目标区域确定单元，用于根据所述三维模型确定所述建筑实例的目标区域；

声波运动轨迹计算单元，用于结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹；

声波运动轨迹判断单元，用于判断所述声波运动轨迹是否有遮挡；

参数调整单元，用于如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

进一步地，所述数据模型包括实体对象模型，与所述实体对象模型对应的空间几何信息、非几何属性和实体空间关系；所述三维模型生成单元包括：

关系确定模块，用于确定所述智慧楼宇中房间的数量及组成关系；

房间建模模块，用于逐一为每个房间进行三维建模；

实体关系建立模块，用于将建模好的各个房间进行组合并建立实体空间关系。

进一步地，所述房间建模模块逐一为每个房间中的门、窗、墙体、楼板进行三维建模。

进一步地，所述影响声波运动轨迹的参数包括所述目标区域的体积、声源位置、声源频率、反射次数、辐射方式、起始角；所述参数调整单元不断调整声源位置参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

进一步地，所述声波运动轨迹计算单元，用于依次执行步骤A、步骤B、步骤C；

其中，步骤A、以声源坐标为起点、起始角为方向角做一条射线；

步骤B、计算所述射线与建筑内部的第一个交点和反射角；

步骤C、以所述交点为起点重复步骤A和步骤B，直至满足预设的反射次数的要求。

在本发明实施例，以GIS技术为基础，构建智慧楼宇面向对象的数据模型，以所述智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成所述建筑实例的三维模型，根据所述三维模型确定所述建筑实例的目标区域，结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹，判断所述声波运动轨迹是否有遮挡，如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。实现了在智慧楼宇设计过程中，对现实楼宇中各种物体优化组合的结果进行声波运动轨迹的模拟和分析以此来选择最优的物体组合，从而满足智慧楼宇建设的需要。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例一提供的智慧楼宇的总体模型示意图；

图3是本发明实施例一提供的智慧楼宇面向对象的数据模型示意图；

图4a、4b、4c、4d、4e分别是本发明实施例一提供的智慧楼宇面向对象的数据模型实例示意图；

图5是本发明实施例一提供的建立墙体的四个区域点坐标的界面示意图；

图6是本发明实施例一提供的通过图5建立的墙体的三维结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的建立的墙体、屋顶的三维结构示意图；

图8是本发明实施例一提供的设置窗户参数的界面示意图；

图9是本发明实施例一提供的设置屋顶的材质参数的界面示意图；

图10是本发明实施例一提供的设置墙体的材质参数的界面示意图；

图11是本发明实施例一提供的设置窗户的材质参数的界面示意图；

图12是本发明实施例一提供的建立好的智慧楼宇的三维模型示意图；

图13a是本发明实施例一提供的声源位置的设置示意图；

图13b是本发明实施例一提供的声源位置的设置结果示意图；

图14是本发明实施例一提供的声波频率、反射次数的设置示意图；

图15是本发明实施例一提供的起始角的设置示意图；

图16是本发明实施例一提供的计算声波运动轨迹的过程的流程图；

图17是本发明实施例二提供的控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，以GIS技术为基础，构建智慧楼宇面向对象的数据模型，以智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成建筑实例的三维模型，根据三维模型确定建筑实例的目标区域，结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到目标区域中的声波运动轨迹，判断该声波运动轨迹是否有遮挡，如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，构建基于GIS的智慧楼宇面向对象的数据模型。

地理信息***（Geographic Information System，GIS）作为一种对现实世界进行面向对象的建模、模拟、分析的技术，可以弥补了目前智慧楼宇构建设计过程中的不足，实现整个建筑环境的模拟和分析。

GIS是专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息***，它既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的工具，也是一门关于空间信息处理分析的科学技术。就GIS的工具特性而言，它为人们采用数字形式表示和分析现实空间世界提供了一系列空间操作和分析的功能，包括综合地存储管理人们研究和解决空间问题所需的各种空间数据；根据用户的要求查询有关的空间分布信息，进行各种统计量算、列表制图；根据规划、管理、生产的需要，进行多因素的综合研究、决策方案的模拟优化等。

在GIS中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。对现实世界对象的抽象过程通常认为有9个层次，这九个层次之间通过8个接口连接，定义了从现实世界到地理要素集合世界的转换模型。这9个层次依次为现实世界（RealWorld）、概念世界（Conceptual World）、地理空间世界（Geospatial World）、尺度世界（Dimensional World）、项目世界（Project World）、点世界（Points World）、几何体世界（Geometry World）、地理要素世界（Feature World）以及要素集合世界（Feature Collection World）。连接这九个层次的8个接口分别为认识（Epistemic）接口、GIS学科（GIS Discipline）接口、局部测度（Local Metric）接口、信息团体（Community）接口、空间参照系（Spatial Reference）接口、几何体结构接口、要素结构接口及项目结构接口。其中前五个模型是对现实世界的抽象，并不在计算机软件中被实现；后四个模型是关于真实世界的数学的和符号化的模型，将在软件中被实现。

智慧楼宇面向对象的数据模型所表达的现实世界中的楼宇实体是经过模型抽象的实质性内容，智慧楼宇的总体模型如图2所示。

具体的建立的智慧楼宇面向对象的数据模型如图3所示，主要包括三方面的内容：

（1）、空间几何信息

即几何坐标集合，标识楼宇中各个物体的空间位置，如经纬度、平面直角坐标及坐标等，其几何图形表现为点对象、线对象和面对象等三种类型。

1.1点对象

点是有特定的位置，维数为零的物体，包括：

．点实体（Point Entity）：用来代表一个实体；

．注记点：用于定位注记；

．内点（Label Point）：用于记录多边形的属性，存在于多边形内；

．结点（节点）（Node）：表示线的终点和起点；

．角点（Vertex）：表示线段和弧段的内部点。

1.2线对象

线对象是智慧楼宇的面向对象的数据模型中非常常用的维度为1的空间组分，表示对象和它们边界的空间属性，由一系列坐标表示，其中，线对象的几何属性包括：

．长度：从起点到终点的总长；

．弯曲度：用于表示像建筑屋顶的弯曲的程度；

．方向：用于表示供水管线的水流方向。

线对象的几何实体包括线段、边界、链、弧段、网络等。

1.3面对象

面对象是智慧楼宇的面向对象的数学模型中维度为2的空间组分。

面状实体，是对墙体、地板等一类现象的描述。通常在数据库中由一封闭曲线加内点来表示。面状实体有如下空间特性（面对象的几何属性包括）：

．面积；

．周长；

.形状;

．独立性或与其它的地物相邻性，如墙体及其周边地板或屋顶；

．重叠性与非重叠性，如屋顶上灯光的照明范围、空调***的换气范围等都有可能出现交叉重叠现象，停车场的各个车位一般说来相邻但不会出现重叠。

（2）、实体空间关系

实体空间关系通常包括：度量关系，如两个物体之间的距离远近；方位关系，定义了两个物体之间的方位；拓扑关系，定义了物体之间连通、邻接等关系。

2.1度量关系

基本空间对象度量关系包含点/点、点/线、点/面、线/线、线/面、面/面之间的距离。根据这些基本关系可完成如墙体与临近物体的角度、倾向、方位、面积、体积、照明辐射度、路径通达性等参数。此外在基本空间对象之间关系的基础上，可构造出点群、线群、面群之间的度量关系。例如，在已知点/线拓扑关系与点/点度量关系的基础上，可求出点/点间的最短路径、最优路径、服务范围等；已知点、线、面度量关系，进行距离量算、邻近分析、聚类分析、缓冲区分析、泰森多边形分析等。

2.2方位关系

方位关系，它定义了物体之间的方位，如“电梯在办公室的西北方向”就描述了方位关系。为了定义目标之间的方位关系，首先定义点目标之间的关系。给定定位参考，即相互垂直的X、Y坐标轴，方向关系的定义采用垂直于坐标轴的直线为参考。令Pi为目标P的点(P为原目标)，Qj为目标Q的点(Q为参考目标)，X(Pi)与Y(Pi)函数返回点Pi的X、Y坐标。则P与Q在二维空间中具有以下8种可能关系，并提供了一个完整的关系覆盖。这些关系定义为：

Restricted_East(Pi，Qj)=X(Pi)＞X(Qj)And Y(Pi)=Y(Qj)

Restricted_South(Pi，Qj)=X(Pi)=X(Qj)And Y(Pi)＜Y(Qj)

Restricted_West(Pi，Qj)=X(Pi)＜X(Qj)And Y(Pi)=Y(Qj)

Restricted_North(Pi，Qj)=X(Pi)=X(Qj)And Y(Pi)＞Y(Qj)

North_West(Pi，Qj)=X(Pi)＜X(Qj)And Y(Pi)＞Y(Qj)

North_East(Pi，Qj)=X(Pi)＞X(Qj)And Y(Pi)＞Y(Qj)

South_West(Pi，Qj)=X(Pi)＜X(Qj)And Y(Pi)＜Y(Qj)

South_East(Pi，Qj)=X(Pi)＞X(Qj)And Y(Pi)＜Y(Qj)

以上8种关系通过点的投影可以精确判断。如有任意两点，上述8种关系必有一种满足。而且，这些关系具有传递性，另外一些关系可进行相互转换(如North_East(PI，QJ)South_West(QI，PJ)，通过对上述8种关系进行扩充，可得出另外4种方向关系，即：

East(Pi，Qj)=North_East(Pi，Qj)Or Restricted_East(Pi，Qj)Or South_East(Pi，Qj)

South(Pi，Qj)=South_West(Pi，Qj)Or Restricted_South(Pi，Qj)OrSouth_East(Pi，Qj)

West(Pi，Qj)=North_West(Pi，Qj)Or Restricted_West(Pi，Qj)Or South_West(Pi，Qj)

North(Pi，Qj)＝North_West(Pi，Qj)Or Restricted_North(Pi，Qj)OrNorth_East(Pi，Qj)

以点目标之间的方向关系为基础，其余目标之间的方向关系可类似定义。

2.3拓扑关系

拓扑关系是智慧楼宇的面向对象的数据模型中最基本的空间关系，对其可做如下数学定义：设有现实世界中的两个简单实体A、B，B(A)、B(B)表示A、B的边界，I(A)、I(B)表示A、B的内部，E(A)、E(B)表示A、B余，因此可构造出一个由边界、内部、余的点集组成的9-交空间关系模型(9-Intersection Model，9-IM)如表1所示：

B(A)∩B(B)

B(A)∩I(B)

B(A)∩E(B)

I(A)∩B(B)	I(A)∩I(B)	I(A)∩E(B)
			E(A)∩B(B)	E(A)∩I(B)	E(A)∩E(B)

表1

对于该矩阵中的每一元素，都有“空”与“非空”两种取值，9个元素总共可产生512种情形。

智慧楼宇的面向对象的数据模型中的拓扑关系包括了点、线（或弧）、多边形（区域）之间的拓扑关系，其具体描述如下：

1）点点拓扑关系

相合、相离。

2）点线拓扑关系

相交；

点在线上：可以计算点的性质，如拐点等；

线的端点：起点和终点；

线的交点；

相离：点与线分离，可计算点到线的距离。

3）点面拓扑关系

在内部：

点在区域内，可以记数和统计；

点为区域的几何中心；

点为区域的空间重心；

在边界：点在区域的边界上；

在外部：点在区域外部。

4）线线拓扑关系

重合；

相接：首尾环接或顺序相接；

相交；

并行；

相切；

相离。

5）线面拓扑关系

包含：区域包含线，可计算区域内线的密度；

相交；

穿过:线穿过区域；

相离：线与区域分离。

6）面面拓扑关系

包含：如岛的情形；

相合；

相交：可以划分子区，并计算逻辑与、或、非和异或；

相邻：计算相邻边界的性质和长度；

相离：计算距离、引力等。

3、非几何属性：与几何位置无关的属性

即通常所说的非几何属性或简称属性，是指实体固有的非几何属性变量。属性分为定性和定量的两种，前者包括名称、类型、特性等，后者包括数量和等级；定性描述的属性如建筑材料类型等，定量的属性如建筑材料的导热系数等。非几何属性一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计得到。任何实体至少有一个属性，而智慧楼宇的面向对象的数据模型的分析、检索和表示主要是通过属性的操作运算实现的，因此，属性的分类***、量算指标对智慧楼宇的功能有较大的影响。

根据图2所示的智慧楼宇的总体模型以及图3所示的智慧楼宇面向对象的数据模型构建智慧楼宇面向对象的数据模型实例，构建的智慧楼宇面向对象的数据模型实例如图4a、4b、4c、4d和4e所示，其中，智慧楼宇包括1至N个房间，每个房间均包括门、窗、墙体和楼板，每个房间的门、窗、墙体和楼板分别作为GIS的现实世界的一个实体对象模型；其中，每个实体对象模型均包括空间几何信息、非几何属性和实体空间关系。

在步骤S102中，以智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成建筑实例的三维模型。

本实施例中的三维建模是以步骤S101构建的智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行智慧楼宇的三维建模，其流程为：首先确定智慧楼宇中房间的数量及组成关系，然后逐一为每个房间进行建模，包括墙体、窗、门、楼板的构建等等，最后将建模好的各个房间进行组合并建立空间实体关系，以此完成整个智慧楼宇的三维建模。

下面就以用于音乐用途的房间，小型音乐厅的三维构建过程为实例来说明智慧楼宇三维模型的建模过程。

3.1建立墙体和屋顶。

首先输入墙体的四个区域点坐标，如图5所示，形成的墙体的三维结构如图6所示，在东侧墙体顶端线段任意一点单击鼠标左键添加一个新节点，输入dX=15400，dY=11300，dZ=4511。同样在西侧的墙体上插上一个新节点，输入dX=11900，dY=11300，dZ=4511。然后连接两个节点，这样墙体和屋顶便形成了，如图7所示，为墙体、屋顶的三维结构示意图。

3.2建立窗户。

首先选择墙体，然后选择***窗户对象，并设置其宽度和高度，如图8所示，为窗户参数的设置示意图。

3.3设置房间非几何属性。

在本实施例中，选择设置屋顶、墙体和窗户的材质。

首先设置屋顶的材质，如图9所示，为屋顶的材质参数的设置示意图，在图9中，首先在左侧屋顶的列表中选取粘土砖瓦的材质，然后对右下角的反射属性进行设置。

其次我们设置墙体的材质，如图10所示为墙体的材质参数的设置示意图，在图10中，首先在左侧墙体的列表中选取砖木结构的材质，然后对右下角的反射属性进行设置。

最后设置窗户的材质，如图11所示，为窗户的材质参数的设置示意图，在图11中，首先在左侧窗户的列表中选取铝合金单层玻璃的材质，并设置其透明度，然后对右下角的反射属性进行设置。

完成了单个房间的构建，剩下的工作就是重复性的逐一为每个房间进行建模，最后形成整个智慧楼宇的三维模型，如图12所示。

在步骤S103中，根据三维模型确定建筑实例的目标区域。

在本实施例中，确定建筑实例的目标区域，计算并显示该目标区域的体积。将图12中的整个智慧楼宇的三维模型作为建筑实例的目标区域。

在步骤S104中，结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到目标区域中的声波运动轨迹。

在本实施例中，预先构建的声波线传播数学模型与光线相类似，声波线在传播过程中也遵循反射定律，即入射线、反射线和表面法线位于同一平面内，入射角等于反射角。即①反射光线与入射光线同在入射面内。②反射角等于入射角，即θi=θr。

影响声波运动轨迹的参数包括目标区域的体积、声源位置、声源频率、反射次数、辐射方式、起始角等。

在本实施例，首先设置声源位置、声波频率、反射次数。声源位置的值，设置示意图如图13a所示，其设置结果如图13b中的坐标中的十字星所示。如果要调整声源位置，可分别点击X键、Y键、Z键，使声源物体向X轴、Y轴、Z轴正向或负向微移。一般情况下对于小型音乐厅来说，声源位于舞台大幕线后2-3m处，距舞台面高度为1.5m。

其次设置声波频率、反射次数的值，设置示意图如图14所示。

再次设置起始角的值，这里的起始角主要是指声源与X、Y、Z轴之间的夹角，一般的情况下对于小型音乐厅来说，起始角为45度、45度、45度，设置示意图如图15所示。

最后，利用上述参数的值，结合预设的声波线传播数学模型计算该目标区域的声波运动轨迹，其计算过程的流程图如图16所示，详述如下：

步骤1、以声源坐标为起点、起始角为方向角做一条射线；

步骤2、计算该射线与建筑内部的第一个交点和反射角；

步骤3、以该交点为起点重复步骤1和步骤2，直至满足预设的反射次数的要求。其中，预设的反射次数的值是在图14中所设置。

在步骤S105中，判断声波运动轨迹是否有遮挡。

此实例的声波运动轨迹为主要用于音乐用途的房间小型音乐厅，只有声音轨迹无遮挡地到达观众席，对增加声音的强度和清晰度才有利，才可以使观众享受到高音质的音乐，才能满足设计的需要。

在步骤S106中，如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

在本实施例中，如果计算得到的声波运动轨迹不能满足楼宇设计的需要，那么需要对声源的位置进行不断的调整，重复S104中的操作，从多个声波运动轨迹结果中选出最满意的效果以此来达到设计的最优化的目的。

本实施例，以GIS技术为基础，构建智慧楼宇面向对象的数据模型，以智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成建筑实例的三维模型，根据三维模型确定建筑实例的目标区域，结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到目标区域中的声波运动轨迹，判断声波运动轨迹是否有遮挡，如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。实现了在智慧楼宇设计过程中，对现实楼宇中各种物体优化组合的结果进行声波运动轨迹的模拟和分析以此来选择最优的物体组合，从而满足智慧楼宇建设的需要。

实施例二

图17示出了本发明实施例二提供的控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本实施例中，该控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置17包括：数据模型构建单元171、三维模型生成单元172、目标区域确定单元173、声波运动轨迹计算单元174、声波运动轨迹判断单元175和参数调整单元176。

其中，数据模型构建单元171，用于构建基于地理信息***的智慧楼宇面向对象的数据模型；

三维模型生成单元172，用于以智慧楼宇的面向对象数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成建筑实例的三维模型；

目标区域确定单元173，用于根据三维模型确定建筑实例的目标区域；

声波运动轨迹计算单元174，用于结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到目标区域中的声波运动轨迹；

声波运动轨迹判断单元175，用于判断声波运动轨迹是否有遮挡；

参数调整单元176，用于如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

进一步地，数据模型包括实体对象模型，与实体对象模型对应的空间几何信息、非几何属性和实体空间关系。

具体的，三维模型生成单元172包括：

关系确定模块，用于确定智慧楼宇中房间的数量及组成关系；

房间建模模块，用于逐一为每个房间进行三维建模；

实体关系建立模块，用于将建模好的各个房间进行组合并建立实体空间关系。

具体的，房间建模模块逐一为每个房间中的门、窗、墙体、楼板进行三维建模。

具体的，影响声波运动轨迹的参数包括目标区域的体积、声源位置、声源频率、反射次数、辐射方式、起始角。

具体的，参数调整单元不断调整声源位置参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

具体的，声波运动轨迹计算单元174，用于依次执行步骤A、步骤B、步骤C；

其中，步骤A、以声源坐标为起点、起始角为方向角做一条射线；

步骤B、计算射线与建筑内部的第一个交点和反射角；

步骤C、以交点为起点重复步骤A和步骤B，直至满足预设的反射次数的要求。

本发明实施例提供的控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置可以应用在前述对应的方法实施例一中，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。

本实施例提供的控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置，以GIS技术为基础，构建智慧楼宇面向对象的数据模型，以智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成建筑实例的三维模型，根据三维模型确定建筑实例的目标区域，结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到目标区域中的声波运动轨迹，判断声波运动轨迹是否有遮挡，如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。实现了在智慧楼宇设计过程中，对现实楼宇中各种物体优化组合的结果进行声波运动轨迹的模拟和分析以此来选择最优的物体组合，从而满足智慧楼宇建设的需要。

值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该存储介质为ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的方法，其特征在于，所述方法包括：

构建基于地理信息***的智慧楼宇面向对象的数据模型；

以所述智慧楼宇的面向对象数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成所述建筑实例的三维模型；

根据所述三维模型确定所述建筑实例的目标区域；

结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹；

判断所述声波运动轨迹是否有遮挡；

如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据模型包括实体对象模型，与所述实体对象模型对应的空间几何信息、非几何属性和实体空间关系。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以所述智慧楼宇面向对象的数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模具体包括：

确定所述智慧楼宇中房间的数量及组成关系；

逐一为每个房间进行三维建模；

将建模好的各个房间进行组合并建立实体空间关系。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述逐一为每个房间进行三维建模具体为：逐一为每个房间中的门、窗、墙体、楼板进行三维建模。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述影响声波运动轨迹的参数包括所述目标区域的体积、声源位置、声源频率、反射次数、辐射方式、起始角。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，不断调整声源位置参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹具体为：

A、以声源坐标为起点、起始角为方向角做一条射线；

B、计算所述射线与建筑内部的第一个交点和反射角；

C、以所述交点为起点重复步骤A和步骤B，直至满足预设的反射次数的要求。

8.一种控制智慧楼宇中声波运动轨迹的装置，其特征在于，所述装置包括：

数据模型构建单元，用于构建基于地理信息***的智慧楼宇面向对象的数据模型；

三维模型生成单元，用于以所述智慧楼宇的面向对象数据模型的实例为基础进行建筑实例的三维建模，生成所述建筑实例的三维模型；

目标区域确定单元，用于根据所述三维模型确定所述建筑实例的目标区域；

声波运动轨迹计算单元，用于结合预先构建的声波线传播数学模型，利用设置的影响声波运动轨迹的参数的值计算得到所述目标区域中的声波运动轨迹；

声波运动轨迹判断单元，用于判断所述声波运动轨迹是否有遮挡；

参数调整单元，用于如果有遮挡，则不断调整影响声波运动轨迹的参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据模型包括实体对象模型，与所述实体对象模型对应的空间几何信息、非几何属性和实体空间关系；

所述三维模型生成单元包括：

关系确定模块，用于确定所述智慧楼宇中房间的数量及组成关系；

房间建模模块，用于逐一为每个房间进行三维建模；

实体关系建立模块，用于将建模好的各个房间进行组合并建立实体空间关系。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述房间建模模块逐一为每个房间中的门、窗、墙体、楼板进行三维建模。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述影响声波运动轨迹的参数包括所述目标区域的体积、声源位置、声源频率、反射次数、辐射方式、起始角；所述参数调整单元不断调整声源位置参数的值，直至所述目标区域中的声波运动轨迹无遮挡。

12.如权利要求8至11任一项所述的装置，其特征在于，所述声波运动轨迹计算单元，用于依次执行步骤A、步骤B、步骤C；

其中，步骤A、以声源坐标为起点、起始角为方向角做一条射线；

步骤B、计算所述射线与建筑内部的第一个交点和反射角；

步骤C、以所述交点为起点重复步骤A和步骤B，直至满足预设的反射次数的要求。

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