CN104536397A - 一种3d虚拟智能家居交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D虚拟智能家居交互方法。使用本发明能够实现3D虚拟实景再现的技术，并人性化地构建出3D人机交互界面，实现家庭场景的远程再现，使用户在沉浸于虚拟现实环境中的同时完成各种远程监测与控制。

Description

一种3D虚拟智能家居交互方法

技术领域

本发明涉及3D虚拟建模领域，具体涉及一种3D虚拟智能家居交互方法。

背景技术

随着生活质量的日益改善和生活节奏的不断加快，人们的工作、生活日益信息化。信息化社会改变了人们的生活方式与工作***面Web的智能家居交互***不能全面的展现智能家居3D效果，为人们生活带来不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种3D虚拟智能家居交互方法。能够全面的展现智能家居3D效果，为人们的生活提供便利。

一种3D虚拟智能家居交互方法，物体接入与管理平台，用于物联网环境下物体接入物联网；

智能设备：用于可智能化控制的家具设备以及环境监测设备；

用户智能设备库：每一个用户都有一个智能设备库，存放此用户通过物体接入管理平台接入的智能设备；

具体包括如下步骤：

步骤一、***初始化：

加载包括用户信息、虚拟模型库所在云端地址、用户智能设备库云端地址的配置文件；

步骤二、加载3D房屋模型类型：

远程获取3D房屋模型类型的Json数据，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***进行解析，并以列表形式展现给用户，用户根据房屋参数，确定3D房屋模型类型；

步骤三、选择3D房屋风格：

远程加载3D房屋风格的Json数据，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***进行解析，并以列表的形式展现给用户，用户根据自身需求，在列表中选择其房屋内置风格，确定3D房屋风格；

步骤四、选择3D家具模型：

用户根据自身需求即房屋内置风格、家具功能以及智能化水平，确定3D家具模型；

步骤五、单元模型空间调整：

用户根据自身需求通过拖动的方式对单元3D虚拟模型进行空间位置调整；

步骤六、材质纹理贴图处理：

用户根据自身需求，在列表中选择材质和贴图配色，确定材质纹理贴图；

步骤七、保存并场景模拟：

用户将步骤二至步骤六中所选择的房屋样式、家具模型、摆放位置、材质、纹理以及配色进行保存，并进行场景模拟，在进行场景模拟的过程中，用户通过调节环境氛围从而观测3D虚拟场景整体的效果；

步骤八、判断并应用：

用户根据展现出的3D虚拟场景整体效果，进行调整；若3D虚拟家具与整体效果不匹配，则将返回步骤四进行重新调整选择3D虚拟家具模型后执行步骤七；若3D虚拟家具的位置摆放和整体效果不匹配，则将返回步骤五进行重新调整家具的摆放位置后执行步骤七；若材质、纹理以及配色的搭配与整体效果不匹配，则将返回步骤六进行重新调整选择材质、纹理以及配色后执行步骤七；否则，将执行步骤九；

步骤九、完成3D虚拟场景的构建：

将上述模型信息和3D虚拟场景信息以及模型空间位置信息和贴图模板保存至本地，同时上传至云端；3D场景构建将直接调用智能设备库中的智能设备和3D虚拟智能设备模型进行关联，然后将执行步骤十；

步骤十、加载智能设备库：

远程加载智能设备库中已有的设备，其中，每一个设备具有唯一的VE-ID；***解析返回的Json数据，并以设备列表的形式展现在用户界面；其中，智能设备库中的环境检测智能设备用于实时检测环境参数，并将环境参数反馈至3D虚拟场景中，实时对用户实现智能播报所测到的环境参数；并执行步骤十一；

步骤十一、虚拟3D设备与现实可控设备关联；

为了实现虚拟3D设备与现实设备的无差别操作，将上述设备列表中的设备一一和虚拟3D设备关联，即：选择与真实设备相应的虚拟3D设备，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***将此虚拟3D设备赋予与现实设备相一致的VE-ID，即可完成关联；执行步骤十二；

步骤十二、执行功能模块

功能模块由漫游控制、情景模式智能推荐组成；

其中漫游控制用于用户以漫游的方式到虚拟房屋模型控制设备；用户通过控制场景中的虚拟人物，使得虚拟人物漫游于3D虚拟场景之中，并置于所需操控设备的操控点，用户对其进行控制；

情景模式智能推荐是指3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***实时获取环境监测智能设备的结果智能推荐用户相关的情景模式；

用户根据自身需求，选择上述的2种模式进行设置和操控。

特别地，所述步骤六中用户还可以通过材质贴图合成板，通过对纹理、配图和材质的搭配，在材质贴图合成板中合成材质纹理贴图。

特别地，所述步骤九中真实环境不存在上述虚拟环境中所选择的3D虚拟家具，则可选择3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***中在线购买，其具体步骤为：

步骤1、购买：

用户根据上述虚拟环境下选择的家具，通过在线购买的方式，根据步骤七中保存的家具，选择所需产品类型、颜色和风格，并执行步骤2；

步骤2、将智能设备注册到物体接入管理平台：

通过基于物联网通用体系架构的物体接入管理平台，接入上述购买物体，同时物体接入管理平台为此物体分配一个唯一的虚拟实体的ID，即：VE-ID；执行步骤十。

有益效果：

1、基于一种3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***，其3D虚拟现实技术使得虚拟场景与家庭实景保持同步，同时，用户能够获得3D漫游沉浸感。实现了3D虚拟实景再现的技术，并人性化地构建出3D人机交互界面，实现家庭场景的远程再现，使用户在沉浸于虚拟现实环境中的同时完成各种远程监测与控制。

附图说明

图1为3D虚拟智能家居交互流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种3D虚拟智能家居交互方法，能够通过3D虚拟现实技术使得虚拟场景与家庭实景保持同步，同时，用户能够获得3D漫游沉浸感。在沉浸于虚拟现实环境中的同时完成各种远程监测与控制。

其具体步骤如下：

步骤一、***初始化：

加载包括用户信息、虚拟模型库所在云端地址、用户智能设备库云端地址的配置文件。

步骤二、加载3D房屋模型类型：

远程获取3D房屋模型类型的Json数据，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***进行解析，并以列表形式展现给用户，用户根据房屋参数:如房屋结构、房屋面积、房屋朝向，确定3D房屋模型类型。

步骤三、选择3D房屋风格：

远程加载3D房屋风格的Json数据，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***进行解析，并以列表的形式展现给用户，用户根据自身需求，在列表中选择其房屋内置风格，确定3D房屋风格。

步骤四、选择3D家具模型：

用户根据自身需求即房屋内置风格、家具功能以及智能化水平，在上述列表中选择房屋内设家具，如床、桌椅、电视以及空调，确定3D家具模型。

步骤五、单元模型空间调整：

用户根据自身需求通过拖动的方式对单元3D虚拟模型进行空间位置调整。

步骤六、材质纹理贴图处理：

用户根据自身需求，选择材质纹理贴图。特别地，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***为了尽可能满足用户对材质和贴图的选择，不仅仅提供固定的几种材质(如花岗岩、大理石等)和贴图配色，同时向用户提供了材质贴图合成板，用户可以根据自身喜好选择纹理、配色、贴图，然后通过材质贴图合成板生成想要结果，最后附加到3D虚拟模型上面。

步骤七、保存并场景模拟：

用户将步骤二至步骤六中所选择的房屋样式、家具模型、摆放位置、材质、纹理以及配色进行保存，并进行场景模拟，在进行场景模拟的过程中，用户通过调节环境氛围(如光亮度)从而观测3D虚拟场景整体的效果。

步骤八、判断并应用：

用户根据展现出的3D虚拟场景整体效果，进行调整；若3D虚拟家具与整体效果不匹配，则将返回步骤四进行重新调整选择3D虚拟家具模型后执行步骤七；若3D虚拟家具的位置摆放和整体效果不匹配，则将返回步骤五进行重新调整家具的摆放位置后执行步骤七；若材质、纹理以及配色的搭配与整体效果不匹配，则将返回步骤六进行重新调整选择材质、纹理以及配色后执行步骤七；否则，将执行步骤九；

步骤九、完成3D虚拟场景的构建：

将上述模型信息和3D虚拟场景信息以及模型空间位置信息和贴图模板保存至本地，同时上传至云端。若真实环境不存在上述虚拟环境中所选择的某种3D虚拟家具，则执行步骤十。否则，3D场景构建将直接调用智能设备库中的智能设备和3D虚拟智能设备模型进行关联，然后具体将执行步骤十二；

步骤十、购买：

用户根据上述虚拟环境下选择的家具，通过在线购买的方式，根据步骤七中保存的家具，选择所需产品类型、颜色和风格，并执行步骤十一；

步骤十一、将智能设备注册到物体接入管理平台：

通过基于物联网通用体系架构的物体接入管理平台，接入上述购买物体，同时物体接入管理平台为此物体分配一个唯一的虚拟实体的ID，即：VE-ID；执行步骤十二；

其中，所述物体接入与管理平台，用于物联网环境下物体接入物联网；

步骤十二、加载智能设备库：

用户智能设备库：每一个用户都有一个智能设备库，存放此用户通过物体接入管理平台接入的智能设备。

远程加载智能设备库中已有的设备，***解析返回的Json数据，并以设备列表的形式展现在用户界面，这里的智能设备包括例如像智能空调、智能电视、智能窗帘这样的可控设备和光湿温传感器以及pm2.5检测仪类的环境监测设备,其中，环境检测智能设备实时检测环境参数，并将环境参数反馈至3D虚拟场景中，实时对用户实现智能播报所测到的环境参数，如空气质量、环境温度和环境湿度参数；并执行步骤十三；

其中，所述设备列表为已接入设备的映射，每一个设备具有唯一的VE-ID，VE-ID是设备接入成功之后物体接入管理平台为其分配的唯一标识。

步骤十三、虚拟3D设备与现实可控设备关联；

为了实现虚拟3D设备与现实设备的无差别操作，将上述设备列表中的设备一一和虚拟3D设备关联，即：选择与真实设备相应的虚拟3D设备，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***将此虚拟3D设备赋予与现实设备相一致的VE-ID，即可完成关联；执行步骤十四；

步骤十四、执行功能模块

功能模块由漫游控制、情景模式智能推荐组成，其中漫游控制是指用户以漫游的方式到虚拟房屋模型控制设备，情景模式智能推荐是3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***实时获取环境监测智能设备例如光湿温传感器、pm2.5检测仪的结果智能推荐用户相关的情景模式例如“开窗透气”模式、“离家”模式

漫游控制：

漫游控制是为了最大限度重现现实中操作设备的场景；用户通过控制场景中的虚拟人物，使得虚拟人物漫游于3D虚拟场景之中，并置于所需操控设备的操控点，用户对其进行控制。

情景模式推荐：

为了给用户提供更加健康的居住环境，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***将通过已接入的环境检测智能设备例如光湿温传感器、pm2.5检测仪实时获取真实环境的参数如当前的光度、温度、湿度、空气质量，然后3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***通过综合分析，向用户智能推荐一种情结模式，例如当3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***获取到当前的温度处于22摄氏度至28摄氏度，且pm2.5的值小于100时，同时检获取到当前已接入的智能窗帘处于关闭状态，此时3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***通过以上参数综合分析，推荐用户使用“透风换气”模式，使用户居住的环境更加和谐和健康。

用户根据自身需求，选择上述的2种模式进行设置和操控；

至此，完成3D虚拟智能家居检测与控制。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种3D虚拟智能家居交互方法，其特征在于，

物体接入与管理平台，用于物联网环境下物体接入物联网；

智能设备：用于可智能化控制的家具设备以及环境监测设备；

用户智能设备库：每一个用户都有一个智能设备库，存放此用户通过物体接入管理平台接入的智能设备；

具体包括如下步骤：

步骤一、***初始化：

加载包括用户信息、虚拟模型库所在云端地址、用户智能设备库云端地址的配置文件；

步骤二、加载3D房屋模型类型：

远程获取3D房屋模型类型的Json数据，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***进行解析，并以列表形式展现给用户，用户根据房屋参数，确定3D房屋模型类型；

步骤三、选择3D房屋风格：

远程加载3D房屋风格的Json数据，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***进行解析，并以列表的形式展现给用户，用户根据自身需求，在列表中选择其房屋内置风格，确定3D房屋风格；

步骤四、选择3D家具模型：

用户根据自身需求即房屋内置风格、家具功能以及智能化水平，确定3D家具模型；

步骤五、单元模型空间调整：

用户根据自身需求通过拖动的方式对单元3D虚拟模型进行空间位置调整；

步骤六、材质纹理贴图处理：

用户根据自身需求，在列表中选择材质和贴图配色，确定材质纹理贴图；

步骤七、保存并场景模拟：

用户将步骤二至步骤六中所选择的房屋样式、家具模型、摆放位置、材质、纹理以及配色进行保存，并进行场景模拟，在进行场景模拟的过程中，用户通过调节环境氛围从而观测3D虚拟场景整体的效果；

步骤八、判断并应用：

用户根据展现出的3D虚拟场景整体效果，进行调整；若3D虚拟家具与整体效果不匹配，则将返回步骤四进行重新调整选择3D虚拟家具模型后执行步骤七；若3D虚拟家具的位置摆放和整体效果不匹配，则将返回步骤五进行重新调整家具的摆放位置后执行步骤七；若材质、纹理以及配色的搭配与整体效果不匹配，则将返回步骤六进行重新调整选择材质、纹理以及配色后执行步骤七；否则，将执行步骤九；

步骤九、完成3D虚拟场景的构建：

将上述模型信息和3D虚拟场景信息以及模型空间位置信息和贴图模板保存至本地，同时上传至云端；3D场景构建将直接调用智能设备库中的智能设备和3D虚拟智能设备模型进行关联，然后将执行步骤十；

步骤十、加载智能设备库：

远程加载智能设备库中已有的设备，其中，每一个设备具有唯一的VE-ID；***解析返回的Json数据，并以设备列表的形式展现在用户界面；其中，智能设备库中的环境检测智能设备用于实时检测环境参数，并将环境参数反馈至3D虚拟场景中，实时对用户实现智能播报所测到的环境参数；并执行步骤十一；

步骤十一、虚拟3D设备与现实可控设备关联；

为了实现虚拟3D设备与现实设备的无差别操作，将上述设备列表中的设备一一和虚拟3D设备关联，即：选择与真实设备相应的虚拟3D设备，3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***将此虚拟3D设备赋予与现实设备相一致的VE-ID，即可完成关联；执行步骤十二；

步骤十二、执行功能模块

功能模块由漫游控制、情景模式智能推荐组成；

其中漫游控制用于用户以漫游的方式到虚拟房屋模型控制设备；用户通过控制场景中的虚拟人物，使得虚拟人物漫游于3D虚拟场景之中，并置于所需操控设备的操控点，用户对其进行控制；

情景模式智能推荐是指3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***实时获取环境监测智能设备的结果智能推荐用户相关的情景模式；

用户根据自身需求，选择上述的2种模式进行设置和操控。

2.如权利要求1所述的3D虚拟智能家居交互方法，其特征在于，所述步骤六中用户还可以通过材质贴图合成板，通过对纹理、配图和材质的搭配，在材质贴图合成板中合成材质纹理贴图。

3.如权利要求1所述的3D虚拟智能家居交互方法，其特征在于，所述步骤九中真实环境不存在上述虚拟环境中所选择的3D虚拟家具，则可选择3D虚拟智能家居交互方法所采用的交互***中在线购买，其具体步骤为：

步骤1、购买：

用户根据上述虚拟环境下选择的家具，通过在线购买的方式，根据步骤七中保存的家具，选择所需产品类型、颜色和风格，并执行步骤2；

步骤2、将智能设备注册到物体接入管理平台：

通过基于物联网通用体系架构的物体接入管理平台，接入上述购买物体，同时物体接入管理平台为此物体分配一个唯一的虚拟实体的ID，即：VE-ID；执行步骤十。