CN112632648A - 一种基于空间理解的灯具自动摆放方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于空间理解的灯具自动摆放方法及装置，该方法包括：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据边界拐点的坐标获取关键点，关键点位于由边界拐点所构成的凸多边形的内部；对于每个功能间，根据关键点对于空间分割的重要程度对关键点进行排序；依次遍历排序后的每个关键点，利用各个关键点将功能间分割为多个子空间；计算子空间的质心，将质心作为子空间灯具摆放位置。本发明实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法及装置，通过获取功能间的关键点，并利用关键点将功能间划分为多个子空间，将子空间的质心作为灯具摆放位置，实现了自动化灯具位置获取，有利于提高灯具摆放的快速性和自动化程度，降低了人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机图形学和自动化房屋装修技术领域，具体涉及一种基于空间理解的灯具自动摆放方法及装置。
背景技术
在传统的装修中，都是由设计师或业主进行装修方案设计，在装修完工之前，基本不会看到装修后的样子，更多的凭借想象来配置家具家电等家居用品。
随着计算机技术的发展，给人们的生活带来了越来越多的便利。这种便利也同样体现在装修行业。如今，可以利用计算机在装修之前出具效果图，从效果图上即可看出未来家的大概样子。不过目前的装修设计中，灯具在房屋中的摆放和搭配往往都是人工参与选择，这不仅需要花费人力成本还需要花费时间成本，实用性不太好。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明实施例提供一种基于空间理解的灯具自动摆放方法及装置。
第一方面，本发明实施例提供一种基于空间理解的灯具自动摆放方法，该方法包括：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
进一步地，所述根据所述边界拐点的坐标获取关键点，具体包括：获取各个所述边界拐点与相邻两个所述边界拐点的连线所构成的、小于180度的夹角的角度，若所述夹角的角度小于预设度数，则将所述边界拐点作为所述关键点。
进一步地，所述根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序，具体包括：获取每个所述关键点与相邻两个所述边界拐点的连线至所述功能间的边界的第一反向延长线和第二反向延长线；其中，所述功能间的边界由各个所述边界拐点顺次连接而成；计算所述第一反向延长线的第一长度和所述第二反向延长线的第二长度，并将所述第一长度和所述第二长度的较小值作为待比较值；根据各个所述关键点的所述待比较值由小到大的顺序对所述关键点进行排序。
进一步地，所述利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，具体包括：对于每个所述关键点，获取所述第一反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第一长宽比和第二长宽比，以及获取所述第二反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第三长宽比和第四长宽比；根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值；根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值；若所述第一分割分值小于所述第二分割分值，则以所述第一反向延长线进行空间分割；若所述第一分割分值大于所述第二分割分值，则以所述第二反向延长线进行空间分割。
进一步地，所述根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值，具体包括：将所述第一长宽比和所述第二长宽比的均值作为所述第一形状分割分值，将所述第三长宽比和所述第四长宽比的均值作为所述第二形状分割分值；所述根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值，具体包括：将所述第一形状分值和所述第一长度的乘积作为所述第一分割分值，将所述第二形状分值和所述第二长度的乘积作为所述第二分割分值。
进一步地，所述计算各个所述子空间的质心，具体包括：对各个所述子空间进行三角剖分，将各个所述子空间划分成多个相邻的三角形区域；对于每个所述子空间，计算各个所述三角形区域的面积及质心，并根据各个所述三角形区域的面积获取所述子空间的面积；以各个所述三角形区域在所述子空间的面积占比作为权重、以各个所述三角形区域的质心作为数值，获取各个所述子空间的质心。
进一步地，在所述将所述功能间分割为多个子空间之后，所述计算各个所述子空间的质心之前，所述方法还包括：按照所述子空间的面积由小到大的顺序，依次遍历各个所述子空间；在遍历每个所述子空间时，按照其他所述子空间的面积由小到大的顺序，依次判断各个所述其他子空间与当前遍历的所述子空间的邻接关系，若获取到与当前遍历的所述子空间相邻、且邻接边的长度超过同一直线上相邻两个所述子空间的最大边长预设比例的目标子空间，则将当前遍历的所述子空间和所述目标子空间合并。
进一步地，在所述将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置之后，所述方法还包括：根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具，并将匹配的灯具添加到所述灯具摆放位置。
进一步地，所述根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具，具体包括：根据用户画像获取各个灯具的第一权重，根据所述子空间的形状获取各个灯具的第二权重，根据所述子空间的面积获取各个灯具的第三权重，根据所述第一权重、所述第二权重及所述第三权重匹配灯具。
第二方面，本发明实施例提供一种基于空间理解的灯具自动摆放装置，该装置包括：关键点获取模块，用于：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；空间分割模块，用于：对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；灯具摆放模块，用于：对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
本发明实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法及装置，通过获取功能间的关键点，并利用关键点将功能间划分为多个子空间，将子空间的质心作为灯具摆放位置，实现了自动化灯具位置获取，有利于提高灯具摆放的快速性和自动化程度，降低了人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法流程图；
图2是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法中功能间示意图；
图3是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法中三角剖分示意图；
图4是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放装置的结构示意图；
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法流程图。如图1所示，所述方法包括：
步骤101、获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部。
对于一个房屋来说，其是由多个空间区域(卧室，客厅，餐厅，厨房等)组合成的，这些空间区域可以称作功能间。对于每个功能间其是不规则的多边形，如何对该多边形做分割，以及摆放几个光源显得尤为重要。本发明实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法，可以通过自动化的程序快速将房屋中客厅、餐厅、卧室、书房等空间的灯具摆放位置选好。
首先，需要获取用于空间分割的关键点。可以根据户型信息获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，并从边界拐点中选取关键点。选取原则是要保证关键点位于由功能间的边界拐点所构成的凸多边形的内部。可以理解的，构建上述凸多边形的边界拐点不包括关键点。
图2是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法中功能间示意图。如图2所示的功能间，其边界拐点包括a、b、c、d、e、f、g、h八个点。其中，点b和点g为关键点，且点b和点g位于由边界拐点a、c、d、e、f、h所构成的凸多边形的内部。
步骤102、对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；。
对于每个功能间，根据关键点对于空间分割的重要程度，对关键点进行排序。越有可能划分出独立子空间的关键点，其对于空间分割的重要程度越高，则排序越靠前。对关键点排序完成后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对功能间进行空间分割。并且，后一关键点进行空间分割时基于前一关键点进行空间分割的结果进行。即若关键点A已经将功能间分成了区域1和区域2，则若区域1中还有其他关键点，则会继续在区域1的基础上进行空间分割；若区域2中还有其他关键点，则会继续在区域2的基础上进行空间分割。由此，将功能间分割为多个子空间。
步骤103、对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
对于每个功能间，计算各个子空间的质心，将子空间的质心作为子空间的灯具摆放位置。质心可以采用已有公式进行计算求取。
本发明实施例通过获取功能间的关键点，并利用关键点将功能间划分为多个子空间，将子空间的质心作为灯具摆放位置，实现了自动化灯具位置获取，有利于提高灯具摆放的快速性和自动化程度，降低了人力成本。
进一步地，基于上述实施例，所述根据所述边界拐点的坐标获取关键点，具体包括：获取各个所述边界拐点与相邻两个所述边界拐点的连线所构成的、小于180度的夹角的角度，若所述夹角的角度小于预设度数，则将所述边界拐点作为所述关键点。
每个功能间是由多个点按照一定的顺序构成的多边形(假设是顺时针的方向构成的闭合区域)，遍历每一个点，每个点都是由两个相邻的直线线段的交点(直线Line_a,直线Line_b)，计算两个直线的方向向量V_a,B_b,并计算直线的夹角(如果夹角是90度说明两个直线垂直，夹角是0度说明两个直线共线)。夹角越小越有可能是关键点。获取各个边界拐点与相邻两个边界拐点的连线所构成的、小于180度的夹角的角度，若夹角的角度小于预设度数，则将边界拐点作为关键点。比如，可以将预设度数选取为135度作为关键点的判断标准。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置关键点与相邻边界拐点的连线所构成的夹角小于预设角度，提高了关键点选取的准确性，从而提高了空间划分及灯具布置位置的合理性。
进一步地，基于上述实施例，所述根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序，具体包括：获取每个所述关键点与相邻两个所述边界拐点的连线至功能间的边界的第一反向延长线和第二反向延长线；其中，所述功能间的边界由各个所述边界拐点顺次连接而成；计算所述第一反向延长线的第一长度和所述第二反向延长线的第二长度，并将所述第一长度和所述第二长度的较小值作为待比较值；根据各个所述关键点的所述待比较值由小到大的顺序对所述关键点进行排序。
这里排序主要基于距离越短越有可能分离出独立空间的原理。举例说明如下：获取每个关键点与相邻两个边界拐点的连线至功能间的边界的第一反向延长线和第二反向延长线；其中，功能间是指由各个边界拐点顺次相连所构成的区域。如图2所示，功能间即由边界拐点a、b、c、d、e、f、g、h顺次相连所构成的区域。关键点b与相邻关键点a的连线至功能间的边界的反向延长线为bn，关键点b与相邻关键点c的连线至功能间的边界的反向延长线为bm，从图2很明显看出bm<bn，因此bm作为关键点b的待比较值。关键点g与相邻关键点f的连线至功能间的边界的反向延长线为gk，关键点g与相邻关键点h的连线至功能间的边界的反向延长线为gl，从图2很明显看出gl<gk，因此gl作为关键点g的待比较值。在对关键点b和关键点g排序时，比较关键点b的待比较值bm和关键点g的待比较值gl，哪个待比较值越小，相应的关键点的排序越靠前。比如，若bm<gl，则关键点b的排序比关键点g靠前，排序越靠前表示对于空间分割的重要程度越大。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过利用关键点到功能间边界的反向延长线进行排序，提高了关键点排序的准确性和合理性。
进一步地，基于上述实施例，所述利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，具体包括：对于每个所述关键点，获取所述第一反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第一长宽比和第二长宽比，以及获取所述第二反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第三长宽比和第四长宽比；根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值；根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值；若所述第一分割分值小于所述第二分割分值，则以所述第一反向延长线进行空间分割；若所述第一分割分值大于所述第二分割分值，则以所述第二反向延长线进行空间分割。
虽然在进行关键点排序时主要考虑距离因素(即关键点和相邻边界拐点的反向延长线至功能间边界的距离)，但是实际分割时，还要考虑分割后的空间的形状。因此，在利用关键点进行空间分割时，基于关键点和相邻边界拐点的反向延长线至功能间边界的距离越短，越有可能分离出独立空间，以及分割后的区域的形状越接近正方形，表示分割后的使用空间越合理的原理，本发明实施例中将距离因素和形状因素结合起来确定关键点到底利用哪个反向延长线进行空间区域分割。
具体还是结合图2举例说明。以关键点b为例，关键点b的第一反向延长线比如是bm，第二反向延长线比如是bn，利用反向延长线bm将空间划分为abmh和bcdefgm两个空间，此时分别求取空间abmh的外接矩形及bcdefgm的外接矩形，并分别计算长宽比，得到第一长宽比和第二长宽比。利用反向延长线bn将空间划分为bndc和bnefgha两个空间。此时分别求取空间bndc的外接矩形及bnefgha的外接矩形，并分别计算长宽比，得到第三长宽比和第四长宽比。
根据第一长宽比和第二长宽比获取第一形状分割分值，根据第三长宽比和第四长宽比获取第二形状分割分值；根据第一形状分值和第一长度(此例中是bm)获取第一分割分值，根据第二形状分值和第二长度(此例中是bn)获取第二分割分值。由于分割后区域越接近正方形，长宽比的比值越小。关键点与相邻边界拐点的连线的反向延长线至功能间的边界的距离越近，表示越有可能分离出独立空间。因此，若第一分割分值小于第二分割分值，则以第一反向延长线进行空间分割；若第一分割分值大于第二分割分值，则以第二反向延长线进行空间分割。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过综合关键点与相邻边界拐点的连线到功能间的边界的反向延长线的长度以及分割后区域的形状确定关键点空间划分方式，进一步提高了空间分割的准确性和合理性。
进一步地，基于上述实施例，所述根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值，具体包括：将所述第一长宽比和所述第二长宽比的均值作为所述第一形状分割分值，将所述第三长宽比和所述第四长宽比的均值作为所述第二形状分割分值；所述根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值，具体包括：将所述第一形状分值和所述第一长度的乘积作为所述第一分割分值，将所述第二形状分值和所述第二长度的乘积作为所述第二分割分值。
在根据第一长宽比和第二长宽比获取第一形状分割分值时，将第一长宽比和第二长宽比的均值作为第一形状分割分值；在根据第三长宽比和第四长宽比获取第二形状分割分值，将第三长宽比和第四长宽比的均值作为第二形状分割分值。在根据第一形状分值和第一长度获取第一分割分值时，将第一形状分值和第一长度的乘积作为第一分割分值；在根据第二形状分值和第二长度获取第二分割分值时，将第二形状分值和第二长度的乘积作为第二分割分值。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过将利用反向延长线分割后的两个空间的外接矩形的长宽比的均值作为形状分割分值，将形状分割分值和相应反向延长线的长度的乘积作为分割分值，由此确定利用关键点进行区域分割的方式，进一步提高了空间分割的准确性和合理性。
进一步地，基于上述实施例，所述计算各个所述子空间的质心，具体包括：对各个所述子空间进行三角剖分，将各个所述子空间划分成多个相邻的三角形区域；对于每个所述子空间，计算各个所述三角形区域的面积及质心，并根据各个所述三角形区域的面积获取所述子空间的面积；以各个所述三角形区域在所述子空间的面积占比作为权重、以各个所述三角形区域的质心作为数值，获取各个所述子空间的质心。
在利用关键点对功能间分割完毕后，每个分割好的子空间都需要摆放光源，光源的大小及强度是与子空间的形状和面积相关的。由于子空间通常为不规则形状，为了计算面积需要可以先对子空间做三角剖分，将各个子空间划分成多个相邻的三角形区域，再将各个三角形区域的面积相加，得到子空间的面积。三角剖分的方法可以采用现有技术实现。
对于灯具的具体摆放位置，本发明实施例将灯具的摆放位置设置在子空间的质心，由此使得灯具的摆放位置更加合理。子空间的质心仍然可以基于三角剖分的结果求取。具体地，对于每个子空间，计算各个三角形区域的面积及质心，并根据各个三角形区域的面积获取子空间的面积；以各个三角形区域在子空间的面积占比作为权重、以各个三角形区域的质心作为数值，获取各个子空间的质心。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过对子空间进行三角剖分获取质心确定灯具摆放位置，提高了灯具摆放位置的合理性。
进一步地，基于上述实施例，在所述将所述功能间分割为多个子空间之后，所述计算各个所述子空间的质心之前，所述方法还包括：按照所述子空间的面积由小到大的顺序，依次遍历各个所述子空间；在遍历每个所述子空间时，按照其他所述子空间的面积由小到大的顺序，依次判断各个所述其他子空间与当前遍历的所述子空间的邻接关系，若获取到与当前遍历的所述子空间相邻、且邻接边的长度超过同一直线上所述边界拐点形成的线段的长度预设比例的目标子空间，则将当前遍历的所述子空间和所述目标子空间合并。
利用关键点对功能间进行分割得到的子空间有可能是特别小的空间，或者该子空间可以与其它空间合并为同一个空间，故需要对空间做合并。然后根据调整后的子空间进行灯具摆放。
按照子空间的面积由小到大的顺序，依次遍历各个子空间。在遍历每个子空间时，按照其他子空间的面积由小到大的顺序，依次判断各个其他子空间与当前遍历的子空间的邻接关系，若获取到与当前遍历的子空间相邻、且邻接边的长度超过同一直线上相邻两个子空间的最大边长预设比例的目标子空间，则将当前遍历的子空间和目标子空间合并。
以图2为例，若如图2所示的功能间经关键点b和关键点g分割后分割成abmh、glef和mcdl三个子空间，且面积由小到大依次为glef、abmh、mcdl。首先遍历子空间glef，先判断其与次小子空间abmh的邻接关系，由图2所示，二者不具备邻接关系；然后再判断其与子空间mcdl的邻接关系，二者具有邻接边gl。与邻接边gl同一直线上的相邻两个子空间的最大边长为ml，则判断gl和ml的比值是否超过预设比例，若预设比例设置为0.8，如图2所示，很明显不符合要求，则不将子空间glef和mcdl合并。
接下来再判断子空间abmh和mcdl的邻接关系，发现二者邻接。邻接边为bm，与邻接边为bm同一直线上的相邻两个子空间的最大边长为mc，很明显bm和mc的比值也不超过0.8，因此，也不将子空间abmh和mcdl合并。图2所示的功能间仍然划分为abmh、glef和mcdl三个子空间。
在邻接边的长度超过同一直线上相邻两个子空间的最大边长预设比例时，将两个空间合并的原理是邻接边的长度与同一直线上相邻两个子空间的最大边长的比例越大，表明相邻的两个子空间越可能是可以同时照明的子空间。比如，以图2为例，观察子空间abmh和mcdl，关键点b越靠上，则bm和mc的比值越大，子空间abmh和mcdl也越适于同时照明。因此，可以调整空间分割。空间分割越合理，则灯具摆放越合理。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在邻接边的长度超过同一直线上相邻两个子空间的最大边长预设比例时，将两个相邻子空间合并，进一步提高了空间分割的合理性。
进一步地，基于上述实施例，在所述将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置之后，所述方法还包括：根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具，并将匹配的灯具添加到所述灯具摆放位置。
在确定好灯具摆放位置后，下一步就是匹配灯具并进行摆放。由于用户画像可以反映户主喜爱的灯的类型，因此可以基于用户画像提取户主喜爱的风格、色系等特征。而子空间的形状和面积的情况也与匹配何种灯具有关。因此，匹配灯具时可以参照用户画像、子空间的形状及子空间的面积共同确定。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过根据用户画像、子空间的形状及子空间的面积匹配灯具，并将匹配的灯具添加到灯具摆放位置，提高了灯具匹配的合理性。
进一步地，基于上述实施例，所述根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具，具体包括：根据用户画像获取各个灯具的第一权重，根据所述子空间的形状获取各个灯具的第二权重，根据所述子空间的面积获取各个灯具的第三权重，根据所述第一权重、所述第二权重及所述第三权重匹配灯具。
可以综合用户画像、子空间的形状及子空间的面积匹配灯具。具体地，可以根据用户画像获取各个灯具的第一权重，根据子空间的形状获取各个灯具的第二权重，根据子空间的面积获取各个灯具的第三权重，根据第一权重、第二权重及第三权重匹配灯具。在根据第一权重、第二权重及第三权重匹配灯具时，可以将第一权重、第二权重及第三权重直接相加作为选择相应灯具的权重，也可以对第一权重、第二权重及第三权重分别赋予相应的系数后再相加得到选择相应灯具的权重。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过根据用户画像、子空间的形状及子空间的面积分别获取相应的权重，并根据所获取的权重匹配灯具，进一步提高了灯具匹配的合理性。
图3是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法中三角剖分示意图。下面结合图2和图3进一步通过实例来说明本发明实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法的流程。
1.设计一种空间理解的空间划分方法
对于一个房屋来说，其是由多个空间(卧室，客厅，餐厅，厨房等)区域组合成的。对于每个空间其是不规则的多边形，如何对该多边形做分割，以及摆放几个光源显得尤为重要。
一种基于图形理解的空间划分方法，流程如下：
(1)提取关键点
每个多边形是由多个点按照一定的顺序构成的(假设是顺时针的方向构成的闭合区域)，遍历每一个点，每个点都是由两个相邻的直线线段的交点(直线Line_a,直线Line_b)，计算两个直线的方向向量V_a,B_b,并计算直线的夹角(如果夹角是90度说明两个直线垂直，夹角是0度说明两个直线共线)。夹角越小越有可能是关键点，在此可以选取135度作为关键点的判断标准。图2中b点和g点是关键点。
(2)找最佳分割线
当一个待分割空间存在多个关键点时，对关键点做排序：每个关键点pt连接两个边，求两个边的反向延长线到空间的交点，延长线1与空间交点是pt1，距离为length_1＝pt.distance(pt1)；同理延长线2与空间交点是pt2，距离length_2＝pt.distance(pt2)；取最小距离min(length_1,length_2)作为该关键点的排序值。
然后基于该排序值对关键点做排序(由小到大)(因为要基于关键点做分割，距离越短的关键点越有可能是独立的空间，故先做排序)。
基于排序的关键点做如下操作：遍历每一个关键点，每个关键点pt有两个方向的反向延长线，反向延长线1的长度为length_1，该延长线可以分割得到两个空间space_1a,space_1b，求space_1a和space_1b的外接矩形，外接矩形的长宽比为ratio_1a,ratio_1b；同理反向延长线2的长度为length_2，该延长线可以得到两个空间sapce_2a,space_2b，求space_2a和space_2b的外接矩形，外接矩形的长宽比为ratio_2a,ratio_2b。将长宽比ratio当作权重，距离length当作数值，比较ratio_1*length_1和ratio_2*length_2的大小，取较小的值对应的延长线作为分割线。哪个值越小说明，该延长线分割的两个空间越趋于正方形，且闭合长度越短，越趋近于该分割。其中，ratio_1可以为ratio_1a和ratio_1b的均值，ratio_2可以为ratio_2a和ratio_2b的均值。
(3)合并及再拆分空间
上述分割的子空间有可能是特别小的空间，或者该子空间可以与其它空间合并为同一个空间，故需要对空间做合并。具体做法如下：
a.遍历子空间，如果该空间与多个其它子空间存在共有边，则认为该子空间是一个“需空间”，可以被其它空间合并，将该子空间与邻接最小子空间合并。
b.遍历每个子空间，如果两个相邻的子空间相邻，且邻接边是子区域较长的那条边，则将它们合并。
2.基于三角剖分的空间面积计算
上述实现了空间的分割，每个分割好的子空间都需要摆放光源，光源的大小及强度是与空间的形状和面积相关的。为了计算面积需要对空间做三角剖分，如图3所示，首先对区域的每个点在Y轴方向按照从上到下做排序，逐个遍历每个点，并把前两个点压入堆栈，对接下的每个点做如下判断：如果新遍历的点c和堆栈的次顶点s的连线不在空间内部则将该点压入堆栈，并开始遍历下一个点，如果在空间内部则s,t,c构成一个三角形，并将顶点t弹出堆栈，并继续判断点c和堆栈的顶点和次顶点的连线与空间的关系。重复以上步骤直到得到所有三角形，计算每个三角形的面积w便得到整个空间的面积。同时再计算每个三角形的质心p，以三角形w作为权重，质心作为数值，求整个空间的质心。质心所在的位置就是灯具摆放位置。
3.基于场景理解的灯具选型和摆放
根据用户画像+空间形状+空间面积等信息，从模型库中自动选择最优的灯具。
本发明实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法的要点如下：
1.基于户型图空间理解设计一种空间划分算法，选择最优化的灯具摆放位置。
2.灯具摆放空间并不一定是规则的四边形，提出了基于三角剖分的空间面积计算方法。
3.根据用户画像+空间形状+空间面积等信息，从模型库中自动选择最优的灯具。
本发明实施例设计了一个自动化灯具布局方案，通过设计一套程序可以快速将房屋中客厅、餐厅、卧室、书房等空间的灯具摆放位置选好；接下来，程序会根据户主的人物画像，提取户主喜爱的风格、色系等特征，并根据这些特征自动从灯具模型库中选出匹配度较高的灯具。这种自动化房屋空间中灯具布局以及选型方案，一是可以使空间获得较好的照明效果，二是可以获得灯具和家具较好的搭配效果。
图4是本发明一实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放装置的结构示意图。如图4所示，所述装置包括关键点获取模块10、空间分割模块20和灯具摆放模块30，其中：关键点获取模块10用于：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；空间分割模块20用于：对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；灯具摆放模块30用于：对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
本发明实施例通过获取功能间的关键点，并利用关键点将功能间划分为多个子空间，将子空间的质心作为灯具摆放位置，实现了自动化灯具位置获取，有利于提高灯具摆放的快速性和自动化程度，降低了人力成本。
进一步地，基于上述实施例，关键点获取模块10在用于根据所述边界拐点的坐标获取关键点时，具体用于：获取各个所述边界拐点与相邻两个所述边界拐点的连线所构成的、小于180度的夹角的角度，若所述夹角的角度小于预设度数，则将所述边界拐点作为所述关键点。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置关键点与相邻边界拐点的连线所构成的夹角小于预设角度，提高了关键点选取的准确性，从而提高了空间划分及灯具布置位置的合理性。
进一步地，基于上述实施例，空间分割模块20在用于根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序时，具体用于：获取每个所述关键点与相邻两个所述边界拐点的连线至所述功能间的边界的第一反向延长线和第二反向延长线；其中，所述功能间的边界由各个所述边界拐点顺次连接而成；计算所述第一反向延长线的第一长度和所述第二反向延长线的第二长度，并将所述第一长度和所述第二长度的较小值作为待比较值；根据各个所述关键点的所述待比较值由小到大的顺序对所述关键点进行排序。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过利用关键点到功能间边界的反向延长线进行排序，提高了关键点排序的准确性和合理性。
进一步地，基于上述实施例，空间分割模块20在用于利用各个关键点对所述功能间进行空间分割时，具体用于：对于每个所述关键点，获取所述第一反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第一长宽比和第二长宽比，以及获取所述第二反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第三长宽比和第四长宽比；根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值；根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值；若所述第一分割分值小于所述第二分割分值，则以所述第一反向延长线进行空间分割；若所述第一分割分值大于所述第二分割分值，则以所述第二反向延长线进行空间分割。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过综合关键点与相邻边界拐点的连线到功能间的边界的反向延长线的长度以及分割后区域的形状确定关键点空间划分方式，进一步提高了空间分割的准确性和合理性。
进一步地，基于上述实施例，空间分割模块20在用于根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值，具体用于：将所述第一长宽比和所述第二长宽比的均值作为所述第一形状分割分值，将所述第三长宽比和所述第四长宽比的均值作为所述第二形状分割分值；空间分割模块20在用于根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值，具体用于：将所述第一形状分值和所述第一长度的乘积作为所述第一分割分值，将所述第二形状分值和所述第二长度的乘积作为所述第二分割分值。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过将利用反向延长线分割后的两个空间的外接矩形的长宽比的均值作为形状分割分值，将形状分割分值和相应反向延长线的长度的乘积作为分割分值，由此确定利用关键点进行区域分割的方式，进一步提高了空间分割的准确性和合理性。
进一步地，基于上述实施例，灯具摆放模块30在用于计算各个所述子空间的质心时，具体用于：对各个所述子空间进行三角剖分，将各个所述子空间划分成多个相邻的三角形区域；对于每个所述子空间，计算各个所述三角形区域的面积及质心，并根据各个所述三角形区域的面积获取所述子空间的面积；以各个所述三角形区域在所述子空间的面积占比作为权重、以各个所述三角形区域的质心作为数值，获取各个所述子空间的质心。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过对子空间进行三角剖分获取质心确定灯具摆放位置，提高了灯具摆放位置的合理性。
进一步地，基于上述实施例，所述空间分割模块20还用于在将所述功能间分割为多个子空间之后、灯具摆放模块30计算各个所述子空间的质心之前，按照所述子空间的面积由小到大的顺序，依次遍历各个所述子空间；在遍历每个所述子空间时，按照其他所述子空间的面积由小到大的顺序，依次判断各个所述其他子空间与当前遍历的所述子空间的邻接关系，若获取到与当前遍历的所述子空间相邻、且邻接边的长度超过同一直线上相邻两个所述子空间的最大边长预设比例的目标子空间，则将当前遍历的所述子空间和所述目标子空间合并。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在邻接边的长度超过同一直线上相邻两个所述子空间的最大边长预设比例时，将两个相邻子空间合并，进一步提高了空间分割的合理性。
进一步地，基于上述实施例，灯具摆放模块30在所述将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置之后，还用于：根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具，并将匹配的灯具添加到所述灯具摆放位置。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具，并将匹配的灯具添加到所述灯具摆放位置，提高了灯具匹配的合理性。
进一步地，基于上述实施例，灯具摆放模块30在根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积匹配灯具时，具体用于：根据用户画像获取各个灯具的第一权重，根据所述子空间的形状获取各个灯具的第二权重，根据所述子空间的面积获取各个灯具的第三权重，根据所述第一权重、所述第二权重及所述第三权重匹配灯具。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过根据用户画像、所述子空间的形状及所述子空间的面积分别获取相应的权重，并根据所获取的权重匹配灯具，进一步提高了灯具匹配的合理性。
本发明实施例提供的装置是用于上述方法的，具体功能可参照上述方法流程，此处不再赘述。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行基于空间理解的灯具自动摆放方法，该方法包括：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法，该方法包括：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于空间理解的灯具自动摆放方法，该方法包括：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，包括：
获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；
对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；
对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
2.根据权利要求1所述的基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，所述根据所述边界拐点的坐标获取关键点，具体包括：
获取各个所述边界拐点与相邻两个所述边界拐点的连线所构成的、小于180度的夹角的角度，若所述夹角的角度小于预设度数，则将所述边界拐点作为所述关键点。
3.根据权利要求1所述的基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，所述根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序，具体包括：
获取每个所述关键点与相邻两个所述边界拐点的连线至所述功能间的边界的第一反向延长线和第二反向延长线；其中，所述功能间的边界由各个所述边界拐点顺次连接而成；
计算所述第一反向延长线的第一长度和所述第二反向延长线的第二长度，并将所述第一长度和所述第二长度的较小值作为待比较值；
根据各个所述关键点的所述待比较值由小到大的顺序对所述关键点进行排序。
4.根据权利要求3所述的基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，所述利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，具体包括：
对于每个所述关键点，获取所述第一反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第一长宽比和第二长宽比，以及获取所述第二反向延长线进行分割得到的两个区域的外接矩形的第三长宽比和第四长宽比；
根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值；
根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值；
若所述第一分割分值小于所述第二分割分值，则以所述第一反向延长线进行空间分割；若所述第一分割分值大于所述第二分割分值，则以所述第二反向延长线进行空间分割。
5.根据权利要求4所述的基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，所述根据所述第一长宽比和所述第二长宽比获取第一形状分割分值，根据所述第三长宽比和所述第四长宽比获取第二形状分割分值，具体包括：将所述第一长宽比和所述第二长宽比的均值作为所述第一形状分割分值，将所述第三长宽比和所述第四长宽比的均值作为所述第二形状分割分值；
所述根据所述第一形状分值和所述第一长度获取第一分割分值，根据所述第二形状分值和所述第二长度获取第二分割分值，具体包括：
将所述第一形状分值和所述第一长度的乘积作为所述第一分割分值，将所述第二形状分值和所述第二长度的乘积作为所述第二分割分值。
6.根据权利要求1所述的基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，所述计算各个所述子空间的质心，具体包括：
对各个所述子空间进行三角剖分，将各个所述子空间划分成多个相邻的三角形区域；
对于每个所述子空间，计算各个所述三角形区域的面积及质心，并根据各个所述三角形区域的面积获取所述子空间的面积；以各个所述三角形区域在所述子空间的面积占比作为权重、以各个所述三角形区域的质心作为数值，获取各个所述子空间的质心。
7.根据权利要求1所述的基于空间理解的灯具自动摆放方法，其特征在于，在所述将所述功能间分割为多个子空间之后，所述计算各个所述子空间的质心之前，所述方法还包括：
按照所述子空间的面积由小到大的顺序，依次遍历各个所述子空间；
在遍历每个所述子空间时，按照其他所述子空间的面积由小到大的顺序，依次判断各个所述其他子空间与当前遍历的所述子空间的邻接关系，若获取到与当前遍历的所述子空间相邻、且邻接边的长度超过同一直线上相邻两个所述子空间的最大边长预设比例的目标子空间，则将当前遍历的所述子空间和所述目标子空间合并。
8.一种基于空间理解的灯具自动摆放装置，其特征在于，包括：
关键点获取模块，用于：获取房屋中各个功能间的边界拐点的坐标，根据所述边界拐点的坐标获取关键点；其中，对于每个所述功能间，所述关键点位于由所述边界拐点所构成的凸多边形的内部；
空间分割模块，用于：对于每个所述功能间，根据所述关键点对于空间分割的重要程度，对所述关键点进行排序；然后，依次遍历排序后的每个关键点，并利用各个关键点对所述功能间进行空间分割，从而将所述功能间分割为多个子空间；其中，第二关键点进行空间分割时基于第一关键点进行空间分割的结果进行；其中，所述第一关键点和所述第二关键点是排序后的所述关键点中的相邻关键点，并且，所述第一关键点的排序靠前；
灯具摆放模块，用于：对于每个所述功能间，计算各个所述子空间的质心，将所述子空间的质心作为所述子空间的灯具摆放位置。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于空间理解的灯具自动摆放方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于空间理解的灯具自动摆放方法的步骤。
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