CN117579804B - 一种基于ar的装配式建筑构件预布局体验方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及布局体验技术领域，揭露了一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置，包括：接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，获取真实场景位置，基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流，并将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端。本发明可解决装配式建筑构件预布局体验感较差的问题。

Description

一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置
技术领域
本发明涉及布局体验技术领域，尤其涉及一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着城市的发展，绿色、可循环经济被越来越多的人所熟知。装配式建筑，在此孕育而生。装配式建筑凭借其：安全性高、资源使用率高、工序少及易回收等优势在建筑行业中得到了广泛推广，与之相对应的是，对于装配式建筑构件的预布局体验方法尤为重要。
目前，对于装配式建筑构件的预布局体验方法为：获取装配式建筑构件的建筑模型及装配式建筑构件在真实场景中的位置，基于真实场景中的位置完成对装配式建筑构件的体验。
虽然上述方法能够实现对装配式建筑构件的预布局体验，但是，在对装配式建筑构件的建筑模型进行体验时，未考虑环境中的光照因素及建筑模型的材质，且未考虑设定多个可以用于体验装配式建筑构件的体验点，造成了装配式建筑构件预布局体验感较差的问题。
发明内容
本发明提供一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决装配式建筑构件预布局体验感较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置，包括：
接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
可选地，所述并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，包括：
构建参考坐标系，基于所述参考坐标系获取虚拟装配式建筑构件位置的特征坐标，得到标识坐标，获取所述摄像机的相机坐标，基于相机坐标及标识坐标计算摄像机的姿态，得到相机姿态；
基于所述相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置。
可选地，所述基于相机坐标及标识坐标计算摄像机的姿态，得到相机姿态，计算公式如下所示：
其中，表示相机坐标，/>表示标识坐标，/>为相机坐标转换为标识坐标的旋转矩阵，/>为摄像坐标转换为标识坐标的平移矩阵，其中，相机姿态由旋转矩阵及平移矩阵构成。
可选地，所述基于所述相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，包括：
拟合以虚拟装配式建筑构件位置为圆心所构成的第一参考圆及第二参考圆，其中，第一参考圆为满足利用摄像机拍摄真实场景的最小圆，第二参考圆为第一参考圆为满足利用摄像机拍摄真实场景的圆，且第二参考圆的半径为预设的半径；
基于预设的第一均分数值及预设的第一起始位置，均分第一参考圆，得到多个第一真实场景采集点，基于预设的第二均分数值及预设的第二起始位置，均分第二参考圆，得到多个第二真实场景采集点；
基于所述多个第一真实场景采集点、多个第二真实场景采集点及相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置。
可选地，所述基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件，包括：
根据建筑构件集确认一个或多个目标构件；
从所述一个或多个目标构件中依次提取目标构件，并对所提取的目标构件均执行如下操作：
获取所提取的目标构件的尺寸信息，得到生成尺寸；
基于所述生成尺寸生成虚拟装配式建筑构件。
可选地，所述确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，包括：
基于所提取的目标构件获取虚拟装配式建筑构件位置。
可选地，所述利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流，包括：
获取摄像机的透视投影矩阵，基于所述透视投影矩阵将相机坐标转换为屏幕坐标；
基于真实场景位置及屏幕坐标获取真实场景视频流。
可选地，所述透视投影矩阵如下所示：
其中，表示透视投影矩阵，/>为透视投影矩阵在x轴方向上的尺度因子，/>为所述摄像机的焦距，/>为透视投影矩阵在y轴方向上的尺度因子，/>表示摄像机拍摄时在参考坐标系下的位置。
可选地，所述优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，包括：
获取虚拟装配式建筑构件预设的参数，得到渲染参数，其中，渲染参数包括：虚拟装配式建筑构件的材质及虚拟装配式建筑构件的颜色；
获取真实场景位置下的光波波长，利用所述光波波长构建参考点的光亮度关系式，所述参考点的光亮度关系式，如下所示：
其中，表示参考点的光亮度，/>表示在参考点处太阳光的入射强度，/>表示在参考点处天空光的入射强度，/>分别表示太阳光对参考点所张的立体角的最小值、最大值，/>分别表示天空光对参考点所张的立体角的最小值、最大值，/>分别表示参考点处的太阳光、天空光的双向反射分布函数，/>分别表示参考点对太阳光、天空光的遮挡函数，/>为立体角，/>表示太阳光、天空光的光线方向与参考点的法向夹角的余弦函数，/>分别为太阳光的入射角、反射角，/>分别为天空光的入射角、反射角；
根据所述光亮度关系式获取用于渲染虚拟装配式建筑构件的估计光照，利用估计光照及渲染参数优化所述真实场景视频流，得到优化场景视频流。
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验装置，所述装置包括：
体验指令接收模块，用于接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
真实场景位置确认模块，用于基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
视频流获取模块，用于基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
视频流优化及体验模块，用于优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置。
为解决背景技术所述问题，本发明实施例接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件，可见本发明实施例在对装配式建筑构件进行预布局时，明确了体验时的装配式建筑构件。基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，可见本发明实施例以装配式建筑位置为圆心，并基于装配式建筑构件的位置获取用采集真实场景的真实场景位置，并未局限于基于某一点或某一方面对装配式建筑构件进行体验，而是可用通过不同的角度、不同的位置对装配式建筑构件进行体验，从而提高用于在装配式建筑中的体验感。将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验，可见本发明实施例时，不仅考虑了虚拟装配式建筑构件自身的效果，还考虑了虚拟装配式建筑构件在真实环境中所表达出的效果，通过渲染及光影优化了真实场景视频流，进一步地，可以提高用户的体验感。因此本发明提出的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决装配式建筑构件预布局体验感较差的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的基于AR的装配式建筑构件预布局体验装置的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本申请实施例提供一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置。所述基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置的流程示意图。在本实施例中，所述基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置包括：
S1、接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件。
应明白的是，AR是augmented reality，意译为：增强现实。
需解释的是，预布局体验指令为布局指令操作员发出，为了满足客户进行装配式建筑预布局体验的需求，而根据建筑的实际结构进行预装配的指令，装配式建筑构件是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用的构件。另外的，通过预布局体验指令，可以在AR技术中实现，对尚未安装的装配式建筑进行安装位置、安装后的效果、安装的布局等进行调整。
进一步地，预布局体验指令中包含了由客户所需进行装配体验的构件，对预布局体验指令进行解析可以获得客户所需体验的建筑构建集。对预布局体验指令进行解析的技术，可选的，选用命令解析器对预布局体验指令进行解析，选用其他解析技术均能实现相同的作用效果，在此不再赘述。
应明白的是，所述楼板构件是作为装配式建筑中楼板的构件，可选的，选取叠合板作为楼板构件，墙板构件作为装配式建筑中墙板的构件，楼梯构件是作为装配式建筑中楼梯的构件，阳台构件是作为装配式建筑中阳台的构件，另外的，建筑构件集中所包括的构件，均按照为用于体验的模型，且模型的形状与实际进行建筑的预构建的模型一致，且预布局的装配式建筑的比例因与实际比例相同。
示例性的，某建筑公司接收到小张在划定区域内建筑一个阳台的请求，在建造之前，需要对划定区域内所建筑的阳台进行预布局。因此，公司中布局指令操作员小王，发出了预布局体验指令，并在预布局体验指令中明确了和小张商量后的阳台构件的种类，并按照和小张约定的建筑形式建构阳台体验场景，另外的，幼儿园体验场景中的构件比例和实际建筑时的比例相同。
S2、基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置。
需解释的是，虚拟装配式建筑构件为通过软件构造的装配式建筑构件。例如：通过3d Max构件装配式建筑构件。
可理解的是，所述基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件，包括：
根据建筑构件集确认一个或多个目标构件；
从所述一个或多个目标构件中依次提取目标构件，并对所提取的目标构件均执行如下操作：
获取所提取的目标构件的尺寸信息，得到生成尺寸；
基于所述生成尺寸生成虚拟装配式建筑构件。
应明白的是，目标构件为建筑构件集中所提取出，且需要生成虚拟装配式建筑模型的构件，同一种目标构件的数量及尺寸可能不同，因此需要对所提取的目标构件一一建模。尺寸信息为构建虚拟装配式建筑构件时所需的尺寸。
可理解的是，所述确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，包括：
基于所提取的目标构件获取虚拟装配式建筑构件位置。
应明白的是，不同种类的虚拟装配式建筑构件所需安装的位置不同，虚拟装配式建筑构件位置为所生成的虚拟装配式建筑构件在真实场景下所需安装的位置。
可理解的是，所述并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，包括：
构建参考坐标系，基于所述参考坐标系获取虚拟装配式建筑构件位置的特征坐标，得到标识坐标，获取所述摄像机的相机坐标，基于相机坐标及标识坐标计算摄像机的姿态，得到相机姿态；
基于所述相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置。
应明白的是，所述参考坐标系为人为任意规定的坐标系，且在规定后，具有不变且唯一性，可选的，选用世界坐标系作为参考坐标系。特征坐标为能够描述装配式建筑位置的坐标，例如，规定装配式建筑位置的圆心作为参考坐标系的原点，且所划定的装配式建筑的地基为长方形区域，则特征坐标为装配式建筑地基中的四个顶点所对应的坐标，且特征坐标的数量为大于等于4的整数。相机坐标系以相机光心出作为坐标原点，x轴为水平方向，y轴为竖直方向，z轴指向相机所观察的方向，且随着相机的移动而变化。通过将参考坐标系和相机坐标系进行转换，可以实现对装配式建筑的跟踪及注册。相机坐标为相机在参考坐标系下的坐标，另外的，对***在真实场景中根据目标位置的变化来实时获取传感器位姿，并按照使用者的当前视角重新建立空间坐标系并将虚拟场景渲染到真实环境中准确位置的过程叫做跟踪，虚拟场景准确定位到真实环境中的过程称为注册。真实场景位置为体验者在优化场景视频流中体验虚拟装配式建筑构件的位置及角度所对应在真实场景中的位置。
进一步地，所述基于相机坐标及标识坐标计算摄像机的姿态，得到相机姿态，计算公式如下所示：
其中，表示相机坐标，/>表示标识坐标，/>为相机坐标转换为标识坐标的旋转矩阵，/>为摄像坐标转换为标识坐标的平移矩阵，其中，相机姿态由旋转矩阵及平移矩阵构成。
需解释的是，相机姿态为相机位态表征了相机所处的位置及角度，标定了用户在体验虚拟装配式建筑构件的位置及角度，且基于相机姿态对虚拟装配式建筑构件进行不同的渲染，以便给予用户较佳的感受，且相机所处的位置为多个第一真实场景采集点及多个第二真实场景采集点中的采集点，相机所处的角度为预设的可体验角度。
需解释的是，所述基于所述相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，包括：
拟合以虚拟装配式建筑构件位置为圆心所构成的第一参考圆及第二参考圆，其中，第一参考圆为满足利用摄像机拍摄真实场景的最小圆，第二参考圆为第一参考圆为满足利用摄像机拍摄真实场景的圆，且第二参考圆的半径为预设的半径；
基于预设的第一均分数值及预设的第一起始位置，均分第一参考圆，得到多个第一真实场景采集点，基于预设的第二均分数值及预设的第二起始位置，均分第二参考圆，得到多个第二真实场景采集点；
基于所述多个第一真实场景采集点、多个第二真实场景采集点及相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置。
应明白的是，可选的，第一参考圆的获取方式为：利用预训练的神经网络对以装配式建筑位置为圆心所获取卫星图像进行拟合得到的，另外的，第二参考圆的获取方式与第一参考圆的获取方法相同，且能够实现同样的技术效果，在此不再赘述。
可理解的是，通过对第一参考圆及第二参考圆的划分能够实现基于不同位置对虚拟装配式建筑构件的体验。第一均分数值及第二均分数值分别为对第一参考圆及第二参考圆进行均匀划分时，划分倍数的数值，多个第一真实场景采集点及多个第二真实场景采集点分别为对第一参考圆及第二参考圆进行划分时，每个划分点所对应的位置，第一起始位置及第二起始位置分别为对第一参考圆及第二参考圆进行划分时的起始位置，且起始位置可配合参考坐标系使用。真实场景位置为摄像机在真实场景中进行拍摄时的位置。
示例性的，第一参考圆的半径为5m，第二参考圆的预设的半径为6m，且第一参考圆及第二参考圆的第一均分数值及第二均分数值均为4，且第一起始位置及第二起始位置均为参考坐标系中的x轴，基于所述前提，分别划分第一参考圆及第二参考圆，分别得到4个第一真实场景采集点及4个第二真实场景采集点，且采集点之间的圆心角均为90度，在采集点处完成对真实场景的采集。
可理解的是，所述基于所述多个第一真实场景采集点及多个第二真实场景采集点及相机姿态获取真实场景的位置信息，包括：
多个第一真实场景采集点及多个第二真实场景采集点依次提取目标真实场景采集点，并对所提取的目标真实采集点执行如下操作：基于目标真实采集点及相机姿态计算得到位置信息。另外的，真实场景采集点的实际应用需结合真实场景的情况。例如：楼梯构件预安装于墙角，且墙角为90度角，则多个第一真实场景采集点及多个第二真实场景采集点中均只有25%的采集点可以使用于获取真实场景视频流。
进一步地，所述利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流，包括：
获取摄像机的透视投影矩阵，基于所述透视投影矩阵将相机坐标转换为屏幕坐标；
基于真实场景位置及屏幕坐标获取真实场景视频流。
需解释的是，所述透视投影矩阵如下所示：
其中，表示透视投影矩阵，/>为透视投影矩阵在x轴方向上的尺度因子，/>为所述摄像机的焦距，/>为透视投影矩阵在y轴方向上的尺度因子，/>表示摄像机拍摄时在参考坐标系下的位置。
应明白的是，屏幕坐标为基于参考坐标所拍摄的视频时，视频在屏幕中所呈现位置的坐标，相机坐标转换为屏幕坐标的主要目的是为了在计算机图形学中实现三维物体的二维表示，有助于提高用户的体验感。
示例性的，基于虚拟装配式建筑构件的标识位置及透视投影矩阵将参考坐标系下的标识位置所对应的点转换为相机坐标系中的点，并通过相机的位置及相机的朝向将转换后的点转换至屏幕坐标，实现在屏幕上正确的显示虚拟装配式建筑构件的图像。
S3、基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流。
需解释的是，真实场景视频流是指真实场景下的视频数据的传输，即通过真实场景下视频的形式反应虚拟装配式建筑构件所处的自然环境。
S4、将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流。
应明白的是，可选的，选取图像处理器，将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，选用其他方法均能实现相同的效果，在此不再赘述。
S5、优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
应明白的是，所述优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，包括：
获取虚拟装配式建筑构件预设的参数，得到渲染参数，其中，渲染参数包括：虚拟装配式建筑构件的材质及虚拟装配式建筑构件的颜色；
获取真实场景位置下的光波波长，利用所述光波波长构建参考点的光亮度关系式，所述参考点的光亮度关系式，如下所示：
其中，表示参考点的光亮度，/>表示在参考点处太阳光的入射强度，/>表示在参考点处天空光的入射强度，/>分别表示太阳光对参考点所张的立体角的最小值、最大值，/>分别表示天空光对参考点所张的立体角的最小值、最大值，/>分别表示参考点处的太阳光、天空光的双向反射分布函数，/>分别表示参考点对太阳光、天空光的遮挡函数，/>为立体角，/>表示太阳光、天空光的光线方向与参考点的法向夹角的余弦函数，/>分别为太阳光的入射角、反射角，/>分别为天空光的入射角、反射角；
根据所述光亮度关系式获取用于渲染虚拟装配式建筑构件的估计光照，利用估计光照及渲染参数优化所述真实场景视频流，得到优化场景视频流。
可理解的是，参考点为真实场景视频流中某帧图像中真实建筑上的点，通过参考点对真实建筑的光照效果进行获取后，将光照效果应用于渲染虚拟建筑，有利于提高用于的体验感，渲染参数为：对建筑构件进行效果渲染的参数，可选的，选用对建筑构件进行渲染的工具为：3ds max。对真实场景视频流进行优化的目的是提高用户在使用装配式建筑预构建布局体验的体验，且虚拟装配式建筑构件的材质及虚拟装配式建筑构件的颜色会对实际所生产的装配式建筑产生影响，因此，虚拟装配式建筑构件的材质及虚拟装配式建筑构件的颜色在对真实场景视频流进行优化时，作为不可或缺的影响因素。例如：某p型装配式建筑构件的材质选用不锈钢，且在装配式建筑构件外涂有具有镜面反射效果的绿色油漆，通过装配式建筑可以反射出绿色的光，进而影响对其他装配式建筑构件的体验效果。可选的，根据所述光亮度关系式获取用于渲染建筑构件的估计光照，选用的方法为：基图像分解算法，且基图像分解算法为现有技术，在此不再赘述。优化场景视频流为包含虚拟装配式建筑构件的材质、虚拟装配式建筑构件的颜色及估计光照的视频。
进一步地，所述基于真实场景位置估计真实场景下的光照，得到估计光照，包括：
利用预训练的光照拟合器拟合真实场景下的光照，得到估计光照。
需解释的是，光照拟合器是利用真实场景视频流中视频在帧数下图像的光照信息对即将要添加的虚拟装配式建筑构件的光照信息进行估计的工具，可选的，选取深度学习网络利用所采集的照片对所采集的照片中的光照强度及环境光照强度进行训练所得到的工具，通过光照拟合器可以实现对所采集的照片中的光照条件进行拟合，从而通过拟合后的光照条件优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流。选用其他技术均能实现相同的作用效果，在此不再赘述。
应明白的是，优化场景视频流为对真实场景视频流进行渲染后的视频流，通过优化场景视频流可以提升用于的体验感。将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，例如：预布局体验指令的发起端为小程序，在优化真实场景视频流，得到优化场景视频流后，将优化场景视频流发送至小程序，其他技术均能实现同样的效果，在此不再赘述。
为解决背景技术所述问题，本发明实施例接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件，可见本发明实施例在对装配式建筑构件进行预布局时，明确了体验时的装配式建筑构件。基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，可见本发明实施例以装配式建筑位置为圆心，并基于装配式建筑构件的位置获取用采集真实场景的真实场景位置，并未局限于基于某一点或某一方面对装配式建筑构件进行体验，而是可用通过不同的角度、不同的位置对装配式建筑构件进行体验，从而提高用于在装配式建筑中的体验感。将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验，可见本发明实施例时，不仅考虑了虚拟装配式建筑构件自身的效果，还考虑了虚拟装配式建筑构件在真实环境中所表达出的效果，通过渲染及光影优化了真实场景视频流，进一步地，可以提高用户的体验感。因此本发明提出的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决装配式建筑构件预布局体验感较差的问题。
如图2所示，是本发明一实施例提供的基于AR的装配式建筑构件预布局体验装置的功能模块图。
本发明所述基于AR的装配式建筑构件预布局体验装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于AR的装配式建筑构件预布局体验装置100可以包括体验指令接收模块101、真实场景位置确认模块102、视频流获取模块103及视频流优化及体验模块104。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述体验指令接收模块101，用于接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
所述真实场景位置确认模块102，用于基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
所述视频流获取模块103，用于基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
所述视频流优化及体验模块104，用于优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法及装置的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、总线12和通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如基于AR的装配式建筑构件预布局体验程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如基于AR的装配式建筑构件预布局体验程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如基于AR的装配式建筑构件预布局体验程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于AR的装配式建筑构件预布局体验程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以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存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明所指区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。区块链可以包括区块链底层平台、平台产品服务层以及应用服务层等。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法，其特征在于，所述方法包括：
接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验；
所述并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，包括：
构建参考坐标系，基于所述参考坐标系获取虚拟装配式建筑构件位置的特征坐标，得到标识坐标，获取所述摄像机的相机坐标，基于相机坐标及标识坐标计算摄像机的姿态，得到相机姿态；
基于所述相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
所述基于相机坐标及标识坐标计算摄像机的姿态，得到相机姿态，计算公式如下所示：
其中，/>表示相机坐标，/>表示标识坐标，/>为相机坐标转换为标识坐标的旋转矩阵，/>为摄像坐标转换为标识坐标的平移矩阵，其中，相机姿态由旋转矩阵及平移矩阵构成；
所述基于所述相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置，包括：
拟合以虚拟装配式建筑构件位置为圆心所构成的第一参考圆及第二参考圆，其中，第一参考圆为满足利用摄像机拍摄真实场景的最小圆，第二参考圆为第一参考圆为满足利用摄像机拍摄真实场景的圆，且第二参考圆的半径为预设的半径；
基于预设的第一均分数值及预设的第一起始位置，均分第一参考圆，得到多个第一真实场景采集点，基于预设的第二均分数值及预设的第二起始位置，均分第二参考圆，得到多个第二真实场景采集点；
基于所述多个第一真实场景采集点、多个第二真实场景采集点及相机姿态获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
所述优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，包括：
获取虚拟装配式建筑构件预设的参数，得到渲染参数，其中，渲染参数包括：虚拟装配式建筑构件的材质及虚拟装配式建筑构件的颜色；
获取真实场景位置下的光波波长，利用所述光波波长构建参考点的光亮度关系式，所述参考点的光亮度关系式，如下所示：
其中，/>表示参考点的光亮度，/>表示在参考点处太阳光的入射强度，/>表示在参考点处天空光的入射强度，/>分别表示太阳光对参考点所张的立体角的最小值、最大值，分别表示天空光对参考点所张的立体角的最小值、最大值，分别表示参考点处的太阳光、天空光的双向反射分布函数，分别表示参考点对太阳光、天空光的遮挡函数，/>为立体角，表示太阳光、天空光的光线方向与参考点的法向夹角的余弦函数，/>分别为太阳光的入射角、反射角，/>分别为天空光的入射角、反射角；
根据所述光亮度关系式获取用于渲染虚拟装配式建筑构件的估计光照，利用估计光照及渲染参数优化所述真实场景视频流，得到优化场景视频流。
2.如权利要求1所述的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法，其特征在于，所述基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件，包括：
根据建筑构件集确认一个或多个目标构件；
从所述一个或多个目标构件中依次提取目标构件，并对所提取的目标构件均执行如下操作：
获取所提取的目标构件的尺寸信息，得到生成尺寸；
基于所述生成尺寸生成虚拟装配式建筑构件。
3.如权利要求2所述的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法，其特征在于，所述确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，包括：
基于所提取的目标构件获取虚拟装配式建筑构件位置。
4.如权利要求1所述的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法，其特征在于，所述利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流，包括：
获取摄像机的透视投影矩阵，基于所述透视投影矩阵将相机坐标转换为屏幕坐标；
基于真实场景位置及屏幕坐标获取真实场景视频流。
5.如权利要求4所述的基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法，其特征在于，所述透视投影矩阵如下所示：
其中，/>表示透视投影矩阵，/>为透视投影矩阵在x轴方向上的尺度因子，/>为所述摄像机的焦距，/>为透视投影矩阵在y轴方向上的尺度因子，/>表示摄像机拍摄时在参考坐标系下的位置。
6.一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验装置，用于实现权利要求1所述的一种基于AR的装配式建筑构件预布局体验方法，其特征在于，所述装置包括：
体验指令接收模块，用于接收装配式建筑构件的预布局体验指令，解析所述预布局体验指令，得到用于生成所述装配式建筑构件的建筑构件集，其中，建筑构件集包括楼板构件、墙板构件、楼梯构件及阳台构件；
真实场景位置确认模块，用于基于所述建筑构件集生成虚拟装配式建筑构件， 确认虚拟装配式建筑构件在真实场景的位置，得到虚拟装配式建筑构件位置，并以所述虚拟装配式建筑构件位置为圆心，获取真实场景的位置信息，得到真实场景位置；
视频流获取模块，用于基于真实场景位置，利用摄像机拍摄真实场景，得到真实场景视频流；
将虚拟装配式建筑构件融合至真实场景视频流中，得到包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流；
视频流优化及体验模块，用于优化包括虚拟装配式建筑构件的真实场景视频流，得到优化场景视频流，并将优化场景视频流发送至预布局体验指令的发起端，完成装配式建筑构件预布局体验。
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