一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统及方法

一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机虚拟仿真技术领域，更具体地，涉及一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统及方法。

背景技术

室内装饰行业是国民经济的产业之一，近几年来，随着市场需求的持续增长，中国室内装饰行业正在飞速的向前发展。伴随着电子商务的蓬勃发展和新经济时代消费者的个性化和多样化需求，室内装饰行业原有的经营理念和模式己经无法适应市场新的需求和变化，尤其是在软装设计服务和实施方面，市场呼唤着创新与变革。随着一种新的电子商务模式O2O(ONLINE TO OFFLINE，线上线下一体化)的兴起，有利于室内软装产品的销售端展示、产品定制化和服务管理，提高设计效率和销售效益，促进软装设计的规模经营、节本增效、产品质量等方面起着支撑和促进的作用。

目前，室内设计软装展示需求主要有：1)模型的精度需求，模型能够还原产品的造型、材质以及配色等；2)模型数据加工的批量性需求，由于室内产品的数量类型多、数量大，因此模型数据采集的方式应具有批量处理、程序化分工处理的标准步骤，以满足模型加工数量的要求；3)模型展示的便捷性需求，由于室内设计产品的展示应用场景多为移动的、多端口的，因此技术上选用移动端进行展示，因此模型要轻量化以保证展示的流畅性和在移动网络使用中的便捷性。公开号为CN112632666A(公开日2021-04-09)提出一种基于虚拟现实技术的室内装修设计系统及实现方法，通过机器视觉测量三维信息更详细、精确，可使用户沉浸式、即视式地看到设计效果图，为用户提供丰富的设计方案模板，将满足转换条件的家居商品信息转换成三维模型，为用户提供新的装饰元素。然而基于虚拟现实技术存在一定的局限性，无法和相机外的真实场景进行混合，且由于数据量过大导致稳定性、流畅性存在缺陷。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的室内设计效果图无法和相机外的真实场景进行混合的缺陷，提供一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统，以及一种基于逆向建模及AR技术的室内设计方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统，包括：

图像采集单元，用于采集软装产品图像，以及获取应用场景图像；

建模单元，用于根据采集的软装产品图像进行照片融合式逆向扫描建模构建软装产品模型，所述软装产品模型标注有相应标签后存储在数据库中；

数据库，用于存储构建的软装产品模型，以及软装产品的资料数据；

AR处理单元，用于将从数据库中调取的软装产品模型与所述图像采集单元采集的当前应用场景图像进行图像融合；

人机交互模块，包括显示单元和输入单元，用于输入操作指令，以及用于基于AR技术显示应用场景图像及目标软装产品模型的融合结果；

其中，所述图像采集单元的输出端分别与所述建模单元、人机交互模块的输入端连接；所述建模单元的输出端与所述数据库的输入端连接，所述数据库的输出端分别与所述AR处理单元和人机交互模块的输入端连接，所述AR处理单元的输出端与所述人机交互模块的输入端连接，所述人机交互模块的输出端与所述数据库连接。

在使用过程中，所述图像采集单元对软装产品进行图像采集后传输至所述建模单元中进行照片融合式逆向扫描建模，构建相应的软装产品模型，将所述软装产品模型标注有相应标签后存储在数据库中；用户通过所述人机交互模块中的输入单元输入操作指令，从所述数据库中调取目标软装产品模型并进行显示，对目标软装产品模型进行放置方向、尺寸大小、颜色纹理调整后发送到所述AR处理单元中，同时所述图像采集单元将采集的当前应用场景图像发送至所述AR处理单元中，所述AR处理单元基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合，再通过所述人机交互模块的显示单元显示室内设计结果。

作为优选方案，所述软装产品包括藏品、优品和试作，所述藏品包括实物工艺品，所述优品包括现有产品模型，所述试作包括自行制作的产品；所述建模单元对所述软装产品图像进行照片融合式逆向扫描建模构建得到藏品模型、优品模型和试作模型。

作为优选方案，所述数据库包括模型库、用户信息库，其中所述模型库存储有所述藏品模型、优品模型和试作模型，及其对应的模型属性，所述模型属性包括模型类型、模型尺寸、模型材质、模型颜色、模型ID；所述用户信息库存储有用户信息，所述用户信息包括账号、密码、用户类型。

本发明还提出了一种基于逆向建模及AR技术的室内设计方法，应用上述任一技术方案提出的室内设计系统，其具体包括以下步骤：

S1：图像采集单元对软装产品进行图像采集后传输至建模单元中进行照片融合式逆向扫描建模，构建相应的软装产品模型；

S2：将所述软装产品模型标注标签后存储在数据库中；

S3：通过人机交互模块输入操作指令，从所述数据库中调取目标软装产品模型并进行显示，并对目标软装产品模型进行放置方向、尺寸大小、颜色纹理调整，然后发送到所述AR处理单元中；

S4：通过图像采集单元采集当前应用场景图像并发送至所述AR处理单元中，所述AR处理单元基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合，再通过所述人机交互模块的显示单元显示室内设计结果。

作为优选方案，所述S1步骤中，还包括以下步骤：进行照片融合式逆向扫描建模后，对所述软装产品模型进行规整处理操作，所述规整处理操作包括模型边缘处理操作、减面操作和路径条理化处理操作。

作为优选方案，所述S1步骤中，对软装产品进行照片融合式逆向扫描建模的步骤包括：采用图像采集单元围绕所述软装产品进行大于或等于18个选点的拍摄；获取逆向建模原始模型，将拍摄的软装产品图像与逆向建模原始模型进行合并，并进行规整处理，完成软装产品模型的构建。

作为优选方案，还包括以下步骤：

获取现有产品模型，对获取的现有产品模型进行减面操作并检查贴图后，设置置入点并保存在所述数据库中；

导入自行制作的产品模型，对导入的产品模型进行减面操作并检查贴图后，设置置入点并保存在所述数据库中。

作为优选方案，所述S4步骤中，通过动态调节所述AR处理单元中的参数及权重，所述AR处理单元基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合；所述AR处理单元中的参数包括形态准确性、形态匹配度、材质精度、材质明度、色彩饱和度、色彩明度、色彩准确度、光影适配度、色彩适配度、信息准确性、信息安全性、交互合理性、交互效率性。

作为优选方案，还包括以下步骤：采用MD5信息摘要算法对所述数据库中存储的数据进行加密。

作为优选方案，还包括以下步骤：采用try catch对所述数据库中存储的数据进行错误捕获。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明通过采用逆向扫描重建软装产品的三维模型的方式，为软装设计提供有展示价值和研究价值的三维模型数据；进一步结合AR技术进行展示，完善室内软装设计及其产品的AR展示效果，能够将软装产品模型与真实场景进行融合，提高用户的使用体验。

附图说明

图1为实施例1的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统的结构示意图。

图2为实施例2的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法的流程图。

图3为实施例2的AR展示图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提出一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统，如图1所示，为本实施例的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统的结构示意图。

本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统中，包括：

图像采集单元1，用于采集软装产品图像，以及获取应用场景图像；

建模单元2，用于根据采集的软装产品图像进行照片融合式逆向扫描建模构建软装产品模型，所述软装产品模型标注有相应标签后存储在数据库3中；

数据库3，用于存储构建的软装产品模型，以及软装产品的资料数据；

AR处理单元4，用于将从数据库3中调取的软装产品模型与所述图像采集单元1采集的当前应用场景图像进行图像融合；

人机交互模块5，包括显示单元51和输入单元52，用于输入操作指令，以及用于基于AR技术显示应用场景图像及目标软装产品模型的融合结果；

所述图像采集单元1的输出端分别与所述建模单元2、人机交互模块5的输入端连接；所述建模单元2的输出端与所述数据库3的输入端连接，所述数据库3的输出端分别与所述AR处理单元4和人机交互模块5的输入端连接，所述AR处理单元4的输出端与所述人机交互模块5的输入端连接，所述人机交互模块5的输出端与所述数据库3连接。

本实施例中的软装产品包括藏品、优品和试作，所述藏品包括实物工艺品，所述优品包括现有产品模型，所述试作包括自行制作的产品；所述建模单元2对所述软装产品图像进行照片融合式逆向扫描建模构建得到藏品模型、优品模型和试作模型。

进一步，本实施例中的优品模型和试作模型通过网络获取或通过自行设计后倒入获得，构建或获取软装产品模型后，对所述软装产品模型进行规整处理操作后存储在数据库3中。

本实施例中的数据库3包括模型库31、用户信息库32，其中所述模型库31存储有所述藏品模型、优品模型和试作模型，及其对应的模型属性；所述模型属性包括模型类型、模型尺寸、模型材质、模型颜色、模型ID；所述用户信息库32存储有用户信息，所述用户信息包括账号、密码、用户类型。

在具体实施过程中，图像采集单元1对软装产品进行图像采集后传输至建模单元2中进行照片融合式逆向扫描建模，构建相应的软装产品模型，将软装产品模型标注有相应标签后存储在数据库3中；进一步的，通过网络或用户自行设计导入软装产品的三维模型作为优品模型或试作模型。

用户通过人机交互模块5中的输入单元52输入操作指令，从数据库3中调取目标软装产品模型并进行显示，对目标软装产品模型进行放置方向、尺寸大小、颜色纹理调整后发送到AR处理单元4中，同时图像采集单元1将采集的当前应用场景图像发送至AR处理单元4中，AR处理单元4基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合，再通过人机交互模块5的显示单元51显示室内设计结果。

本实施例中采用的AR技术经过确定与即时预览图像相对应的透视角度，能够即时预览场景图像及软装产品模型。在具体实施过程中，采用X Coding程序，对软装产品模型的形态、材质、色彩、环境适配等参数进行调整以及进行AR展示交互，通过确定各个参数的权重，调整AR展示效果。

本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统可应用于室内软装陈设展示应用，本实施例通过采用逆向扫描重建软装产品的三维模型的方式，为软装设计提供有展示价值和研究价值的三维模型数据；进一步结合AR技术进行展示，完善室内软装设计及其产品的AR展示效果，能够将软装产品模型与真实场景进行融合，提高用户的使用体验。

实施例2

本实施例提出一种基于逆向建模及AR技术的室内设计方法，应用于实施例1提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统。如图2所示，为本实施例的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法的流程图。

本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法中，包括以下步骤：

S1：图像采集单元1对软装产品进行图像采集后传输至建模单元2中进行照片融合式逆向扫描建模，构建相应的软装产品模型。

进一步的，在S1步骤中，进行照片融合式逆向扫描建模后，对所述软装产品模型进行规整处理操作，所述规整处理操作包括模型边缘处理操作、减面操作和路径条理化处理操作。

进一步的，对软装产品进行照片融合式逆向扫描建模的步骤包括：采用图像采集单元1围绕所述软装产品进行大于或等于18个选点的拍摄；获取逆向建模原始模型，将拍摄的软装产品图像与逆向建模原始模型进行合并，并进行规整处理，完成软装产品模型的构建。

在具体实施过程中，采用定点滑轨摄像机进行产品的拍照，围绕软装产品进行18个选点的拍摄，然后将软装产品图像传输至建模单元2中通过altizure进行逆向建模并进行规整处理。

S2：将所述软装产品模型标注标签后存储在数据库3中。

本实施例中的软装产品包括藏品、优品和试作，所述藏品包括实物工艺品，所述优品包括现有产品模型，所述试作包括自行制作的产品。

本实施例通过S1步骤构建作为藏品的软装产品模型，针对作为优品、试作的软装产品模型，本实施例通过以下步骤进行构建：获取现有产品模型，对获取的现有产品模型进行减面操作并检查贴图后，设置置入点并作为优品模型保存在所述数据库3中；导入自行制作的产品模型，对导入的产品模型进行减面操作并检查贴图后，设置置入点并作为试作模型保存在所述数据库3中。

S3：通过人机交互模块5输入操作指令，从所述数据库3中调取目标软装产品模型并进行显示，并对目标软装产品模型进行放置方向、尺寸大小、颜色纹理调整，然后发送到所述AR处理单元4中。

S4：通过图像采集单元1采集当前应用场景图像并发送至所述AR处理单元4中，所述AR处理单元4基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合，再通过所述人机交互模块5的显示单元51显示室内设计结果。

在本实施例中，采用X Coding程序，通过动态调节所述AR处理单元4中软装产品模型的形态、材质、色彩、环境适配等参数，通过确定各个参数的权重，调整AR展示效果。所述AR处理单元4中的参数包括形态准确性、形态匹配度、材质精度、材质明度、色彩饱和度、色彩明度、色彩准确度、光影适配度、色彩适配度、信息准确性、信息安全性、交互合理性、交互效率性。

进一步的，采用MD5信息摘要算法对所述数据库3中存储的数据进行加密，保证用户信息安全和模型的数据安全；采用try catch对所述数据库3中存储的数据进行错误捕获，便于后续的维护工作。

在一具体实施过程中，应用本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法的进行室内设计AR展示效果如图3所示。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提出一种基于逆向建模及AR技术的室内设计系统，如图1所示，为本实施例的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统的结构示意图。

本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统中，包括：

图像采集单元1，用于采集软装产品图像，以及获取应用场景图像；

建模单元2，用于根据采集的软装产品图像进行照片融合式逆向扫描建模构建软装产品模型，所述软装产品模型标注有相应标签后存储在数据库3中；

数据库3，用于存储构建的软装产品模型，以及软装产品的资料数据；

AR处理单元4，用于将从数据库3中调取的软装产品模型与所述图像采集单元1采集的当前应用场景图像进行图像融合；

人机交互模块5，包括显示单元51和输入单元52，用于输入操作指令，以及用于基于AR技术显示应用场景图像及目标软装产品模型的融合结果；

所述图像采集单元1的输出端分别与所述建模单元2、人机交互模块5的输入端连接；所述建模单元2的输出端与所述数据库3的输入端连接，所述数据库3的输出端分别与所述AR处理单元4和人机交互模块5的输入端连接，所述AR处理单元4的输出端与所述人机交互模块5的输入端连接，所述人机交互模块5的输出端与所述数据库3连接。

本实施例中的软装产品包括藏品、优品和试作，所述藏品包括实物工艺品，所述优品包括现有产品模型，所述试作包括自行制作的产品；所述建模单元2对所述软装产品图像进行照片融合式逆向扫描建模构建得到藏品模型、优品模型和试作模型。

进一步，本实施例中的优品模型和试作模型通过网络获取或通过自行设计后倒入获得，构建或获取软装产品模型后，对所述软装产品模型进行规整处理操作后存储在数据库3中。

本实施例中的数据库3包括模型库31、用户信息库32，其中所述模型库31存储有所述藏品模型、优品模型和试作模型，及其对应的模型属性；所述模型属性包括模型类型、模型尺寸、模型材质、模型颜色、模型ID；所述用户信息库32存储有用户信息，所述用户信息包括账号、密码、用户类型。

在具体实施过程中，图像采集单元1对软装产品进行图像采集后传输至建模单元2中进行照片融合式逆向扫描建模，构建相应的软装产品模型，将软装产品模型标注有相应标签后存储在数据库3中；进一步的，通过网络或用户自行设计导入软装产品的三维模型作为优品模型或试作模型。

用户通过人机交互模块5中的输入单元52输入操作指令，从数据库3中调取目标软装产品模型并进行显示，对目标软装产品模型进行放置方向、尺寸大小、颜色纹理调整后发送到AR处理单元4中，同时图像采集单元1将采集的当前应用场景图像发送至AR处理单元4中，AR处理单元4基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合，再通过人机交互模块5的显示单元51显示室内设计结果。

本实施例中采用的AR技术经过确定与即时预览图像相对应的透视角度，能够即时预览场景图像及软装产品模型。在具体实施过程中，采用X Coding程序，对软装产品模型的形态、材质、色彩、环境适配等参数进行调整以及进行AR展示交互，通过确定各个参数的权重，调整AR展示效果。

本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统可应用于室内软装陈设展示应用，本实施例通过采用逆向扫描重建软装产品的三维模型的方式，为软装设计提供有展示价值和研究价值的三维模型数据；进一步结合AR技术进行展示，完善室内软装设计及其产品的AR展示效果，能够将软装产品模型与真实场景进行融合，提高用户的使用体验。

实施例2

本实施例提出一种基于逆向建模及AR技术的室内设计方法，应用于实施例1提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计系统。如图2所示，为本实施例的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法的流程图。

本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法中，包括以下步骤：

S1：图像采集单元1对软装产品进行图像采集后传输至建模单元2中进行照片融合式逆向扫描建模，构建相应的软装产品模型。

进一步的，在S1步骤中，进行照片融合式逆向扫描建模后，对所述软装产品模型进行规整处理操作，所述规整处理操作包括模型边缘处理操作、减面操作和路径条理化处理操作。

进一步的，对软装产品进行照片融合式逆向扫描建模的步骤包括：采用图像采集单元1围绕所述软装产品进行大于或等于18个选点的拍摄；获取逆向建模原始模型，将拍摄的软装产品图像与逆向建模原始模型进行合并，并进行规整处理，完成软装产品模型的构建。

在具体实施过程中，采用定点滑轨摄像机进行产品的拍照，围绕软装产品进行18个选点的拍摄，然后将软装产品图像传输至建模单元2中通过altizure进行逆向建模并进行规整处理。

S2：将所述软装产品模型标注标签后存储在数据库3中。

本实施例中的软装产品包括藏品、优品和试作，所述藏品包括实物工艺品，所述优品包括现有产品模型，所述试作包括自行制作的产品。

本实施例通过S1步骤构建作为藏品的软装产品模型，针对作为优品、试作的软装产品模型，本实施例通过以下步骤进行构建：获取现有产品模型，对获取的现有产品模型进行减面操作并检查贴图后，设置置入点并作为优品模型保存在所述数据库3中；导入自行制作的产品模型，对导入的产品模型进行减面操作并检查贴图后，设置置入点并作为试作模型保存在所述数据库3中。

S3：通过人机交互模块5输入操作指令，从所述数据库3中调取目标软装产品模型并进行显示，并对目标软装产品模型进行放置方向、尺寸大小、颜色纹理调整，然后发送到所述AR处理单元4中。

S4：通过图像采集单元1采集当前应用场景图像并发送至所述AR处理单元4中，所述AR处理单元4基于AR技术对目标软装产品模型和当前应用场景图像进行图像融合，再通过所述人机交互模块5的显示单元51显示室内设计结果。

在本实施例中，采用X Coding程序，通过动态调节所述AR处理单元4中软装产品模型的形态、材质、色彩、环境适配等参数，通过确定各个参数的权重，调整AR展示效果。所述AR处理单元4中的参数包括形态准确性、形态匹配度、材质精度、材质明度、色彩饱和度、色彩明度、色彩准确度、光影适配度、色彩适配度、信息准确性、信息安全性、交互合理性、交互效率性。

进一步的，采用MD5信息摘要算法对所述数据库3中存储的数据进行加密，保证用户信息安全和模型的数据安全；采用try catch对所述数据库3中存储的数据进行错误捕获，便于后续的维护工作。

在一具体实施过程中，应用本实施例提出的基于逆向建模及AR技术的室内设计方法的进行室内设计AR展示效果如图3所示。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。