[0001] 本发明涉及建筑设计的技术领域，尤其涉及一种基于VR技术的建筑设计方法。

[0002] 建筑设计是一个复杂而多样化的任务，涉及到空间规划、功能布局、材料选择等多个方面。传统的建筑设计方法主要依赖于平面图和纸质模型来表达设计概念，这种方式存在一些局限性，比如难以直观地展示空间感受、对设计效果的评估不够准确以及沟通交流的效率低下。随着虚拟现实（VR）技术的发展，它为建筑设计带来了全新的可能性。VR技术能够将建筑设计呈现为三维实时交互界面，设计师可以自由浏览和操作设计空间，更容易发现和解决设计中的问题，提高决策的准确性。尽管基于VR技术的建筑设计方法已经取得了一些进展，但在建模过程中仍存在技术成本高昂的问题，原始数据采集处理及建模加剧了人工成本和时间成本。针对该问题，本发明提出一种低成本自动化的VR建筑设计方法，实现建筑设计快速数字化构建。

[0059] 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。

[0060] 本申请实施例提供一种基于VR技术的建筑设计方法。所述基于VR技术的建筑设计方法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VR技术的建筑设计方法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。

[0061] 实施例1：S1：获取建筑设计平面草图以及立面草图，并对建筑设计平面草图以及立面草图进行预处理，得到预处理后的建筑设计平面草图以及立面草图。

[0062] 所述S1步骤中获取建筑设计平面草图以及立面草图，包括：获取建筑设计平面草图以及立面草图 ，其中建筑设计平面草图包括所设计建筑的平面形状，房间的位置、大小、相互关系，墙体的位置、厚度、柱的截面形状与尺寸大小以及门窗的位置，为所设计建筑的水平正投影，建筑设计立面草图包括所设计建筑中各结构的高度，为所设计建筑在铅直投影面的正投影。

[0063] 所述S1步骤中对建筑设计平面草图以及立面草图进行预处理，包括：对建筑设计平面草图以及立面草图进行预处理，其中建筑设计平面草图 的预处理流程为：
S11：对建筑设计平面草图 中每个像素进行灰度化处理，其中像素 的灰度化处理公式为：
。

[0064] 其中：表示像素 的灰度值。

[0065] 分别表示像素 在RGB颜色通道的颜色值。

[0066] 表示建筑设计平面草图 中第x行第y列的像素， ，N表示建筑设计平面草图的行像素数目，M表示建筑设计平面草图的列像素数目。

[0067] S12：计算建筑设计平面草图中每个像素的梯度和梯度方向，其中像素 的梯度和梯度方向为：；

[0068] 。

[0069] 其中：表示像素 的梯度， 表示像素 的梯度方向。

[0070] S13：计算建筑设计平面草图 中任意像素的邻域灰度值均值以及邻域灰度偏差值均值，其中像素 的邻域灰度值均值 为以像素 为中心的 像素区域的灰度值均值，像素 的邻域灰度偏差值均值为：
。

[0071] 其中：表示以像素 为中心的 像素区域， ，r表示像素区域
中的任意像素， 表示像素r的灰度值。

[0072] 表示像素 的邻域灰度偏差值均值。

[0073] S14：计算建筑设计平面草图中任意像素的梯度强度，其中像素 的梯度强度为：。

[0074] 其中：表示像素 的梯度强度。

[0075] 表示沿梯度方向 向上遍历得到的最近像素的梯度值，表示沿梯度方向 向下遍历得到的最近像素的梯度值。

[0076] S15：在灰度化处理后的建筑设计平面草图中，将梯度强度高于预设阈值的像素标记为边缘像素，得到预处理后的建筑设计平面草图 。

[0077] S2：对预处理后的建筑设计平面草图进行建筑结构检测识别，采用特征匹配的方式将建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图与建筑设计立面草图进行匹配。

[0078] 所述S2步骤中对预处理后的建筑设计平面草图进行建筑结构检测识别，包括：对预处理后的建筑设计平面草图进行建筑结构检测识别，其中建筑结构检测识别流程为：
S21：对于建筑设计平面草图 中任意连续边缘像素所构成的像素线，采用最小二乘法进行边缘像素拟合，直到拟合误差低于预设的误差阈值，并将像素线拆分为若干个直线段，其中每个直线段的长度n需要满足下式：
。

[0079] 其中：表示建筑设计平面草图 中边缘像素的数目。

[0080] 表示建筑设计平面草图 中连续边缘像素所构成的像素线的数目。

[0081] 过滤不满足 的直线段。

[0082] S22：获取每个直线段的端点坐标；其中端点坐标即为端点在建筑设计平面草图中的像素坐标。

[0083] S23：遍历所保留的所有直线段，对于任意两条直线段，判断两条直线段是否平行，若平行则计算两条直线段之间的像素距离dis，若 ，则将两条直线段标记为建筑中的窗户结构，若 ，则将两条直线段标记为建筑中的墙体结构。

[0084] S24：遍历建筑设计平面草图 中非直线段的像素，设置可调整半径R，以所遍历像素为圆心，R为半径画圆，通过调整可调整半径R，使得邻近像素所生成的大部分圆都交于一点，并将交于一点的大部分圆的圆心构成圆环，所构成圆环的圆心为建筑中门结构与墙体结构所连接的铰链位置，圆环半径为门结构的宽度。

[0085] 所述S2步骤中采用特征匹配的方式将建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图与建筑设计立面草图进行匹配，包括：采用特征匹配的方式将建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图与建筑设计立面草图进行匹配，其中特征匹配流程为：
计算建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图中直线段端点以及铰链位置在8个方向区间的梯度值编码结果，其中所划分8个方向区间包括
，依次用编号
表示，其中端点像素 的梯度值编码结果计算公式为：
；
。

[0086] 其中：表示端点像素 的梯度值编码结果。

[0087] 表示端点像素 在方向区间 的梯度值编码结果。

[0088] 以像素 为中心的 像素区域， ，s为像素区域 中梯度方向在方向区间 范围内的像素， 表示像素s的梯度方向，
表示像素s的梯度。

[0089] 计算预处理后建筑设计立面草图中任意边缘像素在8个方向区间的梯度值编码结果，并计算预处理后建筑设计立面草图中任意边缘像素梯度值编码结果与建筑设计平面草图中直线段端点以及铰链位置梯度值编码结果的余弦相似度。

[0090] 选取建筑设计立面草图中与建筑设计平面草图中直线段端点以及铰链位置梯度值编码结果余弦相似度最高的像素，作为直线段端点以及铰链位置的对应像素，并获取对应像素在建筑设计立面草图中的高度，作为直线段端点以及铰链位置所对应建筑结构的高度。

[0091] S3：根据建筑结构检测识别后建筑设计平面草图与建筑设计立面草图的匹配结果，生成建筑设计VR模型。

[0092] 所述S3步骤中根据匹配结果，生成建筑设计VR模型，包括：根据建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图与预处理后建筑设计立面草图的匹配结果，得到建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图中每个建筑结构在建筑设计立面草图中的高度，生成建筑设计VR模型，其中建筑设计VR模型的生成流程为：
S31：根据建筑设计平面草图中直线段的建筑结构标记结果以及建筑结构高度，生成相同高度相同建筑结构类型的三维建筑结构模型。

[0093] S32：按照建筑设计平面草图中不同建筑结构的位置，在同一水平面对三维建筑结构模型进行摆放。

[0094] S33：将水平面以及水平面上所摆放的若干三维建筑结构模型作为建筑设计VR模型。

[0095] S4：利用VR设备对建筑设计VR模型优化调整，并生成优化调整后建筑设计VR模型的平面图以及立面图，作为基于VR技术的建筑设计方案。

[0096] 所述S4步骤中利用VR设备对建筑设计VR模型优化调整，并生成优化调整后建筑设计VR模型的平面图以及立面图，作为建筑设计方案，包括：建筑设计师利用VR设备对建筑设计VR模型优化调整，其中基于VR设备的建筑设计VR模型优化调整方式包括：
S41：VR设备识别建筑设计师的放大/缩小手势，对建筑设计VR模型进行同比例放大/缩小处理。

[0097] S42：VR设备识别建筑设计师的手势旋转角度 ，对建筑设计VR模型进行角度 的旋转处理，其中建筑设计VR模型中每个坐标点的旋转处理公式为：。

[0098] 其中：表示建筑设计VR模型中未旋转的坐标点， 表示对 进行角
度为 的旋转处理后的坐标点。

[0099] S43：VR设备提供若干种颜色，建筑设计师可通过手势选取颜色对建筑设计VR模型中的任意三维建筑结构模型进行颜色渲染处理。

[0100] S44：VR设备提供不同建筑结构类型的三维建筑结构模型，建筑设计师可通过手势选取不同建筑结构类型的三维建筑结构模型，使用放大/缩小手势对所选取三维建筑结构模型进行尺寸放大/缩小处理，并将处理后的三维建筑结构模型放置于建筑设计VR模型中的任意位置。

[0101] S45：建筑设计师可通过手势对建筑设计VR模型中的任意三维建筑结构模型进行拖拽以及删除处理。

[0102] 对优化调整后的建筑设计VR模型分别进行水平正投影以及在铅直投影面的正投影处理，生成优化调整后建筑设计VR模型的平面图以及立面图，作为基于VR技术的建筑设计方案。

[0103] 实施例2：如图2所示，是本发明一实施例提供的实现基于VR技术的建筑设计方法的电子设备的结构示意图。

[0104] 所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、通信接口13和总线，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，如程序12。

[0105] 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（Secure Digital， 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，例如程序12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。

[0106] 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（用于实现基于VR技术的建筑设计的程序12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。

[0107] 所述通信接口13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，并实现电子设备内部组件之间的连接通信。

[0108] 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。

[0109] 图2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2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。

[0110] 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。

[0111] 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。

[0112] 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。

[0113] 所述电子设备1中的所述存储器11存储的程序12是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：获取建筑设计平面草图以及立面草图，并对建筑设计平面草图以及立面草图进行预处理，得到预处理后的建筑设计平面草图以及立面草图。

[0114] 对预处理后的建筑设计平面草图进行建筑结构检测识别，采用特征匹配的方式将建筑结构检测识别后的建筑设计平面草图与建筑设计立面草图进行匹配。

[0115] 根据建筑结构检测识别后建筑设计平面草图与建筑设计立面草图的匹配结果，生成建筑设计VR模型。

[0116] 利用VR设备对建筑设计VR模型优化调整，并生成优化调整后建筑设计VR模型的平面图以及立面图，作为基于VR技术的建筑设计方案。

[0117] 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2对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。

[0118] 需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

[0119] 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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，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的方法。

[0120] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。