[發明專利]一種基于神經網絡的室內燈具自動布局設計方法、裝置、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202110384463.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113052971B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 鄭家祥;朱皓;唐睿
• 申請（專利權）人: 杭州群核信息技術有限公司;浙江大學
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06F30/13;G06F30/20;G06N3/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發明公開了一種基于神經網絡的室內燈具自動布局設計方法、裝置、系統及存儲介質，包括：依據三維場景模型獲得基于圖像的三維場景表示，并標注存在的燈具情況，得到標記的三維場景表示；利用基于神經網絡構建的類別設計模型對標記的三維場景表示預測下一個設計燈具的燈具類別和是否停止設計；在不停止設計時，當預測的燈具類別為筒燈時，依據標記的三維場景表示采用基于神經網絡的筒燈設計模型獲得筒燈設計位置；否則，當預測的燈具類別為壁燈時，依據標記的三維場景表示采用位置設計模型和壁燈設計模型獲得壁燈設計位置，其他類別燈具僅使用位置設計模型獲得燈具設計位置。這樣能夠實現對室內燈具的合理和準確布局設計。

技術領域

本發明屬于室內場景輔助設計領域，尤其涉及一種基于神經網絡的室內燈具自動布局設計方法、裝置、系統及存儲介質。

背景技術

在室內設計領域，尤其是室內燈光的設計領域，一個自動的燈具布局設計方法有著十分重要的意義。燈具是室內設計中不可缺少的元素，它不僅具有家具的屬性，同時決定了發光的位置，從而影響到室內空間的光照效果。但是和室內家具放置不同，燈具的位置往往存在于室內空間的更多地方，比如天花板和墻壁上，而大部分的家具則是放置在地板上。室內燈具設計實際上是一個復雜的任務，它需要考慮房間的整體結構信息，已放置家具的布局信息，一個好的燈具布局設計需要專業豐富的設計經驗。即使是在目前最專業的燈光設計軟件中，對于燈具布局的設計也需要不停的修改與迭代，這是一個費時費力的過程。

近些年來，人們使用數據驅動的方法對多種設計流程的自動化進行了探索。比如室內的家具放置，戶型設計以及建筑與規劃設計。與此同時，為了驅動這些方法，人們也構建了一些室內三維場景數據集。這些相關的工作證明了基于深度學習的方法可以從大量的三維場景數據中學習到設計的規則，從而自動的對新的場景進行合理的設計，如公告號為CN108984904A公開的一種基于深度神經網絡的家居設計方法。然而，目前并沒有針對燈具布局進行設計的方法，考慮到燈具布局的特殊性，直接使用已有的基于數據驅動的自動家具放置方法無法完整的考慮房間信息以及放置到天花板與墻壁上，所以需要一個針對燈具布局的自動設計方法。

公告號為CN107491590A的專利申請公開了一種基于BIM技術模擬室內燈光燈具預排布方法，包括：建立室內空間三維模型；創建天花造型結構模型；采用單位容量法計算室內空間三維模型所需的燈光照度和燈具數量；根據燈光照度和燈具數量，對天花造型結構模型進行虛擬燈具排布；進行室內燈光環境的渲染，模擬室內燈光效果；根據所模擬的室內燈光效果，調整虛擬燈具排布；制作并導出經調整的虛擬燈具排布的工程圖。該方法通過渲染結果調整虛擬燈具排布，計算消耗大，實際設計中并不適用。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的是提供一種基于神經網絡的室內燈具自動布局設計方法、裝置、系統及存儲介質，能夠有效地學習出給定數據集中隱含的燈具布局設計原則，并在新的場景中自動地設計出合理的燈具布局。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

第一方面，一種基于神經網絡的室內燈具自動布局設計方法，包括以下步驟：

依據三維場景模型獲得基于圖像的三維場景表示，在基于圖像的三維場景表示中標注已經存在的燈具情況，得到標記的三維場景表示；

利用基于神經網絡構建的類別設計模型對標記的三維場景表示預測下一個設計燈具的燈具類別和是否停止設計；

在不停止設計時，當預測的燈具類別為筒燈時，依據標記的三維場景表示采用基于神經網絡的筒燈設計模型獲得筒燈設計位置；否則，當預測的燈具類別為壁燈時，依據標記的三維場景表示采用位置設計模型和壁燈設計模型獲得壁燈設計位置，其他類別的燈具僅使用位置設計模型獲得燈具設計位置，實現對室內燈具自動布局設計。

第二方面，一種基于神經網絡的室內燈具自動布局設計裝置，包括：