本技術(shù)涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理，尤其涉及一種限制空間的綠植配置方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代大型建筑的室內(nèi)或者幕墻上已經(jīng)開始在限制空間（例如：玻璃罩、隔網(wǎng)、幕墻等）內(nèi)種植綠植來(lái)改善室內(nèi)環(huán)境，以用于給室內(nèi)環(huán)境提供新鮮空氣以及增加綠化和生態(tài)感官元素，并通過(guò)調(diào)節(jié)養(yǎng)殖溫度、濕度、風(fēng)速等可實(shí)現(xiàn)不同植物的室內(nèi)養(yǎng)殖，在限制空間內(nèi)種植綠植是目前室內(nèi)公共環(huán)境、幕墻的主流綠化和增氧手段。

2、對(duì)于限制空間內(nèi)綠植的種植通常是通過(guò)人工布局配置的形式將綠植種植至限制空間內(nèi)，由于植物的大小高低不同，采用人工種植往往由于主觀誤差等因素導(dǎo)致綠植相互遮擋或不合理密植，尤其體現(xiàn)在限制空間有一面或多面靠墻時(shí)，相互遮擋和外部遮擋的弊端更為明顯，導(dǎo)致植物的生長(zhǎng)環(huán)境受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種限制空間的綠植配置方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中限制空間內(nèi)綠植種植存在主觀誤差不利于植物生長(zhǎng)的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：

3、一種限制空間的綠植配置方法，所述限制空間由上下依次通過(guò)蓋板和基質(zhì)蓋合的四個(gè)透明擋板合圍而成，所有基質(zhì)上種植有至少兩種不同高度的綠植，所述綠植配置方法包括：

4、步驟s1，分別獲取每個(gè)綠植的最小包圍盒；

5、步驟s2，分別將每個(gè)最小包圍盒鄰近綠植的根部一面定義為底面，每個(gè)底面分別約束于所述基質(zhì)的上表面；

6、步驟s3，將所述基質(zhì)的上表面均勻劃分為若干個(gè)網(wǎng)格；

7、步驟s4，獲取當(dāng)前網(wǎng)格沿四個(gè)透明擋板法線方向與外部障礙物的間隔距離；

8、步驟s5，獲取當(dāng)前網(wǎng)格的四個(gè)間隔距離的平均值并定義為當(dāng)前網(wǎng)格的基數(shù)；

9、步驟s6，將當(dāng)前最小包圍盒的高度數(shù)值的倒數(shù)定義為當(dāng)前最小包圍盒的權(quán)重系數(shù)；

10、步驟s7，加和當(dāng)前最小包圍盒所覆蓋的網(wǎng)格的所有基數(shù)并乘以當(dāng)前最小包圍盒的權(quán)重系數(shù)，得到當(dāng)前最小包圍盒的配置系數(shù)；

11、步驟s8，通過(guò)全局尋優(yōu)算法迭代更新所有最小包圍盒的位置，以使所有最小包圍盒的配置系數(shù)總和最??；

12、步驟s9，獲取與配置系數(shù)總和最小相匹配的所有最小包圍盒的位置即為所有綠植的配置位置。

13、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s1，分別獲取每個(gè)綠植的最小包圍盒，包括：

14、步驟s11，以所述基質(zhì)的上表面為xy面構(gòu)建立體直角坐標(biāo)系；

15、步驟s12，獲取當(dāng)前綠植分別基于xy面、xz面、yz面的第一投影、第二投影、第三投影；

16、步驟s13，將所述立體坐標(biāo)系的每個(gè)坐標(biāo)軸分別定義為一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；

17、步驟s14，分別根據(jù)每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前綠植，并通過(guò)弗洛伊德算法獲取所述第一投影、所述第二投影、所述第三投影的總面積的最小值；

18、步驟s15，獲取與所述最小值相對(duì)應(yīng)的基于當(dāng)前綠植的旋轉(zhuǎn)后形態(tài)；

19、步驟s16，獲取所述旋轉(zhuǎn)后形態(tài)的obb包圍盒，并將所述包圍盒定義為所述最小包圍盒。

20、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s12，獲取當(dāng)前綠植分別基于xy面、xz面、yz面的第一投影、第二投影、第三投影，包括：

21、步驟s121，獲取當(dāng)前綠植基于z軸的第一視覺圖像、基于y軸的第二視覺圖像、基于z軸的第三視覺圖像；

22、步驟s122，基于邊界提取算法獲取所述第一視覺圖像的第一邊界坐標(biāo)集、所述第二視覺圖像的第二邊界坐標(biāo)集、所述第三視覺圖像的第三邊界坐標(biāo)集；

23、步驟s123，獲取所述第一邊界坐標(biāo)集的合圍面積并定義為所述第一投影；

24、步驟s124，獲取所述第二邊界坐標(biāo)集的合圍面積并定義為所述第二投影；

25、步驟s125，獲取所述第三邊界坐標(biāo)集的合圍面積并定義為所述第三投影。

26、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s122，基于邊界提取算法獲取所述第一視覺圖像的第一邊界坐標(biāo)集、所述第二視覺圖像的第二邊界坐標(biāo)集、所述第三視覺圖像的第三邊界坐標(biāo)集，包括：

27、步驟s1221，將所有視覺圖像分別進(jìn)行二值化處理，基于一個(gè)視覺圖像得到一個(gè)黑白視覺圖像；

28、步驟s1222，根據(jù)所有視覺圖像的分辨率定義相同分辨率的柵格以劃分所有黑白視覺圖像；

29、步驟s1223，獲取當(dāng)前黑白視覺圖像的每個(gè)柵格的rgb顏色值；

30、步驟s1224，將rgb顏色值為0，0，0的柵格賦值為1，將rgb顏色值為255，255，255的柵格賦值為0；

31、步驟s1225，將每個(gè)柵格與相鄰的八個(gè)柵格定義為一個(gè)3×3窗口；

32、步驟s1226，在所有柵格上以一個(gè)柵格為一步通過(guò)所述3×3窗口遍歷所有柵格；

33、步驟s1227，基于所有遍歷結(jié)果刪除所述3×3窗口中賦值全為1的柵格和賦值全為0的柵格；

34、步驟s1228，獲取保留的柵格并定義為邊界并獲取邊界的坐標(biāo)集。

35、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s14，分別根據(jù)每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前綠植，并通過(guò)弗洛伊德算法獲取所述第一投影、所述第二投影、所述第三投影的總面積的最小值；

36、步驟s141，分別對(duì)每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸定義一個(gè)旋轉(zhuǎn)步長(zhǎng)；

37、步驟s142，分別遍歷每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的所有旋轉(zhuǎn)位置，并獲取每一次遍歷下當(dāng)前綠植的第一實(shí)時(shí)投影、第二實(shí)時(shí)投影、第三實(shí)時(shí)投影；

38、步驟s143，根據(jù)弗洛伊德算法的三重循環(huán)遍歷每個(gè)第一實(shí)時(shí)投影、每個(gè)第二實(shí)時(shí)投影、每個(gè)第三實(shí)時(shí)投影的實(shí)時(shí)總面積；

39、步驟s144，獲取所有實(shí)時(shí)總面積中數(shù)值最小的實(shí)時(shí)總面積并標(biāo)記為所述最小值。

40、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s8，通過(guò)全局尋優(yōu)算法迭代更新所有最小包圍盒的位置，以使所有最小包圍盒的配置系數(shù)總和最小，包括：

41、步驟s81，根據(jù)式（1）對(duì)所述配置系數(shù)總和的最小值定義若干個(gè)隨機(jī)解，并定義所有隨機(jī)解的尋優(yōu)結(jié)果為所有最小包圍盒的配置系數(shù)總和最??；

42、（1）；

43、其中，為所有隨機(jī)解的集合，分別為每個(gè)隨機(jī)解，為隨機(jī)解的標(biāo)號(hào)，為所有隨機(jī)解的個(gè)數(shù)；為所有隨機(jī)解的速度的集合，分別為每個(gè)隨機(jī)解的速度；

44、步驟s82，初始化每個(gè)隨機(jī)解的位置，并基于同一個(gè)隨機(jī)解根據(jù)式（2）分別更新當(dāng)前位置和當(dāng)前速度：

45、（2）；

46、其中，為第個(gè)隨機(jī)解在第步的速度，為第個(gè)隨機(jī)解在第步的速度慣性，為慣性系數(shù)，為第個(gè)隨機(jī)解的自我認(rèn)知表征，為第個(gè)隨機(jī)解的社會(huì)認(rèn)知表征；與均為學(xué)習(xí)因子，為的隨機(jī)數(shù)，為第個(gè)隨機(jī)解已獲得的個(gè)體最優(yōu)解，為第個(gè)隨機(jī)解已獲得的全局最優(yōu)解，為在第步的第個(gè)隨機(jī)解；

47、步驟s83，根據(jù)所述式（2）分別迭代每個(gè)隨機(jī)解，以更新每個(gè)以及每個(gè)；

48、步驟s84，分別判斷每個(gè)相比于上一步迭代的差值是否小于等于第一預(yù)設(shè)適應(yīng)閾值，若所有第一差值均小于等于第一預(yù)設(shè)適應(yīng)閾值，則執(zhí)行步驟s85；

49、步驟s85，分別判斷每個(gè)相比于上一步迭代的第二差值是否小于等于第二預(yù)設(shè)適應(yīng)閾值，若所有第二差值均小于等于第二預(yù)設(shè)適應(yīng)閾值，則執(zhí)行步驟s86；

50、步驟s86，判定已獲得所有最小包圍盒的配置系數(shù)總和最小的最優(yōu)解。

51、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s83，根據(jù)所述式（2）分別迭代每個(gè)隨機(jī)解，以更新每個(gè)以及每個(gè)，包括：

52、步驟s831，基于每一步迭代根據(jù)式（3）線性遞減所述慣性系數(shù)一次：

53、（3）；

54、其中，為第個(gè)隨機(jī)解在第步優(yōu)化后的慣性系數(shù)，為初始慣性系數(shù)，為當(dāng)前的迭代步數(shù)，為最大迭代步數(shù)。

55、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供了如下技術(shù)方案：

56、一種限制空間的綠植配置裝置，所述綠植配置裝置應(yīng)用于如上述的綠植配置方法，所述綠植配置裝置包括：

57、最小包圍盒獲取模塊，用于分別獲取每個(gè)綠植的最小包圍盒；

58、最小包圍盒約束模塊，用于分別將每個(gè)最小包圍盒鄰近綠植的根部一面定義為底面，每個(gè)底面分別約束于所述基質(zhì)的上表面；

59、基質(zhì)上表面劃分模塊，用于將所述基質(zhì)的上表面均勻劃分為若干個(gè)網(wǎng)格；

60、外部障礙物間隔距離獲取模塊，用于獲取當(dāng)前網(wǎng)格沿四個(gè)透明擋板法線方向與外部障礙物的間隔距離；

61、網(wǎng)格基數(shù)定義模塊，用于獲取當(dāng)前網(wǎng)格的四個(gè)間隔距離的平均值并定義為當(dāng)前網(wǎng)格的基數(shù)；

62、最小包圍盒權(quán)重系數(shù)定義模塊，用于將當(dāng)前最小包圍盒的高度數(shù)值的倒數(shù)定義為當(dāng)前最小包圍盒的權(quán)重系數(shù)；

63、最小包圍盒配置系數(shù)獲取模塊，用于加和當(dāng)前最小包圍盒所覆蓋的網(wǎng)格的所有基數(shù)并乘以當(dāng)前最小包圍盒的權(quán)重系數(shù)，得到當(dāng)前最小包圍盒的配置系數(shù)；

64、配置系數(shù)總和迭代模塊，用于通過(guò)全局尋優(yōu)算法迭代更新所有最小包圍盒的位置，以使所有最小包圍盒的配置系數(shù)總和最??；

65、配置位置獲取模塊，用于獲取與配置系數(shù)總和最小相匹配的所有最小包圍盒的位置即為所有綠植的配置位置。

66、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供了如下技術(shù)方案：

67、一種電子設(shè)備，包括處理器、以及與所述處理器耦接的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令；所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的所述程序指令時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的綠植配置方法。

68、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供了如下技術(shù)方案：

69、一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)存儲(chǔ)有程序指令，所述程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)上述的綠植配置方法。

70、本技術(shù)通過(guò)分別獲取每個(gè)綠植的最小包圍盒；分別將每個(gè)最小包圍盒鄰近綠植的根部一面定義為底面，每個(gè)底面分別約束于基質(zhì)的上表面；將基質(zhì)的上表面均勻劃分為若干個(gè)網(wǎng)格；獲取當(dāng)前網(wǎng)格沿四個(gè)透明擋板法線方向與外部障礙物的間隔距離；獲取當(dāng)前網(wǎng)格的四個(gè)間隔距離的平均值并定義為當(dāng)前網(wǎng)格的基數(shù)；將當(dāng)前最小包圍盒的高度數(shù)值的倒數(shù)定義為當(dāng)前最小包圍盒的權(quán)重系數(shù)；加和當(dāng)前最小包圍盒所覆蓋的網(wǎng)格的所有基數(shù)并乘以當(dāng)前最小包圍盒的權(quán)重系數(shù)，得到當(dāng)前最小包圍盒的配置系數(shù)；通過(guò)全局尋優(yōu)算法迭代更新所有最小包圍盒的位置，以使所有最小包圍盒的配置系數(shù)總和最小；獲取與配置系數(shù)總和最小相匹配的所有最小包圍盒的位置即為所有綠植的配置位置。本技術(shù)通過(guò)識(shí)別限制空間與外部障礙物（墻體、家具等固定設(shè)施）的距離來(lái)決定較高植物和較矮植物的擺放順序，由于距離障礙物越近的基質(zhì)網(wǎng)格具有越低的基數(shù)，使得越高的植物坐落在越低基數(shù)的網(wǎng)格上時(shí)，能夠具有更低的配置系數(shù)，使得越高的植物越靠近障礙物，越不會(huì)遮擋到其他植物的采光（障礙物默認(rèn)擋光），同時(shí)本技術(shù)的配置方式是基于綠植的最小包圍盒，使得多個(gè)綠植在配置時(shí)不會(huì)侵犯各自的最小包圍盒，從而達(dá)到合理密植的目的。