基于激光测距建模的空间设计合理性分析
基于激光测距建模的空间设计合理性分析
作者:张宁;
随着建筑设计水平的提高,对居住环境的空间布局合理性和舒适性提出了更高要求。在建筑设计和建筑规划中,需要对建筑空间的优化布局。在建筑空间布局中,需要融合光学、人类视觉等特征信息,优化建筑的采光、采暖、通风等效果。通过空间合理性布局,最大限度的提高建筑空间采光效果,减少建筑中的光污染,改善自然通风环境,提高居住的舒适性,因此,研究建筑空间的合理性布局方案在建筑设计和城市规划中具有重要的应用价值。目前,对建筑空间布局优化设计的设计主要针对两类:一 是采用图像信息融合处理的建筑空间布局规划方法;二是基于测距技术的建筑空间布局合理性规划设计方法等。前者采用智能视觉特征分析方法进行建筑空间的合理性设计,采用光学成像方法进行建筑空间图像拟合和虚拟重建,进行空间布局优化。后者是通过对建筑物的距离测量进行空间布局设计,其中距离测量的种类又主要分为人工测距方法和智能测距方法,通过对建筑反射障碍物的回波信号检测,进行距离测植,获得建筑空间的分布性障碍物的横波坐标位置,实现空间优化布局。较好的建筑空间规划设计效果,但是该方法的计算开销较大,复杂度较高,对建筑物的距离测量精度不高 。 为了克服传统方法的弊端,本文提出一种激光测距建模的空间设计方法。采用激光测距技术进行建筑物之间的距离测量和障碍物回波探测,提取激光回波信号模型进行空间波束形成处理,采用建筑物空间的目标回波自适应波束形成方法实现激光测距,通过距离和方位信息等参量估计实现建筑结构空间规划合理性设计。最后进行了实验测试分析,得出有效性结论,展示了本文方法在提高建筑空间设计合理性方面的优越性能。
1 空间距离测量与建筑障碍物的回波探测
为了实现建筑空间的合理性建模,本文采用激光测距进行建筑物网格分布距离测量,采用规则性的网格结构模型进行建筑物空间原始分布结构模型设计,得到建筑空间分布的网格结构模型。根据建筑空间分布的网格结构模型,采用激光测距技术进行空间设计,把建筑空间分布的特征值投影到30*30子块内,采用正方形网格结构模型进行激光折射的回波检测。
2、激光测距建模改进
在上述进行空间距离测量与建筑障碍物的回波探测的基础上,进行激光测距建模设计,采用激光测距技术进行建筑物之间的距离测量和障碍物回波探测。通过数据信息融合,在垂直方向上进行回波探测和波束行程,采用建筑物空间的目标回波自适应波束行程方法实现激光测距,将建筑空间理性布局问题转化为求局部最大值解向量问题。通过激光测距建模优化,采用建筑物空间的目标回波自适应波束形成方法实现激光测距,通过距离和方位信息等参量估计实现建筑结构空间规划合理性设计。
当满足空间分布障碍物的指向性约束条件时,通过目标回波自适应波束形成,实现建筑结构空间规划合理性设计。
3、仿真实验与结果分析
为了测试本文方法在实现激光测距和建筑空间设计中的性能,进行仿真实验分析。实验的硬件环境为:IntelCoreZ2.4GHz CPU和1GB内存的计算机,采用Matlab仿真工具进行数学编程和算法设计。设置晴天背阴处建筑的光照强度为2000lx,晴天阳光直射地面时建筑位置的采光强度为100000lx,前方建筑障碍物方位角分别为10°,20度,激光测距的探测脉冲怕你率分别为200Hz,根据上述仿真环境和参量设定,进行建筑空间布局仿真分析,得到采用本文方法和传统方法进行空间布局的采光强度对比结果,分析结果可知,采用本文方法进行建筑空间设计,通过激光测距进行优化布局,提高了建筑物的光照入射强度,改善了建筑空间的采光性能。
分析结果的值,采用本文方法进行激光测距和空间合理性分布设计,具有较高的测距精度,降低了计算开销,误差较低,提高了空间设计的合理性。
4、结束语
本文研究了建筑空间合理性设计问题,提出一种激光测距建模的空间设计方法。采用激光测距技术进行建筑物之间的距离测最和障碍物回波探测,提取激光回波信号模型进行空间波束形成处理,采用建筑物空间的目标回波自适应波束形成方法实现激光测距,通过距离和方位信息等参量估计实现建筑结构空间规划合理性设计。研究分析结果表明,采用该方法进行激光测距建模和空间设计,测距精度较高,从而使得建筑空间的布局更加合理,具有较高的应用价值。
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