CN106595612A - 基于bim的智能施工测量放样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的智能施工测量放样方法，包括以下步骤：根据图纸创建BIM模型，并将创建的BIM模型经格式转换后拷贝至BIM移动端，启动基于BIM的智能放样软件后创建测量放样任务；在测量放样现场完成智能全站仪就位工作后，使用BIM移动端连接智能全站仪，通过BIM移动端设定测量参数并控制智能全站仪完成对棱镜的连接及锁定；设定测站后，基于BIM模型进行放样或测量，并将测量放样成果导出。本发明提出的基于BIM的智能施工测量放样方法，提高了测量放样效率及精度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程测量放样技术领域，尤其涉及一种基于BIM（BuildingInformation Modeling，建筑信息模型）的智能施工测量放样方法。
背景技术
随着建筑业发展及建筑工艺的不断完善，大多数的建筑尤其是一些具有特殊代表意义的地标建筑物设计的越来越复杂，异形结构越来越多。相应的施工测量放样等各方面的要求也越来越高。传统的测量放样至少需要两名测量员进行配合完成，一人操作仪器，指挥另一人对测量放样点进行标记，两人配合默契程度大大影响测量放样效率和精度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于BIM的智能施工测量放样方法，旨在提高测量放样效率及精度。
为实现上述目的，本发明提供一种基于BIM的智能施工测量放样方法，包括以下步骤：
根据图纸创建BIM模型，并将创建的BIM模型经格式转换后拷贝至BIM移动端，启动基于BIM的智能放样软件后创建测量放样任务；
在测量放样现场完成智能全站仪就位工作后，使用BIM移动端连接智能全站仪，通过BIM移动端设定测量参数并控制智能全站仪完成对棱镜的连接及锁定；
设定测站后，基于BIM模型进行放样或测量，并将测量放样成果导出。
优选地，使用后方交会测站、已知点测站或上一测站方法来设定测站。
优选地，基于BIM模型进行放样时，包括以下步骤：
进行放样点坐标的添加；
开始放样，当选择棱镜模式放样后，选取要放样的点，智能全站仪自动旋转到正确坐标的方向上，移动棱镜到智能全站仪指向的方向，智能全站仪自动开启垂直搜索模式，并再次锁定棱镜，同时在BIM移动端上显示此时棱镜相对于放样点的正确坐标的位置关系，根据向前、向右、向上的提示移动棱镜到限差容许的位置，完成该放样点的放样工作，随后完成其它放样点的放样工作；当选择激光模式后放样，选取要放样的点，选中该坐标后，智能全站仪的镜头会自动旋转到正确的坐标位置上，同时会发射出可见激光，移动棱镜到激光位置，并设置棱镜高度，完成对该放样点的放样，随后完成其它放样点的放样工作；
记录实测放样点坐标。
优选地，基于BIM模型进行测量时，包括以下步骤：测量设站完成后，BIM移动端上显示棱镜实时位置的三维坐标信息、以及棱镜与智能全站仪的距离，将棱镜移动到要测量的点的位置处，修改棱镜的高度，通过智能全站仪进行坐标采集，BIM移动端显示当前测量点的三维坐标，修改点名称完成对该点的采集。
优选地，在创建BIM模型时，将其按专业、楼层、构建类型做好区分，以提高放样效率。
优选地，所述在测量放样现场完成智能全站仪就位工作后，使用BIM移动端连接智能全站仪，通过BIM移动端设定测量参数并控制智能全站仪完成对棱镜的连接及锁定的步骤具体包括：
在测站处后方交会测站方法或已知点测站方法架设智能全站仪；
使用BIM移动端无线连接智能全站仪，实现BIM移动端与智能全站仪的连接及通信；
启动基于BIM的智能施工放样软件，新建放样任务或打开原有任务，进入任务之后，显示放样BIM模型；
通过基于BIM的智能放样软件设置如下测量参数：目标、放样限差、导向光模式、导向光功率、设置坐标系、温度、气压；
通过基于BIM的智能放样软件控制智能全站仪对棱镜进行自动搜索并实现对棱镜的连接及锁定，基于BIM的智能放样软件显示棱镜与智能全站仪的实时距离，并实现对智能全站仪的控制。
优选地，BIM模型创建过程中需统一标准，建立样板文件时需确保坐标、轴网以及标高信息准确无误，同时确保模型构件标高信息与图纸信息一致，并根据测量放样需求添加必要的特征点信息。
本发明提出的基于BIM的智能施工测量放样方法具有以下有益效果：
1、实现了Android平台、移动BIM、三维测量机器人的集成，智能化程度高；
2、基于BIM的智能放样软件调用智能全站仪的通信接口，可通过WiFi连接，实现对智能全站仪的遥控操作，并通过二次开发实现了虚拟现实交互功能，为施工BIM应用提供了一个结合BIM模型成果和放样生产操作的平台，帮助测量员在现场直接利用BIM模型成果进行测量放样，计算工作完全自动化，降低了测量放样人力成本，一人即可完成测量放样工作，测量放样信息自动计算与记录，提高测量放样效率及精度；
3、提供了施工现场实时测量功能，可用于竣工测量，有利于竣工模型创建。
附图说明
图1为本发明基于BIM的智能施工测量放样方法优选实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
参照图1，图1为本发明基于BIM的智能施工测量放样方法优选实施例的流程示意图。
本优选实施例中，一种基于BIM的智能施工测量放样方法，包括以下步骤：
步骤S10，根据图纸创建BIM模型，并将创建的BIM模型经格式转换后拷贝至BIM移动端，启动基于BIM的智能放样软件后创建测量放样任务；
步骤S20，在测量放样现场完成智能全站仪就位工作后，使用BIM移动端连接智能全站仪，通过BIM移动端设定测量参数并控制智能全站仪完成对棱镜的连接及锁定；
步骤S30，设定测站后，基于BIM模型进行放样或测量，并将测量放样成果导出。
在步骤S10中，在创建BIM模型时，将其按专业(如土建、钢结构、机电安装、装饰装修等)、楼层、构建类型（如墙、柱、梁、板、楼梯等）做好区分，以提高放样效率。
为确保放样准确性及精度，BIM建模人员对设计图纸要进行仔细研究，深刻理解设计意图，同时与测量放样人员进行沟通，理解其测量放样需求，明确其需要的测量放样信息，以及测量放样过程中对模型的操作及应用需求。BIM模型创建需统一标准，建立样板文件，确保坐标、轴网、标高准确无误，同时确保模型构件信息（包括尺寸、位置、标高）与图纸信息一致，并根据测量放样需求添加必要的特征点信息等，确保相关参数信息的准确。
在步骤S10中，首先将创建好的BIM模型转化为IFC格式文件，然后利用格式转换工具（针对基于BIM的智能放样软件定制开发的格式转换工具）将IFC格式文件转换成智能放样软件所识别的特定格式文件，模型、坐标文件（支持csv，txt格式）、轴网文件（.grid格式），并将文件拷贝至BIM移动端，保存在智能放样软件目录下。启动基于BIM的智能放样软件即可显示导入的所有模型文件，选择需要放样的BIM模型，创建放样任务并打开，即可显示BIM模型并对模型进行操作，确定模型及信息正常导入且准确无误，即可用于现场放样测量。
步骤S20具体包括：
步骤S201，在测站处后方交会测站方法或已知点测站方法架设智能全站仪；
步骤S202，使用BIM移动端无线连接智能全站仪（智能全站仪开机后会自动打开WiFi热点，使用BIM移动端连接智能全站仪WiFi），实现BIM移动端与智能全站仪的连接及通信；
步骤S203，启动基于BIM的智能施工放样软件，新建放样任务或打开原有任务，进入任务之后，显示放样BIM模型；
步骤S204，通过基于BIM的智能放样软件设置如下测量参数：目标、放样限差、导向光模式、导向光功率、设置坐标系、温度、气压；
步骤S205，通过基于BIM的智能放样软件控制智能全站仪对棱镜进行自动搜索并实现对棱镜的连接及锁定，基于BIM的智能放样软件显示棱镜与智能全站仪的实时距离，并实现对智能全站仪的控制。
步骤S201中，在测站处架设智能全站仪，共有以下两种情况：
后方交会测站：可选择任意合适位置架设三脚架，通过固定螺旋将智能全站仪固定在三脚架上，进行粗略整平，确保其水平偏差在±3°范围内。打开智能全站仪电源，按下自动整平按钮，智能全站仪便可自动整平，大大提高整平效率。
已知点测站：在已知点处架设架设三脚架，通过固定螺旋将智能全站仪固定在三脚架上，打开智能全站仪电源，按下激光对中按钮，通过对中激光进行智能全站仪粗略对中及粗略整平，按下自动整平按钮，进行精确整平。此时，稍微松开固定螺旋，平移智能全站仪使其精确对中，完成智能全站仪的对中整平。
本实施例中，使用棱镜为360°棱镜，坐在确保智能全站仪从各个方向均可搜索到棱镜，实现连接并对棱镜进行自动跟踪。
具体地，在步骤S30中，使用后方交会测站、已知点测站或上一测站方法来设定测站。
使用后方交会设站法设定测站的过程如下：
1）输入智能全站仪的高度；
2）添加第一个已知点坐标，输入棱镜高度；
添加已知点的方式有三种：1、输入坐标点；2、选择坐标点；3、从模型选择点；
输入坐标点：在坐标输入处直接输入已知点三维坐标即可完成添加（坐标值间逗号隔开）；
选择坐标点：选择该方法在弹出的坐标列表中选择一个坐标点即可完成添加；
从模型上选择：在BIM模型上直接选择已知点，基于BIM的智能放样软件会返回该点的坐标信息，提取该坐标信息完成添加即可完成添加。
3）照准：第一个已知点坐标输入完成后，将棱镜移动到真实的已知点位置，采集该点坐标，照准结束。如果采集点有问题，可对其进行删除。注意整个过程要保证智能全站仪与棱镜保持正常工作状态；
同样方法添加第二个已知点坐标，输入棱镜高度并将其移动至正确位置，采集该点坐标完成照准。若满足设置的误差（满足误差：误差值小于限差值）则设站成功，返回设站点坐标和水平与高度误差；误差大于限差值则提示“误差过大重新设站”。设站完成后，BIM移动端上会显示智能全站仪与棱镜的当前位置。
使用已知点设站设定测站的过程如下：
1）输入智能全站仪的高度并添加已知测站点的坐标（添加方式详后方交会法设站）。
2）添加后视点坐标、输入360°棱镜高度并将其移动至真实位置，采集坐标完成照准。若满足设置的误差（满足误差：误差值小于限差值）则设站成功，返回设站点坐标和水平与高度误差；误差大于限差值则提示“误差过大重新设站”。
设站完成后，BIM移动端上会显示智能全站仪与棱镜的当前位置。
使用上一测站设定测站的过程如下：如果智能全站仪位置没有变化，可直接使用上一测站，避免重复设站（此种方式也适用于智能全站仪关机后重新开机的情况）。
步骤S30中，放样是将模型上的点或坐标信息在施工现场标记出来。测量是将施工现场现有结构或物体的位置、坐标信息进行采集。
具体地，在基于BIM模型进行放样时，采用以下步骤：
进行放样点坐标的添加；
开始放样，当选择棱镜模式放样后，选取要放样的点，智能全站仪自动旋转到正确坐标的方向上，移动棱镜到智能全站仪指向的方向，智能全站仪自动开启垂直搜索模式，并再次锁定棱镜，同时在BIM移动端上显示此时棱镜相对于放样点的正确坐标的位置关系，根据向前、向右、向上的提示移动棱镜到限差容许的位置，完成该放样点的放样工作，随后完成其它放样点的放样工作；当选择激光模式后放样，选取要放样的点，选中该坐标后，智能全站仪的镜头会自动旋转到正确的坐标位置上，同时会发射出可见激光，移动棱镜到激光位置，并设置棱镜高度，完成对该放样点的放样，随后完成其它放样点的放样工作；
记录实测放样点坐标。
设站成功后，进行放样点坐标的添加，放样点坐标有三种添加方式：1、直接输入放样点坐标；2、在坐标列表中选择放样点坐标；3、从模型上直接选择放样点。三种方式与设定测站过程中添加已知点坐标的方式类似，在此不再多加介绍。
因在实际工作过程中，无论是智能全站仪的原因还是操作人员的原因，棱镜的位置坐标几乎不可能完全位于放样点的真实位置上，此时就需要记录当前放样点的实测坐标。通过BIM移动端进行当前放样点实测坐标记录，修改实测点的名称，完成实测点坐标的采集。
步骤S30中，基于BIM模型进行测量时，具体包括以下步骤：测量设站完成后，BIM移动端上显示棱镜实时位置的三维坐标信息、以及棱镜与智能全站仪的距离，将棱镜移动到要测量的点的位置处，修改棱镜的高度，通过智能全站仪进行坐标采集，BIM移动端显示当前测量点的三维坐标，修改点名称完成对该点的采集。
步骤S30中，放样或测量完成后，可进行测量成果的导出，将测量放样成果根据应用需要导出成所需格式，格式可根据不同需求进行调整。导出的测量成果包括：点名称，X、Y、Z三维坐标数据，备注描述等，以方便测量成果的后续应用及填写验收表等。
本实施例提出的基于BIM的智能施工测量放样方法具有以下有益效果：
1、实现了Android平台（该基于BIM的智能施工放样软件基于Android平台开发，可在Android系统的移动终端上应用）、移动BIM、三维测量机器人的集成，智能化程度高；
2、基于BIM的智能放样软件调用智能全站仪的通信接口，可通过WiFi连接，实现对智能全站仪的遥控操作，并通过二次开发实现了虚拟现实交互功能，为施工BIM应用提供了一个结合BIM模型成果和放样生产操作的平台，帮助测量员在现场直接利用BIM模型成果进行测量放样，计算工作完全自动化，降低了测量放样人力成本，一人即可完成测量放样工作，测量放样信息自动计算与记录，提高测量放样效率及精度；
3、提供了施工现场实时测量功能，可用于竣工测量，有利于竣工模型创建。
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。
Claims (7)
1.一种基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据图纸创建BIM模型，并将创建的BIM模型经格式转换后拷贝至BIM移动端，启动基于BIM的智能放样软件后创建测量放样任务；
在测量放样现场完成智能全站仪就位工作后，使用BIM移动端连接智能全站仪，通过BIM移动端设定测量参数并控制智能全站仪完成对棱镜的连接及锁定；
设定测站后，基于BIM模型进行放样或测量，并将测量放样成果导出。
2.如权利要求1所述的基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，使用后方交会测站、已知点测站或上一测站方法来设定测站。
3.如权利要求1所述的基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，基于BIM模型进行放样时，包括以下步骤：
进行放样点坐标的添加；
开始放样，当选择棱镜模式放样后，选取要放样的点，智能全站仪自动旋转到正确坐标的方向上，移动棱镜到智能全站仪指向的方向，智能全站仪自动开启垂直搜索模式，并再次锁定棱镜，同时在BIM移动端上显示此时棱镜相对于放样点的正确坐标的位置关系，根据向前、向右、向上的提示移动棱镜到限差容许的位置，完成该放样点的放样工作，随后完成其它放样点的放样工作；当选择激光模式后放样，选取要放样的点，选中该坐标后，智能全站仪的镜头会自动旋转到正确的坐标位置上，同时会发射出可见激光，移动棱镜到激光位置，并设置棱镜高度，完成对该放样点的放样，随后完成其它放样点的放样工作；
记录实测放样点坐标。
4.如权利要求1所述的基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，基于BIM模型进行测量时，包括以下步骤：测量设站完成后，BIM移动端上显示棱镜实时位置的三维坐标信息、以及棱镜与智能全站仪的距离，将棱镜移动到要测量的点的位置处，修改棱镜的高度，通过智能全站仪进行坐标采集，BIM移动端显示当前测量点的三维坐标，修改点名称完成对该点的采集。
5.如权利要求1所述的基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，在创建BIM模型时，将其按专业、楼层、构建类型做好区分，以提高放样效率。
6.如权利要求1所述的基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，所述在测量放样现场完成智能全站仪就位工作后，使用BIM移动端连接智能全站仪，通过BIM移动端设定测量参数并控制智能全站仪完成对棱镜的连接及锁定的步骤具体包括：
在测站处后方交会测站方法或已知点测站方法架设智能全站仪；
使用BIM移动端无线连接智能全站仪，实现BIM移动端与智能全站仪的连接及通信；
启动基于BIM的智能施工放样软件，新建放样任务或打开原有任务，进入任务之后，显示放样BIM模型；
通过基于BIM的智能放样软件设置如下测量参数：目标、放样限差、导向光模式、导向光功率、设置坐标系、温度、气压；
通过基于BIM的智能放样软件控制智能全站仪对棱镜进行自动搜索并实现对棱镜的连接及锁定，基于BIM的智能放样软件显示棱镜与智能全站仪的实时距离，并实现对智能全站仪的控制。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的基于BIM的智能施工测量放样方法，其特征在于，BIM模型创建过程中需统一标准，建立样板文件时需确保坐标、轴网以及标高信息准确无误，同时确保模型构件标高信息与图纸信息一致，并根据测量放样需求添加必要的特征点信息。
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