CN108062786A - 以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统 - Google Patents

以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，包括设于主机及云端服务器的一建筑信息模型及设施设备数据库，该建筑信息模型及设施设备数据库具有至少一建筑图文件、光标单元及多个设备数据显示单元；及一行动装置具有传输单元、记录单元、显示屏幕、照相单元及综合感知定位模块的设备，综合感知定位模块在显示屏幕的建筑图文件中对行动装置的移动进行连续定位，并以光标单元于显示屏幕的移动而对应显示，借此利于用户将显示屏幕的建筑图文件与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，及建筑图文件的设备组件与施工中的实体结构的查验、查核同步的高效率管理。

Description

以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统
技术领域
本发明涉及物业管理的建筑图资定位的技术领域，尤其涉及一种应用于大型场所(如校园、厂房内外、博览会展、船舶飞机等)的建筑图资的管理技术，而配合行动装置下载的建筑图文件用以检视查阅设备组件使用的一以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统。
背景技术
随着经济的发展，大楼随处而林立，其物业管理是一门相当复杂且重要的课题，特别是在于建筑物内的各项硬件设施的修缮，以及所对应带来的各项信息管理问题。如，目前现行的作法都是采用手抄方式或是以电子设备来记录各项硬件的维修状态，并通过事后的统计与记录来统合各项信息，如此在管理上易产生漏抄录或是数据缺漏的问题，将使得各项信息的不完整性，造成维护管理上的漏洞。
而建筑物内的各项硬件设施分门别类种类相当繁杂，各项设施属性亦大不相同，若其信息管理不够确实完成，将造成日后采购新物信息的困扰，亦无法得到精准以及完整的统计信息，而且各项硬件设施于三维方式存在于建筑物内，更造成管理、维护上的一大问题。
其中，建筑物内各项硬件设施管理中的三维空间定位技术上，在于过去大多需针对建筑物各空间预先埋设或装置大量的感测设备，并通过无线网络Wi-Fi来感知用户身上配戴的发信装置，此种方式除了会产生额外空间感知器的建置成本外，亦须仰赖稳定的网络环境来进行定位。
另外，如中国台湾公告第I511080号的建筑物空间定位信息系统专利案，该专利针对物业管理业者在资产设备管理上所面临上述问题所提出的解决提案如其摘要所述：“本发明系提供一种建筑物空间定位信息系统，包含：一数据库模块，其内具有至少一建筑物空间之室内设备信息；一定位模块，其系可侦测该建筑物空间之一定位信息；一影像撷取模块，其系可自该建筑物空间内撷取一实境画面；以及一显示模块；藉此，建筑物空间定位信息系统系依据该定位信息自数据库模块取得相对应之室内设备信息，并产生一对应于该室内设备信息之虚拟画面；并将该实境画面与虚拟画面显示于该显示模块。以供使用者可直接检视并查阅建筑物空间内之室内设备影像及信息。”
但是，如该专利说明书【0028】所述：“…并将该实境画面80与虚拟画面81结合后产生虚拟扩增实境画面82，以显示于该显示模块40，藉以辅助显示设备之画面与信息，协助辨识设备之正确位置与信息者（如图5）。”；及该专利【0029】所述：“再者，如图5，该显示模块40显示虚拟扩增实境画面82时，该设备信息模块50亦可于虚拟扩增实境画面82产生操作选项，以供用户得以查询相对应设备之详细数据或维修历程等信息。”。由此得知该专利须于实境画面80与虚拟画面81结合后产生虚拟扩增实境画面82之后，才能产生操作选项供用户得以查询相对应设备的详细数据。
然而，在产生操作选项之前的实境画面80与虚拟画面81结合套叠操作，在缺乏可供使用的操作工具下，要如何准确将实境画面80与虚拟画面81完成结合套叠操作，显然会出现困难，及造成操作使用上的不顺与不便，是为现有现有技术在使用上的最大缺点。
所以，如何针对上述现有前案技术在缺乏可供使用的操作工具下而无法准确将实境画面与虚拟画面完成结合套叠操作，以及造成操作使用上的不顺与不便等缺点而进行创新发明，为本领域需要解决的困难点所在。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，通过综合感知定位模块在显示屏幕的建筑图文件中对行动装置的移动进行连续定位，并以光标单元于显示屏幕的移动而对应显示，借此利于用户将显示屏幕的建筑图文件与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，及建筑图文件的设备组件与施工中的实体结构的查验、查核同步的高效率管理。
本发明的次一目的在于提供一种以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，可进一步导入防灾中心的救灾作业，可通过行动装置，取得建筑信息模型及设施设备数据库建筑图文件中的结构、救灾设备、逃生信息，借以提升救灾逃生、引导、搜救作业效能，确保搜救人员的安全，并提升受难者的被救及自救黄金时间，以提高生还几率。
为了达成上述的目的与功效，本发明以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，包括：针对建筑物室内、建筑开放空间区域、校区、厂区内外或航海交通工具所建构的一建筑信息模型及设施设备数据库，该建筑信息模型及设施设备数据库设于一主机及一云端服务器，该建筑信息模型及设施设备数据库具有至少一建筑图文件、一光标单元以及多个设备数据显示单元，该建筑图文件包含多个以三维数字图资建构的设备组件，该设备组件为设施结构、电气马达机组设备、动力设备和设备管线。
以及一行动装置包含一传输单元、一记录单元、一显示屏幕、一照相单元，及一综合感知定位模块，该综合感知定位模块包含具有深度摄影镜头、陀螺仪、电子罗盘、无线网络Wifi、蓝牙及物联网感知装置中任一种，该传输单元从主机或云端服务器下载建筑信息模型及设施设备数据库且储存于记录单元。该显示屏幕显示该建筑图文件，该行动装置的综合感知定位模块在室内的实境中取得实境绝对坐标，并于该建筑图文件三维数位图资中的平面图上取得一初始位置点，该初始位置点位置即为实境绝对坐标在该建筑图文件的虚空间坐标中的初始定位点，该综合感知定位模块将实境绝对坐标位置与建筑图文件三维数字图资中的虚空间坐标初始位置点进行演算套叠，综合感知定位模块不断套叠演算并校正该行动装置在实境中移动所造成的坐标累积误差，且该综合感知定位模块连续定位该行动装置实时的位置及坐标移动轨迹，通过该实境绝对坐标与该虚空间坐标相互演算套叠，用以将该实境绝对坐标位置显示于该建筑图文件三维数字图资中对应的虚空间坐标位置，以利虚拟实境(VR)和扩增实境(AR)的应用，综合感知定位模块对行动装置的移动进行连续定位并以光标单元于显示屏幕所显示建筑图文件中的移动而对应显示，借此利于用户将显示屏幕的建筑图文件与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，及建筑图文件的设备组件与施工中的实体结构的查验、查核同步。
本发明进一步地，该综合感知定位模块亦包含有全球定位系统（GlobalPositioning System，简称GPS），行动装置的用户通过综合感知定位模块的全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）在室外的实境中取得实境绝对坐标，且该实境绝对坐标与该虚空间坐标套叠比对并定义出该初始位置点。
本发明进一步地，该照相单元撷取对应设备组件的实体结构的实境画面，该实境画面通过传输单元上传于该云端服务器，用以提供后端绘图工程人员同步修正图资与施工现场同步校正，亦可作为完整履历信息的记录。
本发明进一步地，该建筑图文件的设备组件进一步包含具有逃生信息、路径的救灾设备，提供行动装置的用户通过该云端服务器下载取得以进行救灾，能通过显示屏幕中显示的建筑图文件与实境中的定位校正来引导逃生或救灾，且通过行动装置功能中影音或文字信息提示提示用户于实境中位置，借以提升救灾逃生、引导、搜救效能，及救灾人员安全。
本发明进一步地，该行动装置的用户于显示屏幕中点击建筑图文件中的各设备组件而弹出设备数据显示单元，用以盘点及查阅建筑图文件中的各设备组件，且该照相单元撷取对应设备组件的实体结构的实境画面用以与建筑图文件套叠比对。
本发明进一步地，该设备数据显示单元包含具有对应于各设备组件的名称、位置、品类、族群名称及修缮履历的不同内容。
本发明进一步地，该建筑图文件具有平面与立体三维(３Ｄ)的转换，当显示屏幕显示的建筑图文件为立体三维(３Ｄ)的立体图时，显示屏幕进一步于建筑图文件的角落显示出一平面对照缩图，用以对照显示该光标单元的平面位置。
本发明进一步地，该行动装置为智能型手机、平板计算机、PDA、笔记本电脑或穿戴式装置的任一种。
附图说明
图1为本发明系统设备的配置方块图。
图2为本发明建筑设施设备数据库上传于云端并提供行动装置间接从云端下载的方块图。
图3为本发明行动装置的莹幕显示出下载建筑图文件的示意图。
图4为本发明的进一步加载立体三维(３Ｄ)的建筑图文件的示意图。
图5为本发明建筑图文件在显示立体图面的设备组件中弹出设备数据显示单元示意图。
图6为本发明该实境画面套叠示意图。
图中：
10主机； 1建筑信息模型及设施设备数据库；
11建筑图文件； 111设备组件；
1111实境画面； 11A平面对照缩图；
12光标单元； 13设备数据显示单元；
2行动装置； 21传输单元；
22记录单元； 23显示屏幕；
24照相单元； 25综合感知定位模块；
20点击手势； 30云端服务器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参阅图1至图6所示本发明一种以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，包括：
针对建筑物室内、建筑开放空间区域、校区、厂区内外或航海交通工具所建构的一建筑信息模型及设施设备数据库1，该建筑信息模型及设施设备数据库1设于一主机10及一云端服务器30，该建筑信息模型及设施设备数据库1具有至少一建筑图文件11、一光标单元12以及多个设备数据显示单元13，该建筑图文件11包含多个以三维３Ｄ数字图资建构的设备组件111，该设备组件111为设施结构、电气马达机组设备、动力设备和设备管线；
以及一行动装置2包含一传输单元21、一记录单元22、一显示屏幕23、一照相单元24，及一综合感知定位模块25，该综合感知定位模块25包含具有深度摄影镜头、陀螺仪、电子罗盘、无线网络Wifi、蓝牙及物联网感知装置中任一种，该传输单元21从主机10或云端服务器30下载建筑信息模型及设施设备数据库1且储存于记录单元22，该显示屏幕23显示该建筑图文件11，该行动装置2的综合感知定位模块25在室内的实境中取得实境绝对坐标，并于该建筑图文件11三维数位图资中的平面图上取得一初始位置点，该初始位置点位置即为实境绝对坐标在该建筑图文件11的虚空间坐标中的初始定位点，该综合感知定位模块25将实境绝对坐标位置与建筑图文件11三维数字图资中的虚空间坐标初始位置点进行演算套叠，综合感知定位模块25不断套叠演算并校正该行动装置2在实境中移动所造成的坐标累积误差，且该综合感知定位模块25连续定位该行动装置实时的位置及坐标移动轨迹，通过该实境绝对坐标与该虚空间坐标相互演算套叠，用以将该实境绝对坐标位置显示于该建筑图文件11三维数字图资中对应的虚空间坐标位置，以利虚拟实境VR和扩增实境AR的应用，综合感知定位模块25对行动装置2的移动进行连续定位并以光标单元12于显示屏幕23所显示建筑图文件11中的移动而对应显示，借此利于用户将显示屏幕23的建筑图文件11与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，及建筑图文件11的设备组件111与施工中的实体结构的查验、查核同步。
于下进一步细述本发明的各组件的特征，在上述图1至图6中，该综合感知定位模块25包含有全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS），该行动装置2的用户通过综合感知定位模块25的全球定位系统在室外的实境中取得实境绝对坐标，且该实境绝对坐标与该虚拟坐标套叠比对并定义出该初始位置。其次，该照相单元24撷取对应设备组件111的实体结构的实境画面1111，该实境画面1111通过传输单元21上传于该云端服务器30，用以提供后端绘图工程人员同步修正图资与施工现场同步校正，亦可作为完整履历信息的记录。再者，该建筑图文件11的设备组件111进一步包含具有逃生信息、路径的救灾设备，提供行动装置2的用户通过该云端服务器30下载取得以进行救灾，能通过显示屏幕23中显示的建筑图文件11与实境中的定位校正来引导逃生或救灾，且通过行动装置2功能中影音或文字信息提示提示用户于实境中位置，借以提升救灾逃生、引导、搜救效能，及救灾人员安全。另外，该行动装置2的用户于显示屏幕23中点击建筑图文件11中的各设备组件111而弹出设备数据显示单元13，用以盘点及查阅建筑图文件11中的各设备组件111，且该照相单元24撷取对应设备组件111的实体结构的实境画面1111用以与建筑图文件11套叠比对。再者，该设备数据显示单元包含具有对应于各设备组件的名称、位置、品类、族群名称及修缮履历的不同内容。而且，该建筑图文件11具有平面与立体三维３Ｄ的转换，当显示屏幕23显示的建筑图文件11为立体三维３Ｄ的立体图时，显示屏幕23进一步于建筑图文件11的角落显示出一平面对照缩图11A，用以对照显示该光标单元12的平面位置。最后，该行动装置2为智能型手机、平板计算机、PDA、笔记本电脑或穿戴式装置的任一种。
如上所述本发明，提供操作的使用人只要使用一行动装置2即可从主机10或云端服务器30下载取得该建筑信息模型及设施设备数据库1且储存于记录单元22，用户可通过行动装置2于修缮作业现场或非作业现场，选择目前所在位置或所欲查阅的楼层平面图，即可如图3所示于行动装置2的显示屏幕23显示出建筑图文件11；并可进一步通过建筑图文件11所具有平面与立体三维３Ｄ的转换加载立体三维３Ｄ的建筑图文件，如图4中的虚线所示。
在图3、图4中，该显示屏幕23显示该建筑图文件11，该行动装置2的用户综合感知定位模块25在室内的实境中取得绝对坐标，并于该建筑图文件11三维数位图资中的平面图上取得一初始位置点，该初始位置点位置即为实境绝对坐标在该建筑图文件11的虚空间坐标中的初始定位点，该综合感知定位模块25将实境绝对坐标位置与建筑图文件11三维数字图资中的虚空间坐标初始位置点进行演算套叠，综合感知定位模块25不断套叠演算并校正该行动装置2在实境中移动所造成的坐标累积误差，且该综合感知定位模块25连续定位该行动装置实时的位置及坐标移动轨迹，通过该实境绝对坐标与该虚空间坐标相互演算套叠，用以将该实境绝对坐标位置显示于该建筑图文件11三维数字图资中对应的虚空间坐标位置，以利虚拟实境VR和扩增实境AR的应用，综合感知定位模块25对行动装置2的移动进行连续定位并以光标单元12于显示屏幕23所显示建筑图文件11中的移动而对应显示；而且，如图4右上角所示，当显示屏幕23显示的建筑图文件11为立体三维３Ｄ的立体图时，显示屏幕23进一步于建筑图文件11的角落显示出一平面对照缩图11A，用以对照显示该光标单元12的平面位置。
如图4中点击手势20所示，当该行动装置2的用户点击其中一设备组件111将会弹出一设备数据显示单元13，如图5所示，其显示的内容包含对应于各设备组件111的名称、位置、品类、族群名称及修缮履历的不同内容，以进行各种设备组件111的查阅、检视及盘点等管理作业。而且，用户可将显示屏幕23的建筑图文件11与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，以利于建筑图文件11的设备组件111与施工中的实体结构的查验、查核同步。
而且，在图4画面中进一步使用该行动装置2的照相单元24，见第一、二图，而通过其后置镜头撷取对应设备组件111的实体结构的实境画面1111，形成建筑图文件11的设备组件111，虚线所示与实体结构的实境画面1111，实线所示同时显现并存的状况，以便于实境画面1111与建筑图文件11套叠比对，如图6所示。
而且，该实境画面1111进一步通过传输单元21上传于该云端服务器30，用以提供后端绘图工程人员同步修正图资与施工现场同步校正，并作为完整履历信息的记录。达到建筑图文件11的设备组件111与实体结构的查验、查核同步的高效率管理。
另外，由于本发明该建筑图文件11的设备组件111进一步包含具有逃生信息、路径的救灾设备，使本发明延伸使用而导入防灾中心的救灾作业；即该行动装置2的用户通过该云端服务器30下载取得建筑图文件11以进行救灾，能通过显示屏幕23中显示的建筑图文件11与实境中的定位校正来引导逃生或救灾，且通过行动装置2功能中影音或文字信息提示提示用户于实境中位置，借以提升救灾逃生、引导、搜救效能，及救灾人员安全。
如上所述本发明借由设于主机10及云端服务器30的建筑信息模型及设施设备数据库1具有建筑图文件11、光标单元12以及多个设备数据显示单元13的设置；及配合行动装置2具有传输单元21、记录单元22、显示屏幕23、照相单元24，及综合感知定位模块25的设备，能确实突破目前建筑物空间定位技术发展上面临的困境及缺点，而达到以下优点：
１、通过综合感知定位模块25在显示屏幕23的建筑图文件11中对行动装置2的移动进行连续定位并以光标单元12于显示屏幕23的移动而对应显示，借此利于用户将显示屏幕23的建筑图文件11与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，及建筑图文件11的设备组件111与施工中的实体结构的查验、查核同步的高效率管理。
２、可进一步导入防灾中心的救灾作业，可通过行动装置2，取得建筑信息模型及设施设备数据库1建筑图文件11中的结构、救灾设备、逃生信息，借以提升救灾逃生、引导、搜救作业效能，确保搜救人员的安全，并提升受难者的被救及自救黄金时间，以提高生还几率。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，包括：
针对建筑物室内、建筑开放空间区域、校区、厂区内外或航海交通工具所建构的一建筑信息模型及设施设备数据库，该建筑信息模型及设施设备数据库设于一主机及一云端服务器，该建筑信息模型及设施设备数据库具有至少一建筑图文件、一光标单元以及多个设备数据显示单元，该建筑图文件包含多个以三维数字图资建构的设备组件，该设备组件为设施结构、电气马达机组设备、动力设备和设备管线；
以及一行动装置包含一传输单元、一记录单元、一显示屏幕、一照相单元，及一综合感知定位模块，该综合感知定位模块包含具有深度摄影镜头、陀螺仪、电子罗盘、无线网络Wifi、蓝牙及物联网感知装置中任一种，该传输单元从主机或云端服务器下载建筑信息模型及设施设备数据库且储存于记录单元。该显示屏幕显示该建筑图文件，该行动装置的综合感知定位模块在室内的实境中取得实境绝对坐标，并于该建筑图文件三维数位图资中的平面图上取得一初始位置点，该初始位置点位置为实境绝对坐标在该建筑图文件的虚空间坐标中的初始定位点，该综合感知定位模块将实境绝对坐标位置与建筑图文件三维数字图资中的虚空间坐标初始位置点进行演算套叠，综合感知定位模块不断套叠演算并校正该行动装置在实境中移动所造成的坐标累积误差，且该综合感知定位模块连续定位该行动装置实时的位置及坐标移动轨迹，通过该实境绝对坐标与该虚空间坐标相互演算套叠，用以将该实境绝对坐标位置显示于该建筑图文件三维数字图资中对应的虚空间坐标位置，以利虚拟实境和扩增实境的应用，综合感知定位模块对行动装置的移动进行连续定位并以光标单元于显示屏幕所显示建筑图文件中的移动而对应显示，借此利于用户将显示屏幕的建筑图文件与实境中的结构、设备、设施等目标进行比对，及建筑图文件的设备组件与施工中的实体结构的查验、查核同步。
2.根据权利要求1所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该综合感知定位模块亦包含有全球定位系统，行动装置的用户通过综合感知定位模块的全球定位系统在室外的实境中取得实境绝对坐标，且该实境绝对坐标与该虚空间坐标套叠比对并定义出该初始位置点。
3.根据权利要求1所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该照相单元撷取对应设备组件的实体结构的实境画面，该实境画面通过传输单元上传于该云端服务器，用以提供后端绘图工程人员同步修正图资与施工现场同步校正，能够作为完整履历信息的记录。
4.根据权利要求1所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该建筑图文件的设备组件进一步包含具有逃生信息和路径的救灾设备，提供行动装置的用户通过该云端服务器下载取得以进行救灾，能通过显示屏幕中显示的建筑图文件与实境中的定位校正来引导逃生或救灾，且通过行动装置功能中影音或文字信息提示提示用户于实境中位置。
5.根据权利要求3所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该行动装置的用户于显示屏幕中点击建筑图文件中的各设备组件而弹出设备数据显示单元，用以盘点及查阅建筑图文件中的各设备组件，且该照相单元撷取对应设备组件的实体结构的实境画面用以与建筑图文件套叠比对。
6.根据权利要求1所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该设备数据显示单元包含具有对应于各设备组件的名称、位置、品类、族群名称及修缮履历的不同内容。
7.根据权利要求1所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该建筑图文件具有平面与立体三维的转换，通过平面图定位技术，当显示屏幕显示的建筑图文件为立体三维的立体图时，显示屏幕进一步于建筑图文件的角落显示出一平面对照缩图，用以对照显示该光标单元的平面位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的以三维信息模型为基础的综合感知定位技术应用系统，其特征在于，其中该行动装置为智能型手机、平板计算机、PDA、笔记本电脑或穿戴式装置中任一种。
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