CN108734443A - 一种工程安装与装配方法、装置、系统及工艺流程方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种工程安装与装配方法、装置、系统及工艺流程方法。其中，方法包括获取与待拼装构件尺寸相同的构件BIM模型；基于混合现实技术，将构件BIM模型定位在施工空间预安装待拼装构件的位置，以使施工人员将待拼装构件安装在呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。本申请基于混合现实技术，将虚拟的构件BIM模型呈现在施工空间预安装构件的安装作业面上，施工人员通过混合现实设备可以看到待拼装构件的准确安装位置，由于BIM模型与待拼装构件的形状和尺寸完全相同，实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，不仅对施工人员的专业素质没有任何要求，还提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

Description

一种工程安装与装配方法、装置、系统及工艺流程方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑工程信息化技术领域，特别是涉及一种工程安装与装配方法、装置、系统及工艺流程方法。

背景技术

随着信息技术的快速发展，传统的建筑工程已经朝着建筑工程信息化发展，例如BIM为主导的信息化技术应用已大面积推广应用在土木建筑工程中。

BIM是建筑信息模型的简称。在工程建设领域，BIM能够实现基于工程构件的全生命周期管理，以三维模型构件为基本单元存储工程项目的实体信息。BIM的核心是信息集成与应用，将准确的信息集成在数据库中并有效传递给终端用户为BIM技术的价值体现。

当前机电工程、钢结构工程对安装精度要求较高，一旦产生较大误差对整个工程的安全性和美观性会产生较大影响。

而现有的工程安装与装配，一般都是施工人员根据施工图纸进行现场拼装，不仅对施工人员的专业素质要求高(例如识图)，而且当拼装构件的加工质量不好时，安装精度较低，构件安装后必然不准确，构件间的装配也会出现问题，后期还需进行调整，甚至是需要重新安装，导致整个工程安装与装配的周期拉长，效率低下。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种工程安装与装配方法、装置、系统及工艺流程方法，实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种工程安装与装配方法，包括：

获取待拼装构件的构件BIM模型，所述构件BIM模型的尺寸与所述待拼装构件的尺寸相同；

基于混合现实技术，将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置，以使施工人员将所述待拼装构件安装在呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

可选的，在所述获取待拼装构件的构件BIM模型之后，还包括：

获取包含待拼装构件的工程设计图纸对应的工程BIM模型；

利用BIM平台对所述工程BIM模型进行设计合理性检查，并生成检测报告，所述生成检测报告包含构件规范性检测结果和构件间碰撞检查结果；

若所述工程BIM模型设计不合理，则根据所述检测报告对所述工程BIM模型和所述工程设计图纸进行调整。

可选的，在所述利用BIM平台对所述工程BIM模型进行设计合理性检查，并生成检测报告之后，还包括：

利用所述BIM平台，根据所述工程BIM模型模拟所述待拼装构件安装在所述施工空间的施工工艺，并保存施工工艺模拟动画。

可选的，在所述将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置之后，还包括：

向施工人员演示所述施工工艺模拟动画，并在施工空间确定设备的进场空间与施工人员的操作空间，以使施工人员根据施工工艺进行构件安装。

可选的，在所述将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置之后，还包括：

根据工程设计图纸确定所述待拼装构件在所述施工空间的实体安装信息，所述实体安装信息包括安装位置信息和安装角度信息；

在所述施工空间中确定所述构件BIM模型的定位信息，所述定位信息为所述待拼装构件的预安装信息，所述预安装信息包括预安装位置信息和预安装角度信息；

判断所述预安装信息和所述实体安装信息是否相同；

若否，则计算所述预安装信息和所述实体安装信息的相对误差，根据所述相对误差调整所述预安装信息，以使所述构件BIM模型定位在施工空间的位置和安装角度与所述实体安装信息相同。

可选的，在所述将所述构件BIM模型定位在所述施工空间预安装所述待拼装构件的位置之后，还包括：

当检测到所述待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差，计算所述当前安装信息与所述预安装信息的安装偏差值；

判断所述安装偏差值是否超过预设可允许偏差值；

若是，则提示安装错误并反馈安装偏差值信息；若否，则显示安装符合规范要求；

其中，所述当前安装信息包括所述待拼装构件的当前安装角度和安装位置；所述预安装信息为所述构件BIM模型定位在施工空间的位置和角度。

可选的，所述当检测到所述待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差，计算所述当前安装信息与所述预安装信息的安装偏差值包括：

预先在所述构件BIM模型的预设部位上设置虚拟特征标识；

当检测到所述构件BIM模型的虚拟特征标识和所述待拼装构件的实体特征标识对齐，判断所述待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差；

利用图像匹配方法计算所述当前安装信息与所述预安装信息的安装偏差值；

其中，所述实体特征标识在所述待拼装构件上的部位与所述预设部位相同。

本发明实施例另一方面提供了一种工程安装与装配装置，包括：

获取模块，用于获取待拼装构件的构件BIM模型，所述构件BIM模型的尺寸与所述待拼装构件的尺寸相同；

定位模块，用于基于混合现实技术，将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置，以使施工人员将所述待拼装构件安装在，呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

本发明实施例还提供了一种工程安装与装配系统，包括处理器和与之相连的混合现实设备，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如前任一项所述工程安装与装配方法的步骤；

所述混合现实设备用于向佩戴者展示呈现在施工空间安装作业面的构件BIM模型、将所述待拼装构件安装在所述安装作业面的施工过程以及所述待拼装构件在安装过程中的提示信息；所述提示信息包括安装错误信息、安装偏差值信息及安装符合规范要求。

本发明实施例最后还提供了工程安装与装配工艺流程方法，包括：

在BIM平台中创建待拼装构件的构件BIM模型和工程设计图纸对应的工程BIM模型，并对所述工程BIM模型进行设计合理性检查；

将所述构件BIM模型，利用混合现实技术，定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置上；

在所述施工空间测量所述待拼装构件的实体安装位置和实体安装角度，在所述施工空间中确定所述构件BIM模型的预安装位置和预安装角度；判断所述实体安装位置和所述预安装位置及所述实体安装角度和所述预安装角度之间是否存在偏差；若是，则根据所述实体安装位置和所述实体安装角度调整所述预安装位置和所述预安装角度；

向施工人员展示所述构件BIM模型在施工空间安装作业面的位置及将所述待拼装构件安装在所述施工空间的施工过程，以使施工人员根据演示的施工过程和所述构件BIM模型呈现的位置将所述待拼装构件安装在所述安装作业面上。

本发明实施例提供了一种工程安装与装配方法，包括获取待拼装构件的构件BIM模型，构件BIM模型的尺寸与待拼装构件的尺寸相同；基于混合现实技术，将构件BIM模型定位在施工空间预安装待拼装构件的位置，以使施工人员将待拼装构件安装在，呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

本申请提供的技术方案的优点在于，基于混合现实技术，将虚拟的构件BIM模型呈现在施工空间预安装构件的安装作业面上，也即在施工空间，施工人员通过混合现实设备可以看到待拼装构件的准确安装位置，由于BIM模型与待拼装构件的形状和尺寸完全相同，且BIM模型位于施工空间的位置很精确，施工人员只需将待拼装构件安装在虚拟影像位置，便可精确度极高的安装该构件，实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，不仅对施工人员的专业素质没有任何要求，还提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率；此外，在工程安装与装配过程中，只需要调整虚拟的BIM模型的位置，便可实时调整按待拼装构件的安装位置；当待拼装构件的加工质量不好，只要在该构件安装完成后，便可发现实体构件的位置与虚拟的BIM模型无法完全重合，直接判定构件质量有问题，及时更换构件，保证安装装配的准确度，无需后续繁复的检查、匹配和再安装工作，有利于缩短整个工程安装的周期，提高工程安装与装配的工作效率，有利于提升整个工程的安全性和美观性。

此外，本发明实施例还针对工程安装与装配方法提供了相应的实现装置、系统及工艺流程方法，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置、系统及工艺流程方法具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种工程安装与装配方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一个示意性例子的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种工程安装与装配方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种工程安装与装配方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种工程安装与装配工艺流程方法的示意图；

图6为本发明实施例提供的工程安装与装配装置的一种具体实施方式结构图；

图7为本发明实施例提供的工程安装与装配系统的一种具体实施方式结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

混合现实(Mixed Reality，MR)技术为虚拟现实技术的进一步发展，可在现实场景呈现虚拟场景信息，用户可以看到自身所在的真实场景，同时可以与真实环境中的虚拟元素进行交互，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭建一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感受。

例如，当前微软已经发布了全球第一款混合现实设备HoloLens，该设备支持语音输入、手势输入、目光输入、空间声音和空间映射，通过空间映射将三维实体空间扫描进设备，实现视觉和听觉上的虚实混合，这种技术可应用于建筑设计演示，工程工序培训，隐蔽工程验收与浏览等方面。

随着建筑工程市场竞争日趋激烈，建筑工程与可视化技术相结合成为发展趋势，而基于二维显示屏幕的沟通限制了BIM技术的发展。当前出现了多种可视化解决方案，VR(Virtual Reality，虚拟现实)、AR(Augmented Reality，增强现实)、MR技术研发如日中天，如何在BIM领域应用全新的可视化解决方案是一个亟待解决的课题。

鉴于此，本申请通过将工程安装与装配和MR技术相结合，使得能够在工程安装过程中实时调整安装构件，实现BIM模型与工程构件位置的精确匹配。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种工程安装与装配方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：

S101：获取待拼装构件的构件BIM模型。

S102：基于混合现实技术，将构件BIM模型定位在施工空间预安装待拼装构件的位置，以使施工人员将待拼装构件安装在呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

为了保证构件安装或装配的精确度，构件BIM模型的尺寸需与待拼装构件的尺寸完全相同，即构建BIM模型根据实体待拼装构件的数据进行创建，此处的BIM模型可为当前待拼装构件的单个模型，也可为包含当前待拼装构件的周围相关构件的部分BIM模型。

根据当前工程设计的工作方式，可采用两种方法创建BIM模型：一种为设计院出平面二维图纸，工程深化设计人员依照二维图纸和设计说明信息创建BIM模型(俗称翻模)；另一种为工程设计时就基于BIM平台，设计成果中包含BIM模型，该BIM模型与设计文档一起交付于业主，然后分发给施工方深化设计人员。BIM模型中的构件导出明细表后，应可以直接在工厂加工。对设计院提供的BIM模型，需要依据工厂构件进行处理后使用，对深化设计(翻模)中产生的模型同样需要与真实构件进行比对。

施工空间为工程安装与装配的实施空间，在工程安装施工前，施工场地具有安装作业面，一般将构件安装在安装作业面上。

构件BIM模型定位在施工空间预安置待拼装构件的位置，其实就是利用混合现实技术将虚拟的构件BIM模型注册在实体结构中。例如可利用MR设备先扫描当前的施工空间，利用扫描的空间结构在MR设备中创建相应的虚拟施工空间，设计人员将虚拟的构件BIM模型通过手势拖到虚拟施工空间的虚拟位置，该虚拟位置对应在实体的施工空间上即为待拼装构件的预安装位置，然后MR设备根据设计人员执行的操作将待拼装构件设置在预安装位置，并在实体施工空间的安装作业面上呈现该构件的虚拟影像(虚拟的构件BIM模型)，施工人员可根据安装作业面上呈现的虚拟影像，将该构件安装在该虚拟影像上，完成整个构件的安装过程。

为了进一步提升构件安装精度，可预先在虚拟的构件BIM模型上设置虚拟特征标识，在实体的待拼装构件相对应位置设置实体特征标识。设置特征标识的位置可为构件的关键部位，不同类型的构件的关键部位往往不同，所谓的关键部位即是指当两个完全相同物体重合时，当二者的关键部位相对齐时，其他部位相对容易对齐，例如柱形构件在柱的两端精确定位就可以使整个构件精确重合安装。

举例来说，请参阅图2所示，实线为实体安装的待拼装构件的位置，虚线为虚拟的构件BIM模型呈现的位置，黑色长方体形状物体为设置的特征标识，在施工人员将该构件进行安装上，将实体待拼装构件上的实体特征标识和虚拟的构件BIM模型上的虚拟特征标识先重合对齐，然后将实体待拼装构件安装在虚拟模型呈现的位置上。

特征标识(包括虚拟特征标识和实体特征标识)可为二维码、条形码、高分辨率高像素的单一颜色图像或者是对比度高、图像质量高的彩色图像，本申请对此不作任何限定。

在进行虚拟特征标识和实体特征标识匹配时，可采用现有的任何一种图像识别方法，通过图像匹配的方式计算出实体待拼装构件与虚拟的构件BIM模型之间的差距，在安装过程中可自动呈现安装误差，并可进行提示安装误差信息或者是安装准确等信息。

举例来说，MR设备中的虚拟构件BIM模型定位后，可通过图像识别的方法对构件关键装配部位(设置有虚拟特征标识的部位)进行MR追踪，将实体特征标识贴在实体装配点，安装时MR设备扫描图像就可以自动与虚拟BIM模型对比分析该装配点的位置偏差和角度偏差，当该偏差符合规范要求时，MR设备可在相应位置给用户提示。

在本发明实施例提供的技术方案中，基于混合现实技术，将虚拟的构件BIM模型呈现在施工空间预安装构件的安装作业面上，也即在施工空间，施工人员通过混合现实设备可以看到待拼装构件的准确安装位置，由于BIM模型与待拼装构件的形状和尺寸完全相同，且BIM模型位于施工空间的位置很精确，施工人员只需将待拼装构件安装在虚拟影像位置，便可精确度极高的安装该构件，实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，不仅对施工人员的专业素质没有任何要求，还提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率；此外，在工程安装与装配过程中，只需要调整虚拟的BIM模型的位置，便可实时调整按待拼装构件的安装位置；当待拼装构件的加工质量不好，只要在该构件安装完成后，便可发现实体构件的位置与虚拟的BIM模型无法完全重合，直接判定构件质量有问题，及时更换构件，保证安装装配的准确度，无需后续繁复的检查、匹配和再安装工作，有利于缩短整个工程安装的周期，提高工程安装与装配的工作效率，有利于提升整个工程的安全性和美观性。

考虑到基于混合现实技术定位的精度可能比较低，以至无法达到工程构件安装所需的精度，为了进一步提升构件安装或者是构件装配精度，基于上述实施例，本申请还提供了另外一个实施例，请参阅图3，具体可包括：

S103：根据工程设计图纸确定待拼装构件在施工空间的实体安装信息。

实体安装信息包括安装位置信息和安装角度信息，还可包括其他安装构件所涉及的信息。当然，人工也可利于外部测量工具在施工空间进行现场测量，例如在施工空间的实体安装位置处测量具体安装位置和安装的角度等，将精确测量仪器测量的安装角度、长度、位置等信息传输至系统。

S104：在施工空间中确定构件BIM模型的定位信息。

定位信息为待拼装构件的预安装信息，预安装信息包括预安装位置信息和预安装角度信息。构件BIM模型的定位信息的可直接通过MR设备进行获取，也可在MR设备中的虚拟构件BIM模型在实体施工空间位置中做标记，对该标记利用精确测量仪器进行测量，然后将测量得到的信息输入至系统。

S105：判断预安装信息和实体安装信息是否相同，若否，则执行S106，若是，则执行S107。

S106：计算预安装信息和实体安装信息的相对误差，根据相对误差调整预安装信息，以使构件BIM模型定位在施工空间的位置和安装角度与实体安装信息相同。

在计算预安装信息和实体安装信息的相对误差时，计算的为相对应测量信息的误差，也就是说计算二者安装角度的偏差，二者在长度方向上的偏差，二者在宽度方向上的偏差，或者是位置上的偏差。而不可计算预安装角度和实体安装位置之间的偏差或者是预安装位置和实体安装角度之间的偏差。

S107：按照预安装信息将待拼装构件安装在呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

S108：在构件安装过程中，判断待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差，若是，则执行S109，若否，则执行S107。

在安装过程中，可实时判断当前安装位置是否偏离预设的安装位置，及时纠正安装偏差。

当前安装信息包括待拼装构件的当前安装角度和安装位置；预安装信息为构件BIM模型定位在施工空间的位置和角度。

S109：计算当前安装信息与预安装信息的安装偏差值；

S110：判断安装偏差值是否超过预设可允许偏差值；若是，则执行S111，若否，则执行S112。

在一种具体的实施方式中，当在预先在构件BIM模型的预设部位上设置虚拟特征标识和实体待拼装构件上相对应的位置上设置实体特征标识时，在构件安装过程中，可当检测到构件BIM模型的虚拟特征标识和待拼装构件的实体特征标识对齐，判断待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差；然后利用图像匹配方法计算当前安装信息与预安装信息的安装偏差值。

或者是在安装过程中，可先直接判断虚拟特征标识和实体特征标识是否相重合，如果不重合，则证明二者安装发生偏差，然后可利用图像匹配的方式计算出实体待拼装构件与虚拟构件BIM模型之间的差距，在安装过程中便可自动呈现安装误差。

S111：提示安装错误并反馈安装偏差值信息；

S112：显示安装符合规范要求。

由上可知，本发明实施例进一步提高了实现BIM模型与工程构件位置匹配的精确度，提升了工程安装与装配的效率。

基于上述实施例，本申请还提供了另外一个实施例，请参见图4，图4为本发明实施例提供的另一种工程安装与装配方法的流程示意图，具体的可包括以下内容：

S401：获取待拼装构件的构件BIM模型。

S402：获取包含待拼装构件的工程设计图纸对应的工程BIM模型。

S403：利用BIM平台对工程BIM模型进行设计合理性检查，并生成检测报告，生成检测报告包含构件规范性检测结果和构件间碰撞检查结果。

BIM审图为通过BIM的模型检查功能核验设计成果的合理性，例如机电管线多专业间的相互碰撞、机电与建筑结构之间的相互碰撞，通过BIM审图可以模拟施工过程，为施工工艺预留装配空间(机械、人员、设备的空间)，对建筑的净空进行核查并调整，也可以对楼梯的规范性进行检查。

通过对创建的工程BIM模型对原设计图纸中所产生的问题进行检查，纠错，包括但不限于机电管线多专业间的相互碰撞、机电与建筑结构之间的相互碰撞，可及时就在设计图纸中存在的问题，避免后期进行大范围调整。

S404：判断工程BIM模型设计是否不合理，若是，则执行S405，若否，则执行S406。

工程BIM模型设计不合理包括构件不符合规范或/和构件间存在碰撞。构件不符合规范是指构件的尺寸或位置或者是形状或者其他信息与预先规定的信息不相符，或者是不符合业内的标准等等。

S405：根据检测报告对工程BIM模型和工程设计图纸进行调整。

S406：利用BIM平台，根据工程BIM模型模拟待拼装构件安装在施工空间的施工工艺，并保存施工工艺模拟动画。

通过BIM技术，可模拟工程构件的安装与装配的整个施工过程，例如在钢结构安装过程中，构件的吊装次序，装配式建筑建造时，节点钢筋的放置顺序，机电管线安装时，安装工人的操作空间等。在施工过程的模拟展示中，施工人员可以清晰的浏览到安装时需要注意的事项和细节。

通过BIM模拟施工过程，为施工工艺预留装配空间(机械、人员、设备的空间)，对建筑的净空进行核查并调整，也可以对楼梯的规范性进行检查。施工工艺的演示创建好后，可向施工人员进行安装工艺演示，以使施工工人整体把握整个安装过程，有利于降低人工安装错误的发送率，提高施工人员的构件安装效率和准确率。

S407：基于混合现实技术，将构件BIM模型定位在施工空间预安装待拼装构件的位置。

S408：向施工人员演示施工工艺模拟动画，并在施工空间确定设备的进场空间与施工人员的操作空间，以使施工人员根据施工工艺进行构件安装。

由上可知，本发明实施例实现BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

本发明实施例还针对工程安装与装配方法提供了相应的工艺流程，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的工程安装与装配工艺流程进行介绍，下文描述的工程安装与装配工艺流程与上文描述的工程安装与装配方法可相互对应参照。

参见图5，图5为本发明实施例提供的一种工程安装与装配工艺流程方法的示意图，该方法可包括：

S501：在BIM平台中创建待拼装构件的构件BIM模型和工程设计图纸对应的工程BIM模型，并对工程BIM模型进行设计合理性检查。

S502：构件BIM模型，利用混合现实技术，定位在施工空间预安装待拼装构件的位置上。

S503：在施工空间测量待拼装构件的实体安装位置和实体安装角度，在施工空间中确定构件BIM模型的预安装位置和预安装角度；判断实体安装位置和预安装位置及实体安装角度和预安装角度之间是否存在偏差；若是，则根据实体安装位置和实体安装角度调整预安装位置和预安装角度。

S504：向施工人员展示构件BIM模型在施工空间安装作业面的位置及将待拼装构件安装在施工空间的施工过程。

S505：施工人员根据演示的施工过程和构件BIM模型呈现的位置将待拼装构件安装在安装作业面上。

需要说明的是，在整个构件安装与装配过程中，本领域技术人员可根据具体需求进行增加某些步骤，也可删减某些步骤，这均包括在本申请的实施方式中。

由上可知，本发明实施例实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

本发明实施例还针对工程安装与装配方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的工程安装与装配装置进行介绍，下文描述的工程安装与装配装置与上文描述的工程安装与装配方法可相互对应参照。

参见图6，图6为本发明实施例提供的工程安装与装配装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

获取模块601，用于获取待拼装构件的构件BIM模型，构件BIM模型的尺寸与待拼装构件的尺寸相同。

定位模块602，用于基于混合现实技术，将构件BIM模型定位在施工空间预安装待拼装构件的位置，以使施工人员将待拼装构件安装在，呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，所述装置还可以包括图纸校验模块，具体可包括：

模型获取子模块，用于获取包含待拼装构件的工程设计图纸对应的工程BIM模型；

检测报告生成子模块，用于利用BIM平台对工程BIM模型进行设计合理性检查，并生成检测报告，生成检测报告包含构件规范性检测结果和构件间碰撞检查结果；

调整子模块，用于若工程BIM模型设计不合理，则根据检测报告对工程BIM模型和工程设计图纸进行调整。

可选的，所述装置例如还可包括工艺模拟模块，用于利用BIM平台，根据工程BIM模型模拟待拼装构件安装在施工空间的施工工艺，并保存施工工艺模拟动画。

可选的，所述装置例如还可包括工艺展示模块，用于向施工人员演示施工工艺模拟动画，并在施工空间确定设备的进场空间与施工人员的操作空间，以使施工人员根据施工工艺进行构件安装。

此外，所述装置例如还可包括实时调整模块，具体可包括：

实体测量子模块，用于根据工程设计图纸确定待拼装构件在施工空间的实体安装信息，实体安装信息包括安装位置信息和安装角度信息；

定位信息获取子模块，用于在施工空间中确定构件BIM模型的定位信息，定位信息为待拼装构件的预安装信息，预安装信息包括预安装位置信息和预安装角度信息；

判断子模块，用于判断预安装信息和实体安装信息是否相同；若否，则计算预安装信息和实体安装信息的相对误差，根据相对误差调整预安装信息，以使构件BIM模型定位在施工空间的位置和安装角度与实体安装信息相同。

在本发明实施例的一些具体实施方式，还可包括二次调整子单元，用于当检测到待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差，计算当前安装信息与预安装信息的安装偏差值；判断安装偏差值是否超过预设可允许偏差值；若是，则提示安装错误并反馈安装偏差值信息；若否，则显示安装符合规范要求；其中，当前安装信息包括待拼装构件的当前安装角度和安装位置；预安装信息为构件BIM模型定位在施工空间的位置和角度。

具体的，二次调整子单元还可为预先在构件BIM模型的预设部位上设置虚拟特征标识；当检测到构件BIM模型的虚拟特征标识和待拼装构件的实体特征标识对齐，判断待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差；利用图像匹配方法计算当前安装信息与预安装信息的安装偏差值的单元。

本发明实施例所述工程安装与装配装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

本发明实施例还提供了一种工程安装与装配系统，参见图7，可包括：

一种工程安装与装配系统可包括处理器71和与之相连的混合现实设备72。

处理器71中包含BIM平台，BIM平台用于创建待拼装构件的构件BIM模型和工程设计图纸对应的工程BIM模型、对工程BIM模型进行设计合理性检查及根据工程BIM模型模拟待拼装构件安装在施工空间的施工过程。

处理器71用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如前任一项工程安装与装配方法实施例的步骤，具体的实现过程可参阅上述描述，此处不再赘述。

混合现实设备72用于向佩戴者展示呈现在施工空间安装作业面的构件BIM模型、将待拼装构件安装在安装作业面的施工过程以及待拼装构件在安装过程中的提示信息；提示信息包括安装错误信息、安装偏差值信息及安装符合规范要求。

由上可知，本发明实施例实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

本发明实施例还提供了一种工程安装与装配设备，具体可包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现如上任意一实施例所述工程安装与装配方法的步骤。

本发明实施例所述工程安装与装配设备的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有工程安装与装配程序，所述工程安装与装配程序被处理器执行时如上任意一实施例所述工程安装与装配方法的步骤。

本发明实施例所述计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了BIM模型与工程构件位置的精确匹配，提高工程安装与装配的精度，有利于提升工程安装与装配的效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种工程安装与装配方法、装置、系统及工艺流程方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工程安装与装配方法，其特征在于，包括：

获取待拼装构件的构件BIM模型，所述构件BIM模型的尺寸与所述待拼装构件的尺寸相同；

基于混合现实技术，将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置，以使施工人员将所述待拼装构件安装在呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

2.根据权利要求1所述的工程安装与装配方法，其特征在于，在所述获取待拼装构件的构件BIM模型之后，还包括：

获取包含待拼装构件的工程设计图纸对应的工程BIM模型；

利用BIM平台对所述工程BIM模型进行设计合理性检查，并生成检测报告，所述生成检测报告包含构件规范性检测结果和构件间碰撞检查结果；

若所述工程BIM模型设计不合理，则根据所述检测报告对所述工程BIM模型和所述工程设计图纸进行调整。

3.根据权利要求2所述的工程安装与装配方法，其特征在于，在所述利用BIM平台对所述工程BIM模型进行设计合理性检查，并生成检测报告之后，还包括：

利用所述BIM平台，根据所述工程BIM模型模拟所述待拼装构件安装在所述施工空间的施工工艺，并保存施工工艺模拟动画。

4.根据权利要求3所述的工程安装与装配方法，其特征在于，在所述将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置之后，还包括：

向施工人员演示所述施工工艺模拟动画，并在施工空间确定设备的进场空间与施工人员的操作空间，以使施工人员根据施工工艺进行构件安装。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的工程安装与装配方法，其特征在于，在所述将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置之后，还包括：

根据工程设计图纸确定所述待拼装构件在所述施工空间的实体安装信息，所述实体安装信息包括安装位置信息和安装角度信息；

在所述施工空间中确定所述构件BIM模型的定位信息，所述定位信息为所述待拼装构件的预安装信息，所述预安装信息包括预安装位置信息和预安装角度信息；

判断所述预安装信息和所述实体安装信息是否相同；

若否，则计算所述预安装信息和所述实体安装信息的相对误差，根据所述相对误差调整所述预安装信息，以使所述构件BIM模型定位在施工空间的位置和安装角度与所述实体安装信息相同。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的工程安装与装配方法，其特征在于，在所述将所述构件BIM模型定位在所述施工空间预安装所述待拼装构件的位置之后，还包括：

当检测到所述待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差，计算所述当前安装信息与所述预安装信息的安装偏差值；

判断所述安装偏差值是否超过预设可允许偏差值；

若是，则提示安装错误并反馈安装偏差值信息；若否，则显示安装符合规范要求；

其中，所述当前安装信息包括所述待拼装构件的当前安装角度和安装位置；所述预安装信息为所述构件BIM模型定位在施工空间的位置和角度。

7.根据权利要求6所述的工程安装与装配方法，其特征在于，所述当检测到所述待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差，计算所述当前安装信息与所述预安装信息的安装偏差值包括：

预先在所述构件BIM模型的预设部位上设置虚拟特征标识；

当检测到所述构件BIM模型的虚拟特征标识和所述待拼装构件的实体特征标识对齐，判断所述待拼装构件的当前安装信息与预安装信息存在偏差；

利用图像匹配方法计算所述当前安装信息与所述预安装信息的安装偏差值；

其中，所述实体特征标识在所述待拼装构件上的部位与所述预设部位相同。

8.一种工程安装与装配装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待拼装构件的构件BIM模型，所述构件BIM模型的尺寸与所述待拼装构件的尺寸相同；

定位模块，用于基于混合现实技术，将所述构件BIM模型定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置，以使施工人员将所述待拼装构件安装在，呈现构件BIM模型的施工空间安装作业面的位置上。

9.一种工程安装与装配系统，其特征在于，包括处理器和与之相连的混合现实设备；

所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述工程安装与装配方法的步骤；

所述混合现实设备用于向佩戴者展示呈现在施工空间安装作业面的构件BIM模型、将所述待拼装构件安装在所述安装作业面的施工过程以及所述待拼装构件在安装过程中的提示信息；所述提示信息包括安装错误信息、安装偏差值信息及安装符合规范要求。

10.一种工程安装与装配的工艺流程方法，其特征在于，包括：

在BIM平台中创建待拼装构件的构件BIM模型和工程设计图纸对应的工程BIM模型，并对所述工程BIM模型进行设计合理性检查；

将所述构件BIM模型，利用混合现实技术，定位在施工空间预安装所述待拼装构件的位置上；

在所述施工空间测量所述待拼装构件的实体安装位置和实体安装角度，在所述施工空间中确定所述构件BIM模型的预安装位置和预安装角度；判断所述实体安装位置和所述预安装位置及所述实体安装角度和所述预安装角度之间是否存在偏差；若是，则根据所述实体安装位置和所述实体安装角度调整所述预安装位置和所述预安装角度；

向施工人员展示所述构件BIM模型在施工空间安装作业面的位置及将所述待拼装构件安装在所述施工空间的施工过程，以使施工人员根据演示的施工过程和所述构件BIM模型呈现的位置将所述待拼装构件安装在所述安装作业面上。