CN110516386A - 一种基于手机bim施工图ar确定现场坐标位置的方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法：根据建筑设计要求建立基础BIM模型，确立基础BIM模型的坐标和设备名称；在Unity 3D的第一场景中分别建立数据库和触摸屏区域；将数据库中的数据与基础BIM模型进行匹配，并与触屏程序链接；在AR插件中建立图形识别数据库；在Unity 3D中建立第二场景，在第二场景中建立AR增强现实摄像机，进行影像叠加的编辑，在Unity 3D的第二场景中建立跳转第一场景的按钮；在Unity3D的第一场景中使第一人称视角移动到所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标上；在第一场景中设置用于返回第二场景的复位按钮；生成手机安装包。本发明在手机上可以方便快捷的查看到产品、设备的详细信息与施工信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种位置快速定位查询的方。特别是涉及一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法。
背景技术
随着BIM(建筑信息模型)技术的日益成熟，该技术在诸多领域得到了广泛应用，道桥模型展示、轨道交通预设计、应力与磁场效验、CFD流体动力学、古建筑修复性建模、VR/AR模型展示、二维码扫描、三维激光扫描等等，但是将BIM专业模型与安卓系统相结合，安卓系统与模型附带的庞大数据库的整合调用在建筑行业运用的很少，在BIM专业模型中无须网络进行第一人称视角的漫游，并在漫游时可任意查看每个设备产品工程详细信息，满足施工行业人员要求的软件目前还存在着空白。
已有专利申请201711325689.5《一种BIM模型手机快速设计与机电数据库建立的方法》，能够以第一人称视角漫游，时时查看深化设计模型，使现场施工不需要携带纸质图纸。但是其很难在大面积地库或占地面积大的工程确定自己的位置，无法确认所在位置的相关信息。现阶段建筑业有大量业务工作是在室外进行，是典型的项目型工作方式，拥有不确定性多、工程独特的特点，导致管控复杂、工作碎片化，人员的非固定、走动式作业很多。所以需要一种能够通过手机以带构件信息的第一人称在建筑模型中漫游、定位、方便快捷的查看到产品、设备的详细信息与施工信息的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现整体BIM技术与安卓可移动平台相结合的基于手机BIM模型的位置快速定位查询方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，包括如下步骤：
1)根据建筑设计要求在Autodesk Revit中建立完整的初始BIM模型，在Unity 3D中建立第一场景，将初始BIM模型导入Unity 3D的第一场景中，建立基础BIM模型，确立基础BIM模型的坐标和设备名称；
2)在Unity 3D的第一场景中分别建立具有所有工程数据和施工所需数据的数据库，以及用于显示基础BIM模型不同位置的触摸屏区域；
3)在Unity 3D的第一场景中将数据库中的数据与基础BIM模型进行匹配，并与Unity 3D标准库中的触屏程序链接；
4)在Unity 3D中下载并安装AR插件，在AR插件中建立图形识别数据库，所述图形识别数据库内存储用于识别图形的图形目标，其中，每一个图形目标对应一个现场坐标位置的节点，并将所述节点所在设定范围的BIM模型导入Unity3D中；
5)在Unity 3D中建立第二场景，在第二场景中建立AR增强现实摄像机，将各节点设定范围的BIM模型与图形识别数据库中的图形目标进行影像叠加的编辑，在Unity 3D的第二场景中为每一个节点建立跳转第一场景的按钮，并在按钮上添加节点所对应的全局变量；
6)在Unity3D的第一场景中在第一人称视角的人物上加载所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标，并使第一人称视角移动到所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标上；
7)在Unity3D的第一场景中，通过Unity 3D标准库中的按钮预设体设置用于返回第二场景的复位按钮；
8)在Unity 3D中使用SDK将步骤1)～步骤7)生成手机安装包，将安装包安装到手机上进行软件调试与测试，生成基于手机的安装文件。
本发明的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，利用简便快捷的方式让施工人员迅速了解施工部位或工程的全部信息，利用Android安卓系统及相关软件制作第一人称视角漫游，在漫游时可任意查看每个设备产品工程详细信息的基础上，增加AR扫描快速跳转到手机BIM模型对应的坐标点上，提高手机BIM模型与施工现场实景的契合度，使手机BIM图精确度更高。提升了开发深度更适合施工安装企业的应用，让BIM技术大众化。力争做到不要一张纸质施工图，一部手机搞施工。提升建筑业施工作业的效率，让BIM(建筑信息模型)技术真正做到落地应用。现场施工人员不需要携带施工图纸，在地下室、偏远地区无需网络，只需要将本发明安装在手机上就可以方便快捷的查看到产品、设备的详细信息与施工信息。能够实现BIM设计过程中建筑机电专业数据模型与安卓系统结合、安卓系统与数据库的整合调用、安卓系统与BIM系统软件兼容性、优化完善应用软件使低端国产安卓手机流畅使用。
附图说明
图1是本发明实施例的现场施工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法做出详细说明。
本发明的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，在申请号为201711325689.5，发明名称为《一种BIM模型手机快速设计与机电数据库建立的方法》的基础上增加AR辅助定位功能，将二维码挂在对应的坐标点上，通过AR扫描快速跳转到手机BIM模型对应的坐标点上，提高手机BIM模型与施工现场实景的契合度，使手机BIM图精确度更高。本发明的优点是在没有定位与信号的地下室或偏远地带，依然可以在现场实现精准定位。
本发明的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，包括如下步骤：
1)根据建筑设计要求在Autodesk Revit中建立完整的初始BIM模型，在Unity 3D中建立第一场景，将初始BIM模型导入Unity 3D的第一场景中，建立基础BIM模型，确立基础BIM模型的坐标和设备名称；其中，
所述的建立完整的初始BIM模型，是在Autodesk Revit中按照建筑设计图纸分别建立完整的土建与机电模型，同时将所有的构件信息录入到所述的模型中，将土建与机电模型进行整合，完成碰撞试验，构成完整的初始BIM模型；在Unity3D中建立第一场景，将Autodesk Revit中的初始BIM模型转为FBX格式文件，导入开发软件Unity 3D的第一场景中构成基础BIM模型，使所述的基础BIM模型的坐标与初始BIM模型的坐标一致，使用相同的ID号对初始BIM模型和基础BIM模型中的相同构件进行统一标识。
所述的基础BIM模型是土建模型或机电模型或土建模型与机电模型。
2)在Unity 3D的第一场景中分别建立具有所有工程数据和施工所需数据的数据库，以及用于显示基础BIM模型不同位置的触摸屏区域；包括：
在Unity 3D中建立数据库，将Autodesk Revit中初始BIM模型的所有工程数据导入到所述的数据库中，以及将施工所需数据录入到所述数据库中；在Unity 3D的第一场景中建立第一人称视角，在触摸屏区域内第一人称视角在基础BIM模型中进行漫游，在触摸屏区域内建立前进按钮、后退按钮和可弹出窗口。其中，所述的在Unity 3D的第一场景中分别建立第一人称视角和第一人称视角在基础BIM模型中进行漫游的触摸屏区域，是在Unity3D的第一场景中的基础BIM模型中分别建立第一人称视角的人物和主摄像机，设定主摄像机的可视范围，将主摄像机与所述人物绑定，在人物运动时主摄像机跟随，并在手机屏幕上显示第一人称视角所观察到的基础BIM模型；建立触摸屏区域，并在触摸屏区域内建立用于通过触摸方式使人物在基础BIM模型中进行漫游的前进按钮和后退按钮，以及用于显示不同构件工程数据的可弹出窗口，并通过触摸方式改变所述人物在基础BIM模型中的视角。其中，中所述的工程数据包括：设备名称、系统名称、设备型号、设备尺寸、管径、材质、保温、工期、通风风量；所述施工所需数据包括设备和产品的：底标高、与墙体的相对距离、安装时的顺序以及注意事项。
上述是通过Unity 3D标准库中的触摸屏、按钮和可弹出窗口的预设体，建立触摸屏区域，并在触摸屏区域内建立用于通过触摸方式使人物在基础BIM模型中进行漫游的前进按钮和后退按钮，以及用于显示不同构件工程数据的可弹出窗口。
3)在Unity 3D的第一场景中将数据库中的数据与基础BIM模型进行匹配，并与Unity 3D标准库中的触屏程序链接；
是将经触摸屏区域显示出的基础BIM模型中的每个构件通过ID号与所述的数据库中对应构件的工程数据进行链接，当通过触摸屏区域点击所需查看的构件时，通过可弹出窗口显示出所述构件的工程数据。
4)在Unity 3D中下载并安装AR插件，在AR插件中建立图形识别数据库，所述图形识别数据库内存储用于识别图形的图形目标，其中，每一个图形目标对应一个现场坐标位置的节点，并将所述节点所在设定范围的BIM模型导入Unity3D中；
5)在Unity 3D中建立第二场景，在第二场景中建立AR增强现实摄像机，将各节点设定范围的BIM模型与图形识别数据库中的图形目标进行影像叠加的编辑，在Unity 3D的第二场景中为每一个节点建立跳转第一场景的按钮，并在按钮上添加节点所对应的全局变量；
是通过Unity 3D标准库中的按钮预设体在Unity 3D的第二场景中为每一个节点建立跳转第一场景的按钮，所述的全局变量是通过所述的按钮将第二场景中节点所在位置的坐标赋予第一场景中第一人称视角的人物位置的坐标。
6)在Unity3D的第一场景中在第一人称视角的人物上加载所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标，并使第一人称视角移动到所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标上；
7)在Unity3D的第一场景中，通过Unity 3D标准库中的按钮预设体设置用于返回第二场景的复位按钮；
8)在Unity 3D中使用SDK将步骤1)～步骤7)生成手机安装包，将安装包安装到手机上进行软件调试与测试，生成基于手机的安装文件。
下面给出具体实例：
采用甲方芦台一中项目对本发明提出的方法进行使用验证。如图1所示：
1、首先在工程准备阶段，各专业BIM专员跟踪项目，熟悉图纸，了解施工进度，收集项目洽商及变更情况。参加项目举行的施工图纸交底洽商会，了解施工图纸交底情况，掌握最新的施工图纸。
2、根据原设计图纸，利用三维绘图软件Revit绘制建筑、机电模型。建筑模型内部结构要准确，细节要完整，外檐不做过多要求。机电模型要达到施工要求，细度不低于LOD400。
3、根据图纸及甲方要求，按照指定的吊顶标高，确定各部位管线排布的断面图，根据断面图进行综合布局，遇到有困难的地方，提请监理召开洽商会，协调解决综合布局问题。
4、在Revit模型中导出所有产品数据(包括设备名称、系统名称、设备型号、设备尺寸、管径、材质、保温、工期、通风风量等)，然后手动加入施工现场需要的实用数据比如与墙体的相对距离、安装时的顺序与注意事项等等。将数据库中的数据与BIM模型进行匹配，将整理后的数据库文件录入到Unity3D中，并且与之前导入的BIM模型进行匹配，使用C#语言编程将数据与对应产品绑定，然后链接触屏程序，当点到相应设备产品时弹出显示详细数据的窗口，在Unity 3D中的AR插件中建立图形识别数据库，用于在施工现场对应的坐标位置进行二维码扫描，使手机BIM模型精准的定位到施工现场坐标，并控制第一人称视角人物在基础BIM模型中进行漫游，使BIM技术更精准的落地应用。在Unity 3D中使用SDK将1～4所述的内容生成手机安装包，将安装包安装到手机上进行软件调试与测试，生成基于手机的安装文件，用于施工现场人员使用。
5、在手机端上对模型反复调试与测试，发现综合排布有问题，回到原始模型中进行修改与调整。
6、组织项目经理、技术负责人、专业工长、质检员、劳务班组长等相关人员举行综合布局交底会，将审核完毕的基于手机的安装文件交付现场的管理人员，指导管理人员在手机上安装。由于软件对手机内存、CPU等配置要求极低，市场上80％的智能手机均能运行。这样就确保了现场施工人员大多数可以使用软件，即使个别施工小组不具备条件，也可以通过调配人员解决这一问题。在交底会上利用手机端BIM图纸展示综合布局情况，讲解综合布局的思路，提醒狭窄部位严格控制测量尺寸和安装顺序，并解答与会人员提出的问题。
7、施工管理人员在移动端利用漫游功能查看模型，查询模型信息，核对现场安装空间，与机电原设计图纸对比，看尺寸、数量、材质是否准确无误。发现模型错误的，反馈给BIM设计部门进行修改。
芦台一中的工程共五栋建筑。分别为教学楼1-3号、综合食堂、实验艺术楼、宿舍、行政楼、报告厅、值班室、地下车库以及连廊附属用房，总建筑面积49760㎡。在施工阶段,利用BIM技术将各层各专业的电气线管进行优化布局，将施工中可能遇到线管交叉过多、排列过于紧密等问题进行优化。在机电施工时，运用“移动端查看技术”指导施工，节约了办公材料，提高了施工与设计之间的沟通效率。采用本发明施工取得了良好的经济效益，节省工期13天。
通过本发明的方法，可在手机端随意查看模型，不受移动信号、地点的限制。在手机端上，可以点击管线和设备来查看具体信息，包括名称、尺寸、材质、保温厚度、安装位置、坡度及坡向，施工人员无需携带笨重的纸质图纸，管理人员也可以利用软件核对管线及设备的安装信息。在样板施工阶段，各专业施工人员使用统一的综合布局图进行施工，在各自的移动端查看管线的材质、位置、施工顺序等内容，查询管线的长度管件的规格，制作管井的样板、电井样板、卫生间样板、厨房样板等。
Claims (9)
1.一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)根据建筑设计要求在Autodesk Revit中建立完整的初始BIM模型，在Unity 3D中建立第一场景，将初始BIM模型导入Unity 3D的第一场景中，建立基础BIM模型，确立基础BIM模型的坐标和设备名称；
2)在Unity 3D的第一场景中分别建立具有所有工程数据和施工所需数据的数据库，以及用于显示基础BIM模型不同位置的触摸屏区域；
3)在Unity 3D的第一场景中将数据库中的数据与基础BIM模型进行匹配，并与Unity3D标准库中的触屏程序链接；
4)在Unity 3D中下载并安装AR插件，在AR插件中建立图形识别数据库，所述图形识别数据库内存储用于识别图形的图形目标，其中，每一个图形目标对应一个现场坐标位置的节点，并将所述节点所在设定范围的BIM模型导入Unity3D中；
5)在Unity 3D中建立第二场景，在第二场景中建立AR增强现实摄像机，将各节点设定范围的BIM模型与图形识别数据库中的图形目标进行影像叠加的编辑，在Unity 3D的第二场景中为每一个节点建立跳转第一场景的按钮，并在按钮上添加节点所对应的全局变量；
6)在Unity3D的第一场景中在第一人称视角的人物上加载所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标，并使第一人称视角移动到所赋予的第二场景中节点所在位置的坐标上；
7)在Unity3D的第一场景中，通过Unity 3D标准库中的按钮预设体设置用于返回第二场景的复位按钮；
8)在Unity 3D中使用SDK将步骤1)～步骤7)生成手机安装包，将安装包安装到手机上进行软件调试与测试，生成基于手机的安装文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，步骤1)所述的建立完整的初始BIM模型，是在Autodesk Revit中按照建筑设计图纸分别建立完整的土建与机电模型，同时将所有的构件信息录入到所述的模型中，将土建与机电模型进行整合，完成碰撞试验，构成完整的初始BIM模型；在Unity3D中建立第一场景，将Autodesk Revit中的初始BIM模型转为FBX格式文件，导入开发软件Unity 3D的第一场景中构成基础BIM模型，使所述的基础BIM模型的坐标与初始BIM模型的坐标一致，使用相同的ID号对初始BIM模型和基础BIM模型中的相同构件进行统一标识。
3.根据权利要求1所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，步骤1)所述的基础BIM模型是土建模型或机电模型或土建模型与机电模型。
4.根据权利要求1所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，步骤2)包括在Unity 3D中建立数据库，将Autodesk Revit中初始BIM模型的所有工程数据导入到所述的数据库中，以及将施工所需数据录入到所述数据库中；在Unity 3D的第一场景中建立第一人称视角，在触摸屏区域内第一人称视角在基础BIM模型中进行漫游，在触摸屏区域内建立前进按钮、后退按钮和可弹出窗口。
5.根据权利要求4所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，所述的在Unity 3D的第一场景中分别建立第一人称视角和第一人称视角在基础BIM模型中进行漫游的触摸屏区域，是在Unity 3D的第一场景中的基础BIM模型中分别建立第一人称视角的人物和主摄像机，设定主摄像机的可视范围，将主摄像机与所述人物绑定，在人物运动时主摄像机跟随，并在手机屏幕上显示第一人称视角所观察到的基础BIM模型；建立触摸屏区域，并在触摸屏区域内建立用于通过触摸方式使人物在基础BIM模型中进行漫游的前进按钮和后退按钮，以及用于显示不同构件工程数据的可弹出窗口，并通过触摸方式改变所述人物在基础BIM模型中的视角。
6.根据权利要求5所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，是通过Unity 3D标准库中的触摸屏、按钮和可弹出窗口的预设体，建立触摸屏区域，并在触摸屏区域内建立用于通过触摸方式使人物在基础BIM模型中进行漫游的前进按钮和后退按钮，以及用于显示不同构件工程数据的可弹出窗口。
7.根据权利要求1所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，步骤2)中所述的工程数据包括：设备名称、系统名称、设备型号、设备尺寸、管径、材质、保温、工期、通风风量；所述施工所需数据包括设备和产品的：底标高、与墙体的相对距离、安装时的顺序以及注意事项。
8.根据权利要求1所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，步骤3)是将经触摸屏区域显示出的基础BIM模型中的每个构件通过ID号与所述的数据库中对应构件的工程数据进行链接，当通过触摸屏区域点击所需查看的构件时，通过可弹出窗口显示出所述构件的工程数据。
9.根据权利要求1所述的一种基于手机BIM施工图AR确定现场坐标位置的方法，其特征在于，步骤5)是通过Unity 3D标准库中的按钮预设体在Unity 3D的第二场景中为每一个节点建立跳转第一场景的按钮，所述的全局变量是通过所述的按钮将第二场景中节点所在位置的坐标赋予第一场景中第一人称视角的人物位置的坐标。
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