CN110663274B - 跟踪住宅结构的物理竣工特征的状态的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对规定目标建模和计算住宅结构的未来性能的改进的方法和装置。该规定目标基于住宅结构和地产的增强虚拟模型。所计算的性能的方面可以跨越多个地产进行聚集。

Description

跟踪住宅结构的物理竣工特征的状态的方法和装置

发明领域

本发明涉及用于基于体验数据和一个或更多个用户目标的住宅结构的改进的建模、部署和更新的方法和装置。用户目标可以包括在部署期间针对一定水平的结构性能所需的资源的分配。对住宅结构的设计、修理、维护和升级是用自动化系统进行建模的，该自动化系统将“竣工”数据和“体验”数据合并到结构的虚拟模型中以确定关于用户目标的实现的水平。

发明背景

建筑物、且特别是住宅建筑物的设计的传统方法主要基于对目标市场有吸引力的努力来实现。例如，以年轻家庭为目标的社区将被设计成具有不同于以退休年龄的人为目标的社区的一组目标。设计模型不能够量化预期目标是否被满足，因为它们不配备有在持续的基础上捕获体验数据的手段。

除了跟踪设计目标是否被满足的体验数据的缺乏之外，传统模型几乎不包括跟踪住宅建筑物的性能。通常，对建筑物进行修理或升级建筑物的方面的服务调用需要现场访问以勘察所涉及的相关结构、装备和电器。

类似地，虽然使用自动化设计工具(例如AutoDesk^TM)的传统方法极大地提高了结构的虚拟模型的能力，但对量化设计特征(例如墙壁、入口/出口、窗户、天花板设计、纹理、建筑材料、结构梁、公用设施和装备)的性能做得很少。

更复杂的设计系统包括“虚拟现实”模型。虚拟现实模型可以包括从在结构的模型内的一个或更多个用户选择的观察点观察的二维视图和/或三维视图。然而，一般来说，对自动化建模的访问以已经被建模的建筑物的建造结束。住宅建筑物的硬拷贝打印可能是可得到的；然而，不能保证建筑物是根据设计计划进行建造的或哪些装备和电器将被遇到。

发明概述

因此，本发明提供了用于住宅结构的建造、部署和更新的改进的建模的自动化装置。该改进的建模基于使用位于住宅结构中或附近的传感器捕获的体验数据的生成。自动化装置还操作来对与住宅结构的一个或更多个用户目标的符合性建模。

用户规定的目标可以包括在部署期间对一定水平的结构性能所需的资源的分配。通过合并描述物理结构的“竣工”数据和从合并到结构的虚拟模型中的体验传感器读数得到的“体验”数据并从而确定与用户规定的目标的符合性的水平来利用自动化装置对住宅结构的设计、修理、维护和升级进行建模。

在本发明的另一方面中，住宅结构的虚拟模型从该结构的设计阶段延伸出到该结构的“竣工”阶段内，并且另外包括在该结构的部署阶段期间由住宅结构实现的体验数据捕获条件的生成和分析。

通常，固态；电气；和机电设备(或其组合)中的一者或更多者生成由结构经历的数据捕获条件。此外，用户可以将数据(例如描述由服务技术人员采取的行动的数据)输入到自动化系统中。可以针对单个结构或多个结构聚集数据。

在一个方面中，虚拟模型可以包括住宅结构被部署来满足的一个或更多个规定的目标。生成并分析竣工数据和体验数据，以用于预测实现规定目标的成功率并量化规定目标的成功率。

量化特定物理结构实际上如何被建造的细节的竣工数据被收集。根据本发明，住宅结构在虚拟设置中被设计和建模。竣工数据与在虚拟设置中的设计模型组合。竣工数据可包括下列项中的一个或更多个：住宅结构的制造；修理；维护；升级；改进；以及与住宅结构相关联的工单执行。

此外，体验数据被生成并被输入到结构的虚拟模型中。体验数据可以包括指示可以相对于住宅结构被跟踪和/或被测量的因素的数据。体验数据通常由在住宅结构中或附近的传感器生成，并且通过非限制性示例的方式，可以包括下列项中的一个或更多个：振动传感器(例如加速度计和压电设备)；力换能器；温度感测设备；安培表、欧姆表、开关、运动检测器；光波长捕获器(例如红外温度剖面设备)、水流量计；空气流量计；等等。体验数据的一些示例可以包括：在住宅结构中的装备或电器的操作的细节；振动测量；电流消耗；内部和/或外部温度；门和窗的打开和关闭；重量负载；预防性维护；清洁周期；空气循环；模具内容物；热剖面等等。自动化装置在住宅结构的建造期间和在结构的部署期间捕获体验数据。

在一些实施例中，体验数据可用于跟踪限定的目标的达到。体验数据也可用于安排住宅建筑物的资产的部署。资产的部署可包括下列项中的一个或更多个：以工时的形式的人力资源；装备、消费设备、固定装置、电器、维护物品等等。资产的部署还可以包括资产的金钱等价物或其他可替代等价物的跟踪。

在优选实施例中，一个或更多个资产(其价值可能被认购)的贡献被转换成住宅结构的修改。对专用资产的投资回报可以通过自动化装置作为额外的体验数据被捕获。体验数据也可用于增加描述住宅结构的由自动化装置生成的虚拟模型的准确性。可以根据所涉及的变量来测量投资回报；例如，可以根据对预防性维护程序前和后的类似性能所需的功率的数量或更少的用户投诉来测量从预防性维护程序产生的能量效率的变化。在另一方面中，投资回报可以被转换成可替代的项目，例如货币或其他金融数额，以便在比较的基础上最好地跟踪不同的变量。

通过另外的示例的方式，可以确定的是，在特定住宅结构或特定类别的住宅结构中的水消耗将被分析，以确定对特定住宅结构或特定类别的住宅结构进行修改是否是审慎的。本发明的自动化装置将包括关于结构的特征的竣工数据，该数据在对所提议的修改和升级建模时被访问。相关的竣工特征可以包括相关性可能看起来是明显的特征，例如下列项中的一个或更多个：浴缸的数量；管道固定装置的数量；管道固定装置的类型；使用浴盆相对于淋浴；卧室的数量；水处置的类型(例如下水道或排污管)；电器型号和效率(例如洗衣机、制冰机、洗碗机)。此外，还可以包括相关性可能看起来不是明显的但对其的非结构化查询得出关联性的其他竣工特征；例如，可以确定的是，当结构具有相似数量的浴室、电器和卧室时单层结构比多层结构利用更少的水。通过非结构化查询分析，浴室或厕所相对于其他生活区域的位置也可能被认为是相关的。量化实际用水量的所捕获的数据的非结构化查询可以确定单层建筑物使用较少的水。以后可以确定，单层结构更有可能容纳是守空巢者的较老的人，以及守空巢者不太经常地淋浴；运行洗衣机和洗碗机的较少循环；或者其他趋势。

如下面更充分讨论的，所捕获的数据可以包括水阀打开和关闭的次数的体验量化、在结构内的振动、在结构内的温度、门打开和关闭、上升和下降的楼梯、结构的占用的小时和其他变量值。所捕获的数据也可以用于生成结构如何被使用的确定，例如结构的占有者的数量；结构的占有者的大概年龄；占有者的习惯等。如下面更充分讨论的，与在住宅结构内的特定占有者行为相关联的体验传感器数据也可以基于特定结构的特定占有者、他们何时占据以及占据多长时间而与结构性能相关联。

自动化装置组合已被设计的结构的模型，并基于实际上建筑到结构中的特征的数据捕获来向模型提供精确的添加。服务调用可包括下列项中的一个或更多个：修理、升级、修改和添加(在下文中通常被称为“服务调用”)，可访问指示在建筑物中包括的精确特征的数据以及对特征、维护日志和时间表的技术支持、“具体指导”文件和视频支持、与专家和行家的虚拟联系、以及原始竣工细节和后续修改的时间线。修改可以包括对结构的修理、更新和/或添加。

在本文中教导的改进的方法通过对将“竣工”数据合并到设计模型内的系统的访问来提供修理、维护和升级的执行。地理位置和方向将用于访问包括合并到设计模型内的实际“竣工影像”的住所的虚拟现实表示，该竣工影像准确地指示特征的位置和类型并且还提供图像或其他所捕获的数据。示例性数据可以包括结构部件(立柱、顶盖、门口、窗户、椽子等)、HVAC、电气、管道、电器、装备等的竣工位置。虚拟修理可以包括“具体指导”指令和视频、技术出版物、类似修理单的聚集等。现场技术人员可以基于GPS、三角测量、方向确定来验证装备单元的正确位置。

虚拟现实模型可以附加地包括基于来自一个或更多个竣工结构的所聚集的数据而对电器和装备的虚拟操作和对所建模的房屋的使用。当修理、维护、升级或添加结束时，量化时间、地点、过程的性质、所安装的零件、装备、新部件位置等的附加信息可以被捕获并被合并到虚拟模型中。

本发明的一些实施例包括捕获在服务调用的期间进行的过程的数据以及将相关数据包括到虚拟模型内。精确数据捕获可以包括建筑特征(例如电气配线和部件、管道、托梁、顶盖、梁和其他结构部件)的实际位置。当建筑物被使用和修改或者在结构的寿命期间被更新时(有时在本文被称为结构的“操作”或“部署”阶段)，数据捕获可以随着时间的推移而持续进行。

例如，操作阶段可以包括：住宅地产的占用和使用、以及随后的修改、修理和住所改进。住宅地产可以包括一个或更多个建模结构，例如：在住宅地产中包括的房屋、外屋和设施。例如，设施可以包括下列项中的一个或更多个：游泳池、网球场或在地产中包括的其他人造特征。具有确定数据捕获的位置和方向的独特方法的智能设备被利用以在被建模的建筑物或其他结构的建造期间以及在操作阶段期间的建筑物的部署期间搜集数据。

一般说来，智能设备提供在住宅建筑物的建造和部署期间捕获的“竣工”和“使用过的”数据的持续收集。所收集的数据进一步与设计数据相关联，并用于跟踪在住宅结构的设计中包括的特征和/或在住宅地产地块(“住宅地产”)的范围内包括的特征的性能。

在另一方面中，所收集的数据可以用于基于被建筑到结构中的特征和由住宅地产经历的条件来预测住宅地产的性能。竣工数据可以包括在住宅地产生命周期的建造阶段期间和/或部署阶段期间进行的对住宅地产的修改。类似地，使用过的数据可以包括量化下列项中的一个或更多个的细节：对住宅地产执行的使用、维护、修理和改进。

在本发明的又一方面中，可以执行预测分析以预测在住宅地产中包括的各种部件的寿命。维护过程和消耗品或其他零件的更换也可以基于下列项的相关性来编预算和进行安排：a)设计数据、b)竣工数据和c)使用过的数据。此外，可以根据预期投资回报(“ROI”)来对所设想的改进建模。可以根据下列项中的一个或更多个来计算预期ROI：测量的客观水平、可替代项目的数量，例如千瓦、加仑、货币、体积或在部署的寿命期间消耗的其他数量；用户满意度和性能。

预测分析可以包括监测装备和电器的使用。监测可以包括存储在控制器中并经由例如人工智能(“AI”)例程的方法被分析的数据收集。在一些实施例中，在监测期间搜集的数据可以被传输到中央位置，并与其他类似类型的建筑物、装备和电器聚集在一起。可以生成分析概要。所预测的性能和故障可以被生成并用于在物理故障出现之前安排服务调用。概要可以包括使用的程度、消耗品、电流消耗、振动、噪声、图像捕获等。

在一些实施例中，建筑和部署的综合成本(包括在住宅地产的部署期间出现的维护成本)可以被计算并被包括在下列项中的一个或更多个中：住宅地产的销售价格；以及住宅地产的租赁价值和住宅地产的总资产量。在又一个方面中，建筑和部署的综合成本可以在年限内被分期偿还。仍然进一步地，分期偿还的成本可以被包括在年限内的已计划付款(例如每月抵押付款)中，其中每月抵押付款包括总拥有成本。总拥有成本可以包括所有权、修理和维护以及能量使用中的一个或更多个。

又一方面包括基于a)设计数据、b)竣工数据、c)使用过的数据、和d)改进数据的虚拟现实用户界面的生成。虚拟现实用户界面可以作为下列项中的一个或更多个的一部分来被访问：维护例程；支持住宅地产的工程变更单；以及设想在住宅地产中的改进。竣工和部署数据可包括量化对住宅地产的修理和更新的数据。

在一些实施例中，a)设计数据、b)竣工数据、c)体验数据、和d)超前行动和滞后效益衡量，因为它们与多个住宅地产相关而可以被聚集和访问以支持一个或更多个住宅地产。对所聚集的数据的访问可以包括AI例程的执行。通过非限制性示例的方式，AI例程可以包括可操作来预测性能指标和维护需要的非结构化查询。额外的AI可以包括一个或更多个数量的可替代项目。

附图说明

被合并在本说明书中而且形成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干实施例，并且和本描述一起用于解释本公开的原理。

图1A示出了被包括在根据本发明的自动化系统中的相互关联功能的框图。

图1B示出了可用于识别住宅地产的地理定位方面以及相对应的数据和预测。

图1C示出了经由智能设备持续进行的数据捕获以及对基于智能数据捕获进行的预测性建模的支持的框图。

图2示出了增强虚拟建模系统的框图；

图3A-3F是通过在住宅设施的建造期间扫描住宅设施来收集和显示数据的示例性方面的图示。

图3G示出了模型系统的示例性关键部件，其中示出了具有性能监测器的HVAC单元，该性能监测器向模型系统的通信系统并最终向用户的显示器提供数据。

图3H示出了与本发明相一致的示例性虚拟现实显示。

图4A、图4B、图4C示出了用于住宅监测和维护的示例性方法流程图。

图5示出了在住宅结构内相关联的位置和定位设备。

图6示出了可用于实现本发明的包括可执行软件的方面的装置。

图7示出了可用于实现本发明的包括可执行软件的方面的示例性手持设备。

详细描述

本发明提供了用于生成住宅结构的改进的增强虚拟模型(有时在本文被称为“AVM”)的自动化装置和方法；该改进的AVM能够计算实现由用户指定的规定目标的可能性。此外，该改进的模型可操作用于基于竣工数据和体验数据来生成目标目的。

在下面的章节中，将给出本发明的示例和方法的详细描述。优选和替代示例的描述仅仅是示例性的，并且应当理解，对于本领域中的技术人员来说，变化、修改和变更可能是明显的。因此应该理解，示例并不限制如由权利要求限定的基本发明的方面的宽度。

住宅地产的增强虚拟模型可以包括通过下列项中的一个或更多个的概念模型和过程：a)设计阶段；b)建筑阶段；c)部署阶段；d)服务阶段；e)修改阶段；和f)分配阶段。如在本文更充分讨论的，根据本发明的AVM包括与通过高度准确的地理位置、方向和高度确定来捕获的竣工数据相匹配的原始设计数据。竣工数据与数据获取的时间和日期相匹配，并在住宅地产的二维(“2D”)视觉表示和三维(“3D”)视觉表示中被呈现。增强模型附加地包括与在住宅地产设计中规定的特征相关的数据以及在对住宅地产的建筑、部署、维护和修改过程中收集的数据。在一些实施例中，还可以包括时间的第四维。

在虚拟环境中创建增强虚拟模型，该虚拟环境与在物理环境中的增强虚拟模型的物理实施例并行地存在。在不动产地块内的一个或更多个物理结构和其他特征的细节在增强虚拟模型中被生成并被量化并被表示。增强虚拟模型与物理结构并行地存在，因为AVM包括物理结构的虚拟表示，并且附加地接收和聚集与结构相关的数据。数据的聚集可以是下列项中的一个或更多个：a)根据事件(即现场检查、修理、改进)的；b)定期的；和c)实时地(无内置延迟)。

物理结构的体验在AVM中被复制。AVM可以通过经由传统的CAD软件或其他设计型软件生成的电子模型开始。此外，AVM可以基于变量的值，包括下列项中的一个或更多个：结构的使用；在结构中的部件的使用；在建筑阶段或部署阶段期间遇到的环境因素；以及与结构的性能相关的指标。可以例如通过由被定位在位于住宅地产上的结构内和附近的传感器执行的测量来确定指标。

在另一方面中，可以关于对规定目标的实现建模来访问增强虚拟模型。对类似建筑物、装备类型、电器和使用概要的竣工特征和所聚集的数据的准确捕获有助于下列项中的一个或更多个：对于服务调用选择合适的技术人员来进行部署；提供正确的消耗品和替换零件，安排服务调用；安排建筑物、装备和/或电器升级；使建筑物、装备和电器组与特定类型的部署匹配；在服务调用期间提供现场指导；提供与建筑物、装备和电器相关的文件；以及提供对指导现场技术人员的远程专家的访问。

在一些实施例中，对特定地产和在地产内的位置特有的技术库可以是针对每个住宅地产进行维护的，并变成现场技术人员和/或远程专家可访问的。库可以包括但不限于：结构、装备/电器手册；修理公告和修理/维护。适当的具体指导视频也可以基于具有竣工数据和体验数据的AVM而变得可用。

在另一方面中，零件订购功能可以被包括在增强虚拟模型中。增强零件订购可以允许技术人员查看所订购的零件，并查看在使用中的零件的虚拟表现。

增强虚拟模型的方面可以经由可以显示在平板电脑或其他平坦屏幕上的用户界面来呈现，或者优选地在虚拟现实环境中(例如经由虚拟现实头戴式装备)来呈现。

本发明附加地提供了一种增强虚拟模型以基于在住宅地产的设计、建筑和部署期间聚集的数据中包括的变量的值来预计住宅地产的未来性能，所聚焦的数据有时在本文被称为：a)设计特征；b)竣工数据；和c)部署数据。

改进的建模系统将“竣工”数据合并到改进的设计模型内。现场或远程技术人员可以访问竣工数据以便于服务。通过高度准确的地理位置、方向和高度确定来生成和/或捕获竣工数据。基于地理位置、方向和高度确定，竣工数据被合并到在模型内的精确位置处的设计模型内。在一些实施例中，数据获取的时间和日期可以与对改进的设计模型的方面的更新相关联，使得在模型内存在变化的年表。原始设计方面和更新的设计方面可以在住宅地产的二维(2D)视觉表示和三维(3D)视觉表示中呈现。本发明提供了在服务调用期间对竣工数据的系统性更新。更新后的数据可以验证和/或校正以前包括的数据，且也用于记住在服务调用期间进行的修改。

一些示例性实施例可以包括对AVM的更新，其包括下列项中的一个或更多个：在现场量化装备和电器的品牌和型号；位置特定数据的变化的时间和日期标记；根据XYZ和方向数据而被访问和/或更新的模型；XY数据可以包括高级位置名称(即，例如街道地址)和高度特定的定位名称(例如特定的房间和墙壁)；两种类型的定位数据的组合；GPS、差分GPS；在三角测量期间使用的参考；跨越多个住所的所聚集的数据用于参考；如何重新建模的建议；表现良好的设计；失败的设计；各种方面的普及性；对多个增强虚拟模型的访问和/或多个增强虚拟模型的生成；原始和修改的模型版本；根据日期/时间戳的索引；根据特征的索引；根据普及性的索引；根据成本的索引；根据用户特定的查询的索引；管道方面；电气方面；HVAC方面；结构方面；进入区域(例如，爬行空间、阁楼)；用附着到固定位置的相机/传感器的周期性数据和定位捕获；以及在修理/维护/更新中的一个或更多个期间的出现。

因此，实际“竣工”影像和位置数据被合并到设计模型中以准确地指示在结构中包括的特征的位置和类型，并提供“图片”或其他所捕获的数据。示例性数据可以包括结构部件(立柱、顶盖、门口、窗户、椽子等)HVAC、电气、管道、电器、装备等的竣工位置。虚拟现实模型可以附加地包括电器和装备的虚拟操作和基于来自结构的所聚集的数据对住宅结构的使用以及与在由时间、日期、地理位置和方向识别的住宅结构的竣工模型中包括的特征相关的注释和技术规范。

在一些实施例中，可以根据在工业中的已知实践来生成初始数字模型。然而，与以前已知的实践不同，本发明使初始数字模型与唯一标识符相关联，该唯一标识符在逻辑上链接到地理位置以及日期和时间指示中的一个或两个，并且基于在所记录的时间帧期间在地理位置处捕获的数据来提供对原始模型的更新。以这种方式，生成虚拟现实模拟，其将数字模型逻辑地链接到特定地理位置和在特定地理位置处的实际竣工数据。更新后的模型可以从多个位置(例如工地办公室、现场、技术专家、金融机构、或其他感兴趣方)被虚拟地访问。

在一些优选实施例中，地理位置将被提供有准确地放置的位置参考点。位置参考点可以在住宅地产上的服务调用中涉及的活动(例如对房屋或在围绕房屋的宅地内包括的其他结构(例如游泳池、网球场、库房、车库等)的修理或升级)期间被访问。参考点的准确性可以或可以不与在住宅地产之外的位置相关性相关联；然而它们确实在住宅地产内保持准确性。

优选实施例还可以包括准确地放置在位于住宅地产上的房屋或其它结构内的参考点。如下面进一步讨论的，通过非限制性示例的方式，参考点可以包括操作来传输标识符和位置数据的无线传输数据发射机；视觉标识符，例如散列码、条形码、色码等；红外发射机；反射表面，例如反射镜；或能够提供将在三角测量过程中利用的参考点的其他装置，该三角测量过程计算在房屋或其他结构内的精确位置。

可以通过自动化装置来确定高度准确的位置定位，即多个级别的日益准确的位置确定。第一级别可以包括提供首先识别住宅地产的读数的GPS设备的使用。第二级别可以使用位于住宅地产内或附近的定位发射机以鉴于现场位置参考来执行三角测量过程。GPS位置附加地可以与地产的例如下列项中的一个或更多个的高级别的总体描述相关联：地址、单元号、批号、税务地图号、县名称、Platte号或其他指示符。现场位置参考可以包括下列项中的一个或更多个：在已知的XY定位参考点处的近场无线电通信信标；具有物理参考标记的视线；通过ID(例如条形码、散列码、字母数字或其他标识符)进行编码。在一些实施例中，三角测量可以将在由参考点创建的边界内的定位计算到毫米范围内。在一些实施例中，差分GPS可以用于以亚厘米准确度准确地确定智能设备的位置。

除了定位确定(例如纬度和经度或者其他笛卡尔坐标(其有时可以被指示为“X和Y”坐标))以外，本发明还提供特征的竣工数据被捕获并导入到改进的虚拟模型内的方向和高度(有时在本文被称为“Z”方向)。

根据本发明，方向维度可以基于设备的移动。例如，具有控制器和加速度计的设备(例如移动智能设备)可以包括用户显示器，其允许方向由设备从充当基本定位的所确定的位置朝着在延伸位置上的竣工特征的移动来指示。在一些实现方式中，智能设备可以首先基于与参考点的三角测量和第二定位(延伸位置)来确定其定位。基于与参考点的三角测量来确定定位的过程可以例如通过与智能设备中的控制器交互作用的可执行软件(例如通过在智能设备上运行应用)来完成。

结合或代替设备的定向运动以便量化用户感兴趣的方向，一些实施例可以包括可以由用户在感兴趣的方向上对准的电子和/或磁性方向指示器。对准可以包括例如指向设备的指定侧或者将显示在设备上的用户界面上的箭头或其他符号指向感兴趣的方向。

以类似的方式，三角测量可以用来确定智能设备的与参考点的参考高度相比的相对高度。

应当注意，尽管智能设备通常由人类用户操作，但本发明的一些实施例包括控制器、加速度计、数据存储介质、图像捕获设备(例如在手持或无人驾驶交通工具中可用的电荷耦合设备(“CCD”)捕获设备和/或红外捕获设备)。

无人驾驶交通工具可以包括例如无人驾驶飞行器(“UAV”)或地面级单元(例如具有用于移动的轮子或轨道的单元)和用于通信的无线电控制单元。

在一些实施例中，多个无人驾驶交通工具可以以同步方式捕获数据以将深度加到图像捕获和/或将三维和四维(随时间的过去)方面加到所捕获的数据。在一些实现方式中，UAV定位将被包含在周界内，并且周界将具有多个参考点以帮助每个UAV(或其他无人驾驶交通工具)确定相对于建筑物(它正在该建筑物内操作)的静态特征以及也相对于其他无人驾驶交通工具的定位。还有其他方面包括不仅可以捕获数据而且还起作用来执行任务(例如粉刷墙壁、钻孔、沿着规定的路径切割或其他功能)的无人驾驶交通工具。如在整个本公开中所陈述的，所捕获的数据可以被合并到处理设施的虚拟模型中。

在另一方面中，可以使用图像识别软件来将所捕获的数据与所存储的数据的库进行比较以确定和/或确认图像捕获位置的特定位置、高度和方向以及与虚拟模型的正确对准。还有其他方面可以包括对被合并到智能设备中的罗盘的使用。

在还有其他实现方式中，来自智能设备(无论是用户操作的智能设备还是部署在无人驾驶交通工具中的智能设备)的视线可以用于将智能设备与物理参考标记对准，并从而确定XY定位以及Z定位。电子高程测量也可以用来代替或补充附近参考点的已知高程。这在仅仅一个参考点的可用性的情况下可能是特别有用的。

参考点可以通过标识符(例如UUID(通用唯一标识符))或其他识别交通工具进行编码。视觉标识符可以包括条形码、散列码、字母数字或其他符号。也可以利用三维标记。

通过非限制性示例的方式，现场数据捕获可以包括表示XYZ参考定位和下列项中的一个或更多个：图像捕获；红外捕获；温度；湿度；气流；压力/张力；电磁读数；辐射读数；声音读数(即噪声的水平、确定装备运行和/或失修的状态的声音模式)以及其他振动或(例如，来自加速度计或换能器的)传感器读数。

在一些实施例中，振动数据可用于描述建筑物和/或与建筑物相关联的装备和电器的使用情况。例如，振动检测可用于确定与人类相关的活动，通过非限制性示例的方式，例如：步行交通、体育活动、响亮的音乐、跑步、跳舞等、以及在建筑物中的人的数量和人的计算出的重量和移动性。振动读数也可用于量化与建筑物相关的电器和装备(例如HVAC、循环器和水泵)的操作。振动数据可被分析以生成正常地运行装备和可能有故障和/或失效的装备的概要。本发明的改进的虚拟模型可以周期性地或一次性地(例如在服务调用或更新调用期间)被更新。

在一些实施例中，除了XYZ维度之外的第四维度将包括日期和时间，并且允许在虚拟模型中呈现的结构的寿命的历史视图。因此，在一些实施例中，可以部署现场相机和/或传感器，并且可以周期性地或在有命令时从现场相机和传感器搜集数据。所搜集的数据可以被合并到改进的虚拟模型中。

在又一方面中，改进的虚拟模型可以跨越多个住宅地产和建筑物聚集数据。所聚集的数据可以包括由各种建筑物经历并例如通过人工智能和非结构化查询被挖掘或以其他方式被分析的条件。因此，改进的虚拟模型可以量化与下列项中的一个或更多个相关的原因：如何对工作良好的设计重新建模或以其他方式进行改进；失败的设计；流行的方面；生成具有各种量化特征的多个虚拟模型；原始和修改的模型版本及其几乎任何组合。

尽管可以以各种不同和/或相关的方式搜集数据，但可以通过创建索引来快速且容易地访问数据的集合。因此，索引可以根据下列项中的一个或更多个：日期/时间戳；特征；普及性；成本；用户特定的查询；管道方面；电气方面；HVAC方面；结构方面；进入区域(例如爬行空间、阁楼)；用附着到固定定位的相机/传感器的周期性数据和定位捕获；在建造期间；在修改期间；在部署期间；气流；HVAC；电器(冰箱门开关、洗碗机、洗衣机)；在结构的使用期间的交通流量；噪声水平的可听测量；以及所捕获的数据的几乎任何其他方面。

在另一方面中，增强虚拟模型可以接收描述一般静态信息的数据，例如以下中的一个或更多个：产品规范、建筑材料规范、产品手册和维护文档。一般来说，静态信息可以在增强虚拟模型中被用来计算住宅地产的各种方面的性能。在a)设计阶段、b)建筑阶段、和c)部署阶段之一期间捕获的动态数据可用于分析住宅地产的实际性能，且还用于更新增强虚拟模型并提高由增强虚拟模型生成的附加预测的准确性。维护记录和支持文档也可以通过AVM被存档和访问。各种传感器可以监测与结构和地块中的一者或两者相关联的条件。传感器和所生成的数据可用于推断在增强虚拟模型中包括的各种部件的性能预期。传感器数据还可以与来自多个结构和/或住宅地产的多个增强虚拟模型的传感器数据聚集在一起，并被分析，以便跟踪和/或预测继续运行的结构或模型的性能。

术语表

如本文使用的“环境数据”指在接近观察点和/或装备项目的环境中捕获的不是音频数据或视频数据的数据和数据流。环境数据的示例包括但不限于下列项的传感器感知：温度、湿度、颗粒、化学物质存在、气体存在、光、电磁辐射、水分和矿物存在。

如本文使用的“模拟传感器”包括操作来分别在模拟表示或数字表示中量化在物理世界中的状态的传感器。

如本文使用的“竣工(As Built)”和“竣工(as built)”指与在结构或地块内的特定位置相关联的结构的细节以及关于该特定位置捕获的体验数据。

如本文使用的“竣工特征”指在虚拟模型或AVM中的特征，其至少部分地基于在特征的位置处或附近捕获的体验数据。竣工特征的示例包括但不限于结构部件(例如墙壁、门口、窗户、管道、电气设施、电器)的放置和/或对地块(例如井、排污管、电力或水设施线路、地役权(easement)、护堤、池塘、湿地、挡土墙、车道、通行权等的改进。

如本文使用的“增强虚拟模型”(有时在本文被称为“AVM”)是不动产地块的数字表示，包括适合于住宅用途的一个或更多个物理结构以及描述不动产地块的所捕获的竣工数据。增强虚拟模型包括结构的竣工特征，并且可以包括在不动产地块内包含的改进和特征。

如本文使用的“定向指示器”应意指通过模拟指示和数字指示中的一个或两个而生成的对方向的量化。

如本文使用的“定向图像数据”指参考一个方向从观察点捕获的图像数据。图像数据可以包括视频数据。

如本文使用的“定向音频”指从在住宅地产内或附近的观察点以及从一个方向捕获的音频数据。

如本文使用的“部署目标”应意指涉及对在AVM中包括的住宅结构的使用所关注的主题中的一个或更多个。

如本文使用的“设计特征”应意指描述住宅地产的特定部分的变量的值。例如，设计特征可以包括结构元件的尺寸和形状或其他方面，例如门口、窗户或梁、待使用的材料、电气服务、管道方面、数据服务、电气和数据插座的放置；台阶数、坡度、或与结构或住宅地产特征相关联的变量的其他可辨别的值。

如本文使用的“数字传感器”包括操作来在数字表示中量化物理世界中的状态的传感器。

如本文使用的“体验数据”应意指在受试者住宅结构上或附近捕获的描述由住宅结构实现的条件的数据。体验数据由数字传感器和/或模拟传感器、换能器、图像捕获设备、麦克风、加速度计、罗盘等中的一个或更多个生成。

如本文使用的“体验传感器读数”应意指在受试者住宅结构内或附近生成的描述由住宅结构实现的条件的传感器输出的值。体验传感器读数可以由数字传感器和/或模拟传感器、换能器、图像捕获设备、麦克风、加速度计、罗盘和诸如此类中的一个或更多个生成。

如本文使用的“图像捕获设备”或“扫描仪”指用于捕获数字或模拟图像数据的装置，图像捕获设备可以是二维相机(有时被称为“2D”)或三维相机(有时被称为“3D”)中的一个或两个。在一些示例中，图像捕获设备包括CCD相机。

如本文使用的“滞后利益”应意指从超前行动得到的或关于超前行动的利益。

如本文使用的“超前行动”应意指在住宅地产上、在住宅地产内或关于住宅地产的促进目标提高的行动。

如本文使用的“目标”应意指在AVM中指定的关注的主题区域。

如本文使用的“性能”可以包括一个或更多个目标指标。性能的示例可以包括以下指标：能量效率；服务的长度；总操作的成本；总所处理或制造的货物的质量；总产量；以及所需的总人力资源。

如本文使用的“住宅地产”应意指适用于人类习惯的一个或更多个不动产地块。

如本文使用的“传感器”指能够将物理条件或属性转换成模拟或数字表示和/或指标的固体状态、机电、和机器设备中的一个或更多个。

如本文使用的“智能设备”包括电子设备，其包括处理器和数字存储器或者与处理器和数字存储器逻辑地通信，并且能够执行逻辑命令。

如本文使用的“总资源”应意指在一段时间内消耗的一种或更多种类型的资源的集合。

如本文使用的“观察点”指指定的位置，其可以是在物理设施内的实际位置或者在物理设施内的实际位置的虚拟表示。

如本文使用的“虚拟住宅结构”(“VPS”)应意指适合于住宅用途的物理结构的数字表示。虚拟住宅结构可以包括设计特征和竣工特征。虚拟住宅结构可以被包括为虚拟住宅模型的一部分。

现在参考图1A，框图示出了本发明的各种方面以及在相应方面之间的相互作用。本发明包括包含竣工特征的住宅结构的增强虚拟模型111。基于位置和方向特定的数据捕获的竣工特征的生成和包含将在下面被更充分地讨论。可以通过数字和模拟通信中的一个或两个(例如通过无线通信介质117)来传输和接收数据。

根据本发明，一个或更多个部署目标112被输入到与AVM 111逻辑地通信的自动化装置中。部署目标112可以基本上包括在建模的住宅结构的部署期间要实现的目的。通过非限制性示例的方式，部署目标可以包括下列项中的一个或更多个：能量效率的水平；水消耗的水平；在住宅结构中包括的装备的平均故障间隔时间；安装在结构中的电器的平均故障间隔时间；对住宅结构的修理间隔的阈值时间段；对住宅结构的升级间隔的阈值时间段；住宅地产的目标市场价值；住宅地产的目标租用或租赁价值；住宅地产的融资成本；住宅地产的总拥有成本；住宅地产的总部署成本或其他可量化方面。

在一些实施例中，部署目标可以涉及诸如以下项的可替代项目：能量的测量(电的kWh、燃油的加仑、天然气的立方英尺等)；工作的工时；交易媒介(例如货币、比特币、股票、证券、期权等)；或其他数量。使多个不同的部署目标与可替代项目相关联允许不同的目标针对相对价值进行比较。

性能预期113也可以被输入到与AVM 111逻辑地通信的自动化装置中。性能预期113可以包括被部署目标112影响的在AVM中的结构的一个方面的适当性能水平。例如，被建模的结构的能量效率的性能预期113可以包括由结构在每月基础上消耗的电的kWh的阈值。类似地，目标市场价值或租赁价值可以是阈值金钱数额。在一些实施例中，金钱数额可以根据一段时间，例如每月或年限。

体验指标数据114可以在持续的基础上被生成并输入到自动化装置内。体验指标数据114将涉及一个或更多个部署目标，并且可用于确定与部署目标和/或性能预期的符合性。通过非限制性的示例的方式，体验指标数据114可以包括下列项中的一个或更多个：能量的单位；水的单位；服务调用的数量；维护的成本；升级的成本；装备细节；设计细节；电器细节；所部署的人力资源的识别；所部署的组织的识别；居民的数量；居民的人口统计资料(例如年龄、性别、职业、就业状况、经济状况，需要具有基本生活必需品的援助；等等)；时间结构被占用的百分比；占用的目的(例如主要住宅、次要住宅、短期租赁、长期租赁等)；传感器读数(如下面更充分讨论的)；结构修理/维护/升级所需的工时；代表结构或地产而花费的货币总额(或其他可替代的金钱数额)。

除了体验指标数据114之外，可以引起对部署目标112和性能预期113中的一者或两者的影响的超前行动和预期滞后收益115可以被输入到自动化装置中。超前行动可以包括被预期升高、保持或降低体验指标数据114的行动。例如，可以安排安装节水型管道固定装置的行动，以便提高水消耗指标。类似的行动可能涉及节电型设备或正被安装的自动电气开关；正被执行的预防性维护；正被安装的家庭自动化设备等等。其他超前行动可以包括将结构的占据者的人口限制到某个人口，例如老年人。预期收益可以在滞后收益测量(例如被描述为体验指标数据114的那些测量)或者不太有形的收益(例如占据者满意度)中被测量。

自动化装置还可以操作来基于下列项中的一个或更多个来计算未来性能116：具有竣工数据的AVM模型111；部署目标112；性能预期113和体验指标数据114。可以按照对性能被计算的方面的适当度量单位(例如能量单位、工时、平均故障间隔时间和美元或其他货币金额)来计算未来性能。

未来性能116的计算对于计算被计算为是在年限内支持特定结构、结构组、地产和/或地产组所需的总资源(“所计算的总资源”)可能是特别有用的。因此，所计算的总资源可以与未来性能116的计算相关，并且包括例如下列项中的一个或更多个：能量单位；水单位；工时；装备；电器和美元(或其他货币或可替代项目)。在一些实施例中，未来性能的计算可以包括在年限内的总拥有成本。例如，住宅地产的总拥有成本可包括购买金额以及从部署的第一天起在部署的全部20年中的维护、修理和升级所需的金额(更短或更长的年限也可以被计算)。

因此，一些实施例可以包括所需的总资源的计算，其包括具有住宅结构的地产的购买价格，购买价格合并在指定的年限内与该地产相关联的总成本。总成本将基于具有竣工数据的AVM 111、部署目标112、性能预期113和体验指标数据114。

此外，所需的总资源可以跨越多个地产和结构进行聚集。可以将地产的集合组织到地产池中以减轻在未来性能的计算中的异常的风险。当然，地产所有权和/或管理的益处也可以集中在一起，并与所需的总资源进行比较。在各种实施例中，所计算的未来性能116的不同方面可以被聚集并分配给不同的方。例如，第一集合可以涉及用于结构修理和维护的技术人员的工时，并且与该集合相关的义务的履行可以被分配给第一方。第二集合可以涉及被分配给第二方的电器性能和义务。第三集合可以涉及被分配给第三方的设备性能和义务。其他集合也可以类似地被分配给各种方。在一些实施例中，合并购置成本和持续的部署成本中的一者或两者的财务义务可以作为单笔贷款(a single loan)来被分配和融资。其他实施例包括合并到购买价格内的所计算的未来性能成本。

本发明的一个重要方面包括基于下列项中的一个或更多个的超前行动的定义和执行：具有竣工数据的AVM模型111；部署目标112；性能预期113；体验指标数据114和未来性能的计算116。

现在参考图1B，AVM通常与包括不动产地块110-113的住宅地产相关联。根据一些实施例，对住宅地产执行改进、修理、维护和升级中的一个或更多个。根据位置的自动确定来识别住宅地产，并且在住宅地产内进一步自动确定特定的定位、高度和方向。智能设备可用于根据不动产地块110-113的物理位置的唯一标识符来访问存储在AVM中的数据记录。

如所示，示出了不动产地块110-113的地图，图标110A-111A指示具有在与地块相关联的虚拟模型中包括的虚拟结构的地块110-111。其他地块113具有指示在完成的过程中的虚拟模型的指示器113A。

在由本发明利用的一些方法中，可以通过越来越准确的确定来访问在AVM中的数据。第一级地理空间位置确定可以基于不动产地块110-113，并且第二地理空间确定可以根据被包括在不动产地块110-113的边界内的位置定位器(下面将更充分地被讨论)来进行。可以根据方向确定和加速度计中的一者或两者来计算更加准确的位置定位。因此，基于不动产地块110-113的标识和在位于不动产地块110-113内的结构内的位置以及高度和方向来访问在结构内的特定墙壁部分的设计模型的记录是在本发明的范围内的。同样，本发明提供了用于访问竣工数据以及基于准确的定位和方向确定来提交结构的特定部分的竣工数据的能力。

在本发明的一些实现方式中，住宅地产唯一标识符可以由AVM分配，并且遵守UUID或者可以从公认的标准或值或者基于公认的标准或值来进行采用的其他唯一标识符。例如，在一些实施例中，唯一标识符可以基于笛卡尔坐标，例如GPS坐标。其他实施例可以根据由其他管理机构的地方政府分配的街道地址和税务地图号码中的一者或两者来识别住宅地产。

在一些实施例中，AVM还可以与更大组的地产(例如房主相关的建房土地、综合公寓、或其他所定义的布置)相关联。

如所示，在一些优选实施例中，与特定住宅地产相关的电子记录可以被识别，且然后，基于由GPS设备或其他电子定位设备生成的坐标来进行访问。GPS设备可以确定位置并将所确定的位置与列出模型数据、竣工数据、改进数据、性能数据、维护数据、操作成本数据、投资回报数据等的AVM记录相关联。

现在参考图1C，示出了具有虚拟住宅结构102的增强虚拟模型100的关系视图。增强虚拟模型100包括以数字形式与设计方面一起存储的虚拟模型，其允许适合于住宅用途的物理结构102A在虚拟环境中被设计和建模。设计方面可以参考将被包括在虚拟住宅结构102B中的特征的性能数据，并且还可以参考量化虚拟住宅结构102B的预期用途的变量。虚拟住宅结构102B和增强虚拟模型100可以经由适当的自动化装置108来驻留在虚拟设置中。自动化装置108将通常包括如下面更充分描述的一个或更多个计算机服务器和自动处理器，并且可以通过已知的网络协议是可访问的。

关于设计方面，本发明包括以增强虚拟模型100为背景生成虚拟住宅结构102A的竣工模型101。竣工模型101包括基于在相关住宅物理结构102A的物理位置上或附近捕获的竣工数据的虚拟细节。竣工数据可以例如在物理结构102A的建造或修改期间被捕获。

竣工模型101可以包括详细数据，其包括图像捕获和在物理结构102A中包括的特征的物理测量。物理测量可以反映在物理结构的同时期建筑阶段或者在物理结构的建筑阶段之后的阶段。在一些实施例中，可以用与对物理结构做出的修理或改进相关联的附加数据结构数据来补充原始竣工测量。可记录的建筑方面的细节作为数字数据放置在被包括在自动化装置108中的可记录介质104上。

在可记录介质104上包括的数字数据因此可以包括例如下列项中的一个或更多个：捕获体验数据的物理测量；图像数据(如，用CCD设备捕获的数字照片)；激光扫描；红外扫描和其他测量介质。在可记录介质104上的竣工结构的一个或更多个记录可以被合并到增强虚拟模型100中，从而保持具有物理结构102A的增强虚拟模型100的并行性质。

在一些实施例中，在可记录介质104上的竣工数据可以被生成和/或通过图像捕获设备106被捕获。

当物理结构被部署用于使用时，生成和/或捕获体验数据的后续测量可以被进行并被合并到增强虚拟模型100内。此外，用户可以访问和更新103增强虚拟模型100以确定已经虚拟地(virtually)合并到增强虚拟模型100内的物理结构102A的特征。在一些示例中，平板电脑、手持网络接入设备(诸如，例如移动电话)或具有自动定位服务的其他设备可以用于确定物理结构102A的大体位置。例如，具有GPS能力的智能电话可用于确定物理结构的物理地址，例如主街123号。可通过互联网或其他分布式网络来访问包含与主街123号相关的数据的所存储的记录。

除了使用GPS来确定用户设备的位置之外，本发明还提供了具有物理结构102A的不动产地块，该物理结构102A包括更多射频(或其他机制)位置标识器109。位置标识器109可以包括例如在所定义的位置处的无线电发射机，其可以用于通过三角测量来准确地识别诸如以下项的用户设备106的定位：平板电脑、智能电话或虚拟现实设备。可以通过三角测量、信号强度、时间延迟确定或其他过程来确定定位。在一些实施例中，三角测量可以在毫米准确度内确定用户设备的位置。

通过非限制性示例的方式，其他位置标识器可以包括RFID芯片、可视标记(如，散列码或条形码)、引脚(pins)或其他准确地放置的指示器。位置标识器的放置可以被包括在虚拟住宅模型中，并且当物理用户设备的位置被确定时被参考。如上所述，特定位置标识器可以在GPS坐标或其他更一般的位置标识器的背景中进行参考。

基于用户设备106的计算出的位置，物理结构102A的细节可以被合并到虚拟住宅结构102B中，并且经由在用户设备106上的图形用户界面(“GUI”)呈现给用户。

例如，用户可以接近物理结构并激活在移动用户设备106上的应用。该应用可以使用户设备106激活在用户设备中包括的GPS电路，并确定用户设备106的大体位置，例如街道地址名称。该大体位置将允许正确的虚拟住宅模型104B经由分布式网络(例如互联网)被访问。一旦被访问，该应用就可以另外搜索在虚拟住宅模型中记录的类型和位置上的一个或更多个位置标识器109。虚拟住宅模型可以指示一个或更多个RFID芯片在结构的厨房、起居室和每个卧室中是可访问的。用户可以激活适当的传感器来读取RFID芯片并确定它们的位置。在另一方面中，增强虚拟模型100可以指示位置标识器109被放置在物理结构102A的两个或更多个角处(或其他放置)，并且每个位置标识器109可以包括具有所定义的位置和在所定义的高度处的发射机。用户设备106或其他类型的控制器然后可以用位置标识器109进行三角测量以计算在物理结构内的精确位置和高度。

类似地，在执行将记录相对于位置标识器109的位置的变化的代码期间，可以通过用户设备106的规定移动来计算方向。例如，用户智能设备(例如智能电话或用户设备106)可以被指向墙壁或其他结构部分，并且在执行可执行代码时，智能设备可以在朝着墙壁的通常相切的方向上移动。用户设备106相对于位置标识器109的方向的变化可用于计算方向。基于所记录的在结构107内的定位和所计算的方向，可以在增强虚拟模型100中访问数据记录，并且可以在用户设备106上呈现增强虚拟模型100和/或虚拟住宅结构102B的特定部分。在其他实施例中，可以通过在智能设备内部的机构(例如罗盘或加速度计)来确认或验证方向。

在本发明的又一方面中，在一些实施例中，可以通过下列项中的一个或更多个来控制来自一个或更多个位置标识器109的传输：加密；编码；密码保护；私钥/公钥同步或其他信号访问限制。对位置标识器109的访问的控制可能在多个方面中是有用的，例如，位置标识器可以另外起作用来提供对数据、分布式网络和/或互联网的访问。

虚拟住宅结构102B可以包括下列项中的一个或两个：当用户设备在物理结构102A中的所计算的位置处时与用户设备106看得见或接近用户设备106的方面相关的历史数据和最新数据。以这种方式，增强虚拟模型100和虚拟住宅结构102B的并行虚拟世界可以呈现来自虚拟世界的模拟在物理世界中的方面的数据，并且当用户设备在特定物理位置处时对访问用户设备106的用户可能是有用的。如在本文档中所讨论的，经由增强虚拟模型100呈现的数据可以包括下列项中的一个或更多个：设计数据、竣工数据、体验数据、与增强虚拟模型100或物理结构的电器和/或特征相关的性能数据；维护数据、和注释。

注释可以包括例如在以前的时间记录的用户或设计者的注解、服务公告、维护日志、操作指令或对后续用户的个人注解，例如指示什么人经常出入该位置的虚拟的“约翰·史密斯在这里”类型的访客类型日志。注释可以包括文本和图像数据中的一种或两种。例如，注释可以包括在给定时间和日期捕获的位置的图像。图像可以具有个人性质，例如当史密斯拥有该住所时的客厅，或图像可以具有专业性质，例如在由ABC承包商在所记录的日期油漆后的客厅。在一些实施例中，注释可用于指示工单的完成。工单的完成记录又可以触发支付机制，以用于支付根据合同完成工单的实体。在另一方面中，注释可以涉及作为一个整体的虚拟住宅模型或虚拟住宅结构，或者涉及在虚拟住宅结构内接近用户设备的位置的特定方面。

在一些实施例中，结构和地块的所建议的使用的细节可以被输入到设计模块中，并用于指定或推荐待被包括在增强虚拟模型100中的特征。例如，具有容纳老年人或夫妇的预期用途的住所可以包括最少的台阶、步入式淋浴设施、浴室扶手、远程照明和电器控制以及有助于具有不太理想的移动性的某人的其他特征。此外，在虚拟住宅结构中包括的电器例如洗碗机、烤箱、炉灶、热水器、洗衣机和烘干机等可被评定为中等至轻负荷量和容量。其他功能(例如壁橱五金件和门)也可以根据老年人的需要被定制；用于远程监测和警报系统的电气和无线基础设施；柔软且无突出物的地板覆盖物，例如低地毯或软木制品，可以被设计到虚拟住宅结构内并被包括在竣工模型中。

相反，容纳多个孩子和父母的结构可以被设计成包括下列项中的一个或更多个：不同的楼层、更多的浴室、更大容量的重负荷量电器、重负荷量特征(例如门硬件)、耐磨弹性地板、在墙壁和门内的显著隔音、婴儿监测器、无处不在的Wi-Fi和互联网接入、移动设备充电站等。

根据本发明，住宅结构和地块的特征在数字设计模型中被生成，且然后在特征在建筑过程中被实现时被跟踪，并且在结构被投入使用时在结构的性能方面被进一步跟踪。在可用的程度上，在与使用相关的变量的背景下的性能被跟踪。变量可以包括例如诸如主要住宅的结构的使用；在一个结构中被访问的资源的数量；居住者的人口统计资料；每年该结构被部署用于使用的月数；一个结构在一年中的哪些月被部署用于使用；在结构中供养的宠物的数量和性质；该结构在一天中的哪些小时被占用以及其他相关信息。

当体验传感器读数生成时，它们可以被记住以生成与物理结构102A相关联的经验数据。体验数据通过结构化查询被收集和分析，且也可以通过人工智能过程(例如非结构化查询)被分析以获得值。在一些实施例中，体验数据也可以与和结构102A交互作用的人和/或动物相关联。虽然以前的住宅结构通常被设计和建造成阻碍在人118中和在不同的人118之间的可变性，但本发明允许人可变性通过传感器119被监测以及该结构被修改以最佳地与可归因于将居住于结构102A或以其他方式与结构102A交互作用的人118的变量的值相互关联。可以用安装在人118身上的或附近的传感器119来量化人(和/或动物)。可选地，位于结构102A中或附近的传感器117可用于监测人可变性。生物传感器可用于提供与结构交互作用的人118的经验数据，其可使用对在结构性能和人生物统计之间的设备关系的结构化查询或非结构化查询来进行分析。因此，传感器可用于根据生理和行为数据、社会交互作用、在结构内的环境因素、进行的行动、运动、以及几乎任何可量化的方面来量化在人118和竣工结构102A之间的交互作用。

竣工特征和生物统计可进一步用于控制各种家庭自动化设备。通过非限制性示例的方式，家庭自动化设备可以包括下列项中的一个或更多个：自动锁或其他安全设备、恒温器、照明、烹饪、清洗、淋浴设备等。因此，具有所记录的竣工设计特征和振动传感器的房屋可以跟踪在房屋中的活动，并确定与行走的第一振动模式相关联的第一乘客在该房屋中。所记录的振动模式可以指示人正沿着走廊行走，以及结构自动化设备可自动打开适当的照明并调节以下中的一个或更多个：温度、声音和安保措施。安保措施可以包括针对那种没有按程序允许进入的人锁住门。例如，第一振动模式可用于自动确定小孩子正在横穿竣工数据已经被收集的结构的区域。门可以被固定以防止小孩子进入某些房间，例如可能包含敏感和/或危险物品的工作间、办公室或洗衣房。类似地，患有痴呆症的老年人可以远离厨房(他们可能在厨房中打开烹饪设备)被封锁，但是被允许进入家庭房间以接近娱乐活动和浴室。在一些特定示例中，娱乐系统可以基于特定人的如经由该人关于竣工数据的振动而确定的接近度来自动播放音频和/或视频。可以根据竣工数据、占有者概况、生物统计数据、一天中的时间、或可用传感器读数的其他组合来类似地部署其他结构自动化。

现在参考图2，功能块200示出了本发明的一些实现方式的各种部件。根据本发明，被包括在增强虚拟模型系统201中的自动化装置用于生成虚拟住宅结构的模型，并且还可以合并模型和相关不动产地块。将被部署在住宅地产中的一件或多件装备可以被包括在虚拟模型中，装备可以包括例如电器222、建筑物支持物品212、和公用设施支持213。AVM可以对住宅结构和相关装备的性能的模型预期204建模。电器211可以包括例如下列项中的一个或更多个：洗衣机、烘干机、洗碗机、微波炉、中央真空吸尘器、冰箱、冰柜、炉灶、烤箱、室外烤架等。建筑物支持物品212可包括下列项中的一个或更多个：HVAC、真空单元、线缆、声音、数据网络、报警系统、图像和/或音频监测系统、安全系统、家庭自动化、空气净化系统等。公用设施支持213可以包括电缆、碟形天线、Wi-Fi、水软化器、水过滤器等。

增强虚拟模型系统201计算虚拟住宅模型的所预测的性能，并基于性能来生成操作预期204，其中“性能”可以包括下列项中的一个或更多个：总操作成本；操作者基于虚拟住宅模型对竣工物理模型的使用的总体满意度；以及在基于由虚拟住宅结构系统201生成的虚拟住宅模型的竣工的一定年限的占用和使用之后的竣工剩余价值。

在另一方面中，实际操作体验203可以由增强虚拟模型系统201监测、量化和记录。通过非限制性示例的方式，量化操作体验203的数据可以从下列项中的一个或更多个收集：合并到竣工结构中的传感器；维护记录；指示所消耗的能量202(电、天然气、热油)的数量的公用设施记录；用水量；竣工结构的定期测量，例如气候遏制的红外扫描、通过空气处理机的气流、水流、水质等；用户调查以及维护和更换记录。

在又一方面中，可以跟踪包括与竣工结构相关联的零件和劳动力中的一者或两者的保修单205部件，包括更换材料207。保修单205可适用于实际结构或一个或更多个电器211、建筑物支持物品212、和公用设施支持物品213。

增强虚拟模型系统201可以基于部署变量的值来考虑住宅结构的部署的所建议的使用，并且指定下列项中的一个或更多个的方面：电器211；建筑物支持212；以及基于所建议的使用和部署变量(包括停机时间243)的值中的一者或两者的公用设施支持213。电器的方面211包括性能规范221和维护232。所建议的使用可以包括例如多少人将占用住宅结构，将占用该住宅结构的人的人口统计资料；住宅结构将被占用的时间的百分比、住宅结构是否为主要住宅、住宅结构是否为租赁地产以及进入的租赁的一般持续时间、由住宅结构所经历的环境条件，例如对海盐的暴露、冬季条件、沙漠条件、疾风、暴雨、高湿度、或其他天气条件。

在另一方面中，部署可以涉及生物统计或与结构的特定占有者相关联的其他数据。因此，在一些实施例中，传感器可以监测占有者和/或所建议的占有者的生物相关变量。生物统计测量可用于确定超前行动和滞后指标中的一者或两者。超前行动可包括下列项中的一个或更多个：特定建筑材料的使用、设计方面的选择；结构装备的部署；电器的部署；租赁的条款；租赁的时间长度：维护合同的条款；和结构自动化控制。

根据本发明，设计方面和结构材料210也可以基于所建议的使用和部署变量的值。例如，具有较高绝缘值的较厚外墙可基于在不利环境中的结构位置。同样，可以在设计用于租赁业和/或用于容纳活动的儿童的结构中指定具有隔音的较厚内壁。因此，在指定住宅结构的几乎任何方面时，各种人口统计考虑因素和所建议的结构的使用可以用作输入。

总拥有成本(“TCO”)

在又一个考虑因素中，下列项中的一个或更多个的货币价值可以用作在增强虚拟模型100中包括的一个或更多个设计方面的输入：总拥有成本、住宅地产的总维护成本和期望ROI。总拥有成本、总维护成本和ROI可用于确定在增强虚拟模型100中指定的变量202-205、210-213的最佳值，并被合并到竣工结构以及对不动产地块的其他改进中。

总拥有成本214可以基于用于评估总拥有成本214的时间段215而改变。ROI可以包括下列项中的一个或更多个：可以产生收入流的租赁价值、转售价值、操作成本、基于结构规范的不动产税以及与成本和价值中的一者或两者相关的几乎任何其他因素。

可以根据下列项中的一个或更多个来计算理想的效率和性能：已建立的指标、测量协议和过去的体验。增强虚拟模型系统201及相关技术和软件可用于支持TCO的确定。在另一方面中，TCO可以基于多个单独指标的集合、评估指标的过程、调整和优化指标的过程以及应用来自基准操作的最佳结果的过程。在管理总拥有成本的过程中，在一些示例中，初始步骤可以包括基于总拥有成本指标来对最佳设计建模以及也对用于评估总拥有成本指标的所设计的算法建模的设计方面。

在下面的示例中，在计算目标总拥有成本214的上下文中考虑总拥有成本214、总维护成本206和相关指标的各种方面。因此，AVM可用于优化TCO。

所设计的住宅结构最终被建筑在不动产地块上的工地处。建筑过程可以被指定并提供可以在由增强虚拟模型系统201设计的过程中被使用并且也可以用作物理建筑过程的指标。在一些示例中，与物理建筑相关联的时间因素可能是重要的，并且在一些示例中，当与物理建筑相关联的时间因素在物理建筑过程中被生成时时间因素可被估计、测量和起作用。时间因素的示例可以包括下列项中的一个或更多个：开发和批准工地计划的时间；准备工地并定位社区提供的公用设施或工地提供的公用设施的时间；铺设地基的时间；建筑结构的时间；完成结构的时间；安装内部公用设施和设施相关方面的时间；安装、调试、证明装备合格和发行装备的时间；开始生产运行的时间和证明生产的合规性的时间，前述项都是可以通过各种技术和在住宅结构的工地上的感测装备测量的时间的示例。建筑的各种时间因素是有价值的，并且当物理建筑继续进行时可能会变得越来越有价值，因为在收入流和货币投资之前的在项目建筑中的货币投资明确定义资本方面的成本，其随着金钱的时间价值而按比例调整。

各种建筑步骤可以包括各种类型的材料流。可以针对成本和效率跟踪和控制材料流方面。各种材料可以降低建筑材料成本，但升高完成建筑的时间因素。可以在增强虚拟模型系统201中计算和评估逻辑变化，并且可以基于被置于给定变量值的各种益处和结果上的重要性来生成和/或选择最佳建筑步骤。对物理建筑项目的物理建筑测量和/或感测也可用作在经济权衡的评估中的输入。

根据用户定义的目标值，所部署的装备可能招致大部分建筑成本。AVM可以对包括下列项中的一个或更多个的替代方案进行建模和呈现：成本相对于效率、质量、建筑的时间、预期寿命和随时间推移的市场估值。建筑的成本可能与部署和最终转售的成本相关。总拥有成本214的总体模型可以包括任何或所有这样的方面，并且还可以包括外部的方面。在一些示例中，装备权衡的性质可以是静态的，并且可以根据以前的结果进行估计。在一些其他示例中，技术中的变化、纯源化中的战略变化、获取的时间等可以在总拥有成本214的模型中起作用。

在一些示例中，当时间因素被加权到真实成本时，在项目的早期阶段招致大量成本的设计的初始效率可能对总拥有成本214有占优势的影响。在其他示例中，住宅结构随着时间的推移而是灵活的并且以这种灵活的方式改变的能力可能占支配地位，其中这种改变被有效地设计，即使初始成本方面可能由于在灵活性方面设计的需要而效率较低。当住宅结构被建造时并且当它被操作时，变化的客户需要的性质可以创建对总拥有成本214的估计的动态方面。因此，在一些示例中，给定变化的水平，可以对照灵活性的成本方面来将对住宅结构的需求的预期动态性质的估计建模以对总拥有成本214的期望值建模。

在一些示例中，可能不太依赖于外部因素的因素(例如产品需求等)可能仍然是总拥有成本214中的重要指标。被包括在竣工因素中的可以是计算例如HVAC温度负载，其中人员和季节性天气影响可能很重要。AVM模型可以包括用户界面以接收在AVM模型中有用的值。此外，通过可确定包括例如：电、燃料油、天然气、丙烷等的能量消耗的传感器的电子监测可能对估计和测量是有用的。

可以通过热电偶、基于半导体结的设备或其他这种直接测量技术来监测温度。在其他示例中，可以根据基于光子的测量来估计温度和热流，例如利用红外成像等来调查住宅结构。

公用设施负载可以在结构的基础上和/或在位于集线器或单独件的装备本身处的使用监测装备的点处被监测。流量计可以是联机的或在管线或导管外部。可以用物理流量测量或基于声音的测量来测量气体和液体流量。在其他示例中，电可以作为直流测量或所推断的感应电流测量来被监测。

在一些示例中，住宅结构和相关环境的标准使用模式的性质和设计可能与总拥有成本相关。例如，包括更大数量的入口和出口的使用将使HVAC系统暴露于增加的负载，以及包括在住宅建筑物中的居住者的相当大数量的醒着的小时的使用可能招致下列项中的一个或更多个的增加的使用：电器211；建筑物支持设备212；和公用设施234。

在住宅结构中的振动的性质和测量方面也可以在住宅结构被建造时被建模和设计。可以有许多手段来测量从基于电容和电阻的测量到基于光学的测量的振动，这些测量测量距离标度的细微变化作为检测振动的手段。振动可能由位于道路、火车、地铁、机场、潮汐流或相对一致振动的其他重要源附近的住宅结构产生。振动也可以是更周期性的，例如地震活动。在另一个方面中，振动可以由在住宅地产内的人流量产生。还有另一方面包括住宅地产的人使用的类型，其可以范围从具有有限的移动性的单个老年人到青少年反弹球和大致的房屋供给，或者包括在结构内的响亮音乐和重大人运动的锻炼视频的使用。

振动监测传感器的使用可以指示在结构内发生的各种活动，并且便于对结构的各种方面的预期寿命的更准确的建模。

噪声水平是另一种类型的振动测量，其集中于通过住宅结构的大气传输。在一些情况下，噪声可以在从它的在另一个位置处的真实源穿过实心结构移动之后从一个位置发出。因此，用定向麦克风或其他麦克风感测类型测量环境声音可以用来解释噪声发射的性质和位置。在一些情况下，噪声发射的其他研究可能导致不同噪声源的振动测量的建立。可以监测住宅结构的地板、天花板、门口、工作台面、窗户和其他方面，以便量化和推断噪声水平。噪声和振动测量设备可以是全局性的并且监测住宅结构的一个区域，或者它们可以固有地合并到住宅结构的单独装备中或上。

在一些示例中，住宅结构的模型(包括原始模型和竣工模型)可以包括管道、电线、导管和住宅结构的其他特征以及具有结构的已安装装备的布线。与建筑结构的模型和放置在建筑物中的装备一起，各种布线结构可以被结合在详细的增强虚拟模型100中。

在另一方面中，AVM 201可以包括在物理结构之间的冲突，其可以在设计阶段中在大大改进的成本方面被检测和避免。在一些示例中，设计者可以虚拟地确定冲突的性质，并改变在虚拟空间中的设计以优化操作方面。此外，在一些实施例中，可以在为了各种目的建筑住宅结构期间和之后生成竣工模型。在一些示例中，技术人员可以针对建筑与所设计的模型的一致性检查住宅结构。在其他示例中，当竣工住宅结构被更改以处理所需的变化时，变化将被捕获并被包括在竣工AVM 201中。

在本发明的另一方面中，AVM 201可用于生成住宅地产的虚拟现实模型，包括可经由包括使用户到虚拟环境内的沉浸的用户界面显示的一个或更多个结构。除了显示屏是有限的以外，沉浸可以例如通过使用具有视觉输入的虚拟现实头戴式装备来实现。在一些实施例中，可以基于用户的位置来生成虚拟设置。例如，GPS坐标可以指示住宅地产，并且用户可以穿戴头戴式装备，其使用户沉浸在虚拟现实设置中。虚拟现实设置可以显示可能在住宅地产上建造的结构的一个或更多个虚拟模型。

实施例可以包括所生成的模型、标准建模软件(例如BIM 360^TM场，其可以以非常完整的水平的细节支持住宅结构设计的显示)。从总拥有成本的角度来看，特别是从包括不动产地块选项等的工地布局的性质的评估来看，对在它的位置或所提议的位置上或在多个所提议的位置上的住宅结构的建模可能是有用的。

在一些示例中，在现场在竣工或所提议的建筑物的工地处观察到的虚拟显示可以允许在建筑完成之前在空间中查看到的设计变化和设计评估。例如，可以将结构完成到在墙壁、地板和天花板在适当位置上的程度上。用户可以利用虚拟显示器来理解不同设计的布局差异，并且设计可以从具有最小灵活性的设计迭代到更灵活然而更复杂的设计。

在一些示例中，设计系统可以包括各种类型的特征，例如建筑物结构、墙壁、导管、公用设施、管道、照明、和电气装备。

设计和建模系统可用于模拟和预估成本支出概况和预算方面。因此，建模系统可能在审核的过程中、特别是当比较实际支出概况和所预估的支出概况时是有用的。各种支出排序的比较可用于优化融资成本、维护、翻新和排序。增强虚拟模型系统201可能对提供早期估计是有用的，并用于成本跟踪与预估的对比，所述预估可被可视化为跨越建筑物、设施和装备的虚拟显示的显示。

能量/公用设施成本：可能存在在住宅结构的电能的源方面进行权衡取舍的许多示例。例如，工地可以被设计成具有功率的各种公用设施供应，具有定制的电源管理系统以平衡有效负载的电容和阻抗，以最小化电成本。此外，可以评估和设计各种替代形式的电能。太阳能、地热和风力生成的电功率可能在某些条件下产生经济意义，并且可能具有一天中的时间和季节相关性。可以评估用于在提供额外容量的添加的情况下安装初始发电容量的灵活的支持设施的设计。在一些实例中，备用电力可以被设计成确保住宅结构可以在某一水平运行某个时间段。在一些情况下，这可以允许持续的生产；在其他示例中，备用电力可以给住宅结构闲置的时间并以更安全和更小损坏的方式关闭容量。

在一些示例中，用于加热、冷却、加湿和除湿装备的能源可以被建模和管理。在一些示例中，所使用的能源可以是以下中的一种或更多种：电、天然气、丙烷、燃料油或天然气。紧急备份也可以被建模和管理。在电源、基于太阳能和燃料的能量消耗之间的各种选择可以基于市场预测进行建模和控制。估计可能根据世界和/或市场事件被定期地调整。

通过持续进行的电子传感器测量实现的增强的检查和引导能力可以便于下列项中的一个或更多个：住宅结构特征、操作住宅地产装备和维护模型的维护、扩展和优化。通过传感器数据收集而持续进行的监测也增加了机器和操作的知识或针对知道住宅结构的状态的其他有用的能力。

与装备和设施的维护相关的决策可能是建模和操作管理系统支持的重要决策。可进入建模的各种成本要素可包括例如下列项中的一个或更多个：消耗品的成本；所更换的零件的寿命、不同零件类型的故障的性质；与所计划和未计划的维护以及装备的预期和实际寿命相关的人力。

在功能住宅结构的内部，在包括虚拟增强模型的AVM 201中看得见的增强现实功能可用于引导操作员、测量员、修理工人、或其他个人通过住宅结构。作为一个非限制性示例，平板电脑、移动设备、或具有屏幕、成像、和其他感测能力的其他小型设备可以以增强现实方式用于该功能。

如上所述，使移动设备面向住宅结构中的区域以及移动设备以特定模式的移动可以用于确定住宅结构的特定区域，对于该特定区域，AVM 201数据应该被访问。图像传感器、位置传感器、取向传感器、和其他传感器中的一个或更多个的组合也可以用于对移动设备识别设备正在识别哪个墙壁段、建筑物方面、电器或装备。移动设备的位置、高度和视角也可以用来确定虚拟模型被请求针对的结构的方面。

在一些实施例中，可以给用户呈现各层数据，例如，包括下列项中的一个或更多个：住宅结构的结构方面、管道、电气、数据运行、材料规范或其他文档，包括但不限于：基本识别信息、安装信息、服务记录、安全手册、过程记录、预期服务时间表、以及许多其他可能性。

因此，多个信息可以在住宅结构内是容易可访问的，并且可以用于各种功能，包括找到特定的机器然后来诊断和检修问题、装备的定期检查、住宅结构的有导游的参观、或许多其他功能。该信息可以以多种可能的格式(例如显示在屏幕上的列表、在虚拟现实(“VR”)相机馈送中显示在装备旁边的可点击图标或许多其他可能性)被传送给个人。这些功能也可以是以免提VR格式用VR头戴式装备或其它这样的设备可访问的。

当用户在住宅结构内部时，在用户接近结构的各种方面时，用户可以接收多个信息、指令等。例如，用户可以与机器本身交互作用，看到它们工作，听到它们产生的声音，等等，以更好地检查或维修住宅结构的装备以及其他可能的功能。利用VR系统，功能住宅结构的类似行进、引导、或检查能力可以完全远离住宅结构本身来被实现。此外，使用VR系统，这些能力可能出现在住宅结构的建造或操作之前、期间、或之后。

VR系统可以构成具有立体查看能力的头戴式装备或透镜系统、声音传送装置(例如头戴式受话器)、以及各种形式的用户输入(例如手持控制器或脚踏板作为非限制性示例)。各种形式的成像、测量、或建模技术可用于生成功能住宅结构的虚拟模型。作为非限制性示例，用VR系统探索这种模型可以用于在住宅结构的建造之前检查住宅结构的布局、功能、或其他参数。作为可选的非限制性示例，实时地或在用VR系统查看之前的一段时间内探索可能由感测技术生成的模型可以允许在完全远离实际住宅结构本身的位置上的检查或演示能力。这可以包括在住宅结构中捕获的图像和声音两者。

附加地，数据的收集可以包括所经历的实际服务寿命和在AVM中使用的装备的性能，这从而实现在增强虚拟模型100和竣工结构中包括的装备的预期寿命的增强的建模。各种传感器可以搜集与下列项中的一个或更多个有关的相关数据：电器和装备的使用、装备的电器物品的性能以及在电器和装备内部或附近的周围环境。此外，与装备的功能或预期寿命相关的非结构化查询可以由处理器生成用于访问和解释数据，从而基于对数据的分析来得出对决策者的相关输入。

待获取的与装备的预期寿命相关的数据的各种示例可包括但不限于操作时间、操作条件(装备是否可以在容量下、在额定容量下、或超过容量运行以及运行多长时间)、或用于操作的许多环境条件；环境条件可包括环境温度(或环境温度与理想值或其他测量值的差异)、环境湿度(或环境湿度与理想值或其他测量值的差异)、环境空气颗粒含量(或当前空气颗粒水平与过滤器更换安排的比较)、环境气体(如果是相关的)(例如二氧化碳、或其他气体)的存在或浓度、可能改变环境条件或其他可跟踪数据的进入或离开住宅结构的次数。

装备的识别

可以针对下列项中的一个或更多个促进或改善识别能力：在住宅结构内的结构方面、电器、装备和公用设施支持。这个识别可以通过查询和通信的各种手段采取多种形式，并且可以通过各种硬件和/或软件手段来被促进。

非限制性示例可以包括基于图像的识别；具有一些成像装置的设备(包括但不限于移动设备相机、平板设备相机、计算机相机、安全相机、或AR头戴式装备相机)可以对待识别的装备成像。图像识别软件可以通过它的识别特征来识别可视化设备。机器学习可用于训练使用该软件的系统以识别所提及的装备的特定特征。其他类型的视觉标识符(包括但不限于QR码)可用于在视觉上识别装备。

另外的非限制性示例可以包括基于位置的识别；具有一些定位装置(包括但不限于GPS、内部航位推算、或其他装置)的设备可以用于确定在住宅结构内的位置。基于装备与基于位置的信号的接近度，可以访问在所测量的位置处或附近的装备的识别信息以用于评估。

另外的非限制性示例还可以包括基于方向的识别；在有固定位置的情况下或者与定位装置合作，设备可以具有推断设备的基于取向的信息的能力。该取向信息可用于推断设备正在指向的方向。这个基于方向的信息可用于指示设备正指向可被识别的特定的一件装备。

另外的非限制性示例还可以包括竣工传感器和传感器生成的基于体验数据的识别；各种装备的识别信息可以在存储该信息的数据库中被存储和访问。该信息可以被具有对该信息的某个资格的用户通过各种手段进行访问。

另外的非限制性示例可以包括基于标签的识别；可以通过对标记能力的许多非限制性示例(例如磁性标签、条形码标签或其他标签)的接近来访问各种装备的识别信息。这些标签可以包含所提及的信息，或者可以向所有者提到相关信息的位置，以便将该信息传送给所有者。

另外的非限制性示例，数据聚集可以包括生成与基于物联网(“IoT”)的识别相关联的数据的传感器。各种IoT设备(或传感器)可以包括用于存储和传送识别信息的数字存储设备、处理器和发射机。在请求时，IoT设备可以向具有通信设备的人或IoT设备的邻居传播其本身的识别信息。其也可能传送从其他互联网连接的设备接收的和/或发送到其他互联网连接的设备的信息。

被聚集并存储用于在TCO中考虑的维护的成本的计算中参考的数据可以包括与下列项中的一些或全部相关的数据：

所覆盖的文件项目；

住宅结构/建筑物所有权的长期保修；

在采购价格中包括的项目；

融资金额；

税收影响；

资本价值；

扩大住宅结构和/或结构特征(例如浴室或厨房)的能力；

横向尺寸；

垂直尺寸；

建筑物支持系统；

公用设施；

电；

水；

排放；

聚集数据；

同一住宅结构；

多个类似的设施；

不同的住宅结构类型；

相同的地理区域；

不同的地理区域；

定位电器和装备；

GPS(可与其他定位技术结合来使用)；

与住宅结构中的参考点发射器的近场通信；

Wi-Fi；

RFID；

反射器标签；

“视觉”识别标识符，例如散列码、条形码；以及

与视觉识别标识符相结合的定向–加速度计。

按照上面的列表，功能因此可以包括住宅结构和在住宅结构内包含的装备的建模和跟踪的性能，包括所使用的消耗品233以及消耗品的接收和处理的定时；建模和实际的维护232，包括所执行的维护的质量以及装备性能，包括产量。消耗品233跟踪可以包括更换的频率241和所更换的消耗品的数量242。公用设施234跟踪可以包括预估的和实际消耗的能量的单位。

3D扫描和模型开发

在本发明的一个方面中，与住宅结构的重要元件的位置和身份相关的数据首先被设计，且然后被记录在它们的实际放置和安装中。这可以包括当结构被设计和建造时建筑物特征(例如梁、墙壁、电气接头、管道等)的位置。作为住宅结构模型的一部分，激光扫描可以在建造期间的各种不同的时间在现场被执行。初始扫描可以提供涉及结构相对于在地产(例如道路)上的元素的位置的大体信息，利用例如电、水、天然气和下水道来进行识别非限制性示例。

为了捕获准确的3D竣工点云信息，用于扫描的额外事件可能在建造过程期间出现。点云可以包括从图像捕获和/或激光扫描或对竣工特征的其他数据收集技术确定的点的阵列。家庭信息可以通过激光扫描被捕获，并随后与设计模型和“竣工”模型进行比较。在一些示例中，所捕获的数据可以转换成3D模型，并被保存在基于云的数据平台中。

在一些示例中，捕获在空间上准确的信息的其他方法可以包括无人机和光学扫描技术的使用，光学扫描技术可以包括从多个视点获得的高分辨率图像。可以用基于光的方法(例如CCD相机)来执行扫描。其他方法可以包括可以被利用的红外、紫外、声学、磁场和电场映射技术。

住宅结构相关信息可以包括通常与结构的外部相关联的物理特征，例如地理位置、高度、周围树和大环境美化特征、地下设施位置(例如电力、水、下水道、洒水系统和许多其他可能的地下公用设施特征)、铺路、以及水池或露台区域。住宅结构相关信息还可以包括通常与结构相关的特征，例如地下管道位置、立柱位置、电气导管和布线、垂直管道、和HVAC系统或其他管道系统。数据的获取可以允许模型系统准确地定位这些内部和外部特征。在施工完成的不同点期间的竣工数据的获取允许是在测量过程中涉及的方面被混凝土、片状岩石或其他各种建筑材料隐藏之前被测量。

当特征被构建并转换成3D模型时，描述实际物理特征的数据被获取，该3D模型可以被称为“竣工”模型。竣工模型将包括结构的“关键部件”，并被提供有充分描述关键部件的人工智能的水平。在一些实施例中，竣工模型可以与设计模型进行比较。在一些实现方式中，“智能参数”与在3D模型中的关键部件相关联。例如，关键部件和相关信息可以进一步与智能参数相关联。作为非限制性示例，关键部件的智能参数可以包括制造商、型号、特征、选项、操作参数、是否选项被安装(以及如果是，它的特征和尺寸)、与关键部件相关联的任何硬件(及它的制造商和序列号)、所有者的手册和服务合同信息。与功能关键部件(例如HVAC装备)相关联的智能参数可包括制造商、型号、容量、效率等级、序列号、保修开始日期、电机尺寸、SEER等级、与装备相关联的所有者的手册、以及服务合同信息。

该住所的关键部件可具有识别设备，例如二维或三维图形代码(例如QR码标签)或用户(例如住所所有者、住所建筑者或服务技术人员)可访问的附着的RFID芯片。当用能够读取代码的装置扫描时，在各种类型的显示器(例如平板电脑)上的用户界面可以使用相关标识(例如QR码)来提供对相关信息的直接访问。在一些示例中，显示器可以显示相关数据的文本或表格表示。

在其他示例中，可以显示图形数据，例如图像、制图等。在还有另外的示例中，图形和文本显示都可以与代码相关联。尽管QR码可以提供示例，但可以使用其他识别技术，例如RFID、具有相关的所存储的信息的IoT通信协议、以及可接收信号并以所存储的信息做出响应的其他设备。除了QR码之外，许多其他类型的图形码也可以由设备读取，并提供在关键部件、电器、位置或其他所识别的方面以及相关数据之间的连接。在一些示例中，可以使用对人眼不可见的油漆或颜料(例如非限制性示例的紫外颜料)来显示基于图像的代码。在一些其他示例中，油漆或颜料可能是不可见的，直到通过用特定波段的电磁辐射(诸如，例如紫外光)照射它而使它发射可见光为止。

在一些示例中，关键部件可以包括门、窗、砖石部分、屋面材料、绝缘、HVAC装备、热水器、炉灶、洗碗机、微波炉、垃圾处置、车库门/开启器、水池设备，等等。

自动化住宅设计和监测系统可以支持所跟踪的方面的动态更新。例如，当结构所有者获取新的或附加的关键部件(例如电器(冰箱、洗衣机/烘干机、水软化器，作为非限制性示例)、HVAC、管道增建物和水池)时，关键部件可以被添加到竣工模型中，并且关键部件可以作为模型的一部分被跟踪。作为非限制性示例，例如，当增建物被制造到建筑物结构或者内部结构的重建被进行时，其他方面可以被动态更新。

因为竣工模型包括在数据库中的信息以及当建筑物结构被建造时动态模型功能开始存在，模型可以对建造过程本身采取新的支持方面。例如，来自在利用本文的系统的住宅结构内的许多部件的定义和利用的益处包括预切割和/或预制造立柱和框架、屋面切割、砖石部分、平板下管道、HVAC管道系统、电气和其他这样的部件的能力。这些不同部件的尺寸可以基于原始模型被动态地更新，该原始模型可以与如在建筑工地上实现的实际制造结构进行比较。在一些示例中，住所建筑者可以使用与系统和模型相关联的显示界面以显示建筑物平面图的原始集合与当前结构在一时间点的比较，这可以允许建筑者授权要设计的任何结构改变或变化，并且其后允许下面的部件的描述视情况被动态调整。该系统还可对支持在进行建筑物项目期间可能出现的各种检查是有用的，这些检查可将检测到的变化与设计专家审查和批准相关联。检查员可能能够利用如在现场允许的系统，或者从远程位置(例如他的办公室)操作在系统内的窗口。

当在建造期间利用系统时，可以下定制部件的订单。这些定制部件可以按照适当的顺序被贴标签并交付到工地，以用于由工匠组装。这可能有助于最小化在工地处的浪费，并提供与预先确定的模型完全一致的工作产品，该预先确定的模型可能已批准被跟踪的变化。结果可以提高工作产品的质量，并且使生成所测量的点云3D模型变得更容易。

性能跟踪

在另一方面中，当结构被建造、被安装或增建物被制造到该结构时，住宅设计和监测系统可以自主地和/或交互地获得、存储和处理由住宅结构的部件提供给它的数据。系统可以监测与在特定装备中的性能相关或者在一些情况下与设施的设计相关的方面的数据的生成、建模、捕获、使用和保留。

在一些示例中，可以通过用各种算法处理所采样的数据来评估操作性能。可以向住所所有者或住所建筑者做出如通过算法分析而评估的操作状态和整个或部分结构的状态的反馈。此外，通过适当的传感器搜集的各种数据点、视觉和声音数据可以被记录和存储，并与设施的3D模型相关联。通过非限制性示例的方式，体验传感器读数可以包括温度、功率使用、所使用的公用设施、消耗品、产品吞吐量、装备设置、和装备性能测量、视觉和可听数据。记录数据点的技术可以涉及下列项中的一个或更多个的使用：电子传感器、机电传感器、CCD捕获设备、自动检查装备、视频相机阵列和音频麦克风以及音频麦克风的阵列，以用于捕获和处理可用于在现场或在远程位置处生成实际条件的可视化的数据。此外，可以收集、保留、分析、和参考数据以预估设施性能。

在一些示例中，数据也可以与制造商装备规范和历史数据组合以对与结构和地产方面的实际操作相关的期望值建模。在又一些另外的示例中，

虚拟维护支持

通过计算机、平板电脑、或甚至电话，可以与和关键部件相关的信息和激光扫描的位置信息整合的结构(例如住宅住所)的3D模型可以对住所所有者/住宅建筑者变得可用。由此产生的系统可能对支持虚拟维护支持是有用的。

3D模型可以支持对基于纸的制图所特有的2D视图的增强。虽然3D渲染是在以纸格式传递的信息的范围内，但3D电子模型可以从3D角度渲染动态视图。在一些示例中，可以用允许虚拟现实查看的查看装置来执行查看。

在一些示例中，查看装置例如平板电脑或虚拟现实头戴式装备可以包括允许用户(例如住所所有者、住所建筑者、检查员、工程师、设计者等)基于位置、方向、高度和视角来查看模型的方面的定向特征。可以用与在视图中呈现的特征相关的各种其他信息来补充当前视图。在一些示例中，作为非限制性示例，该接口可以是通过虚拟现实头戴式装备、计算机、或移动设备(例如，iPad、平板电脑、或电话)可访问的。利用配备有加速度计的这些可能的设备中的一个(例如，作为非限制性示例，虚拟现实头戴式装备或移动设备)，模型的可见部分可以通过查看工具(无论是在屏幕上还是通过查看透镜)来显示，其中查看者的视角在配备有加速度计的设备移动时改变，允许他们改变模型的视图。作为非限制性示例，也可以通过某种用户输入方法或者通过用户的物理移动来调整查看者的观察点。

可以用“隐藏信息”来补充所呈现的视图，该“隐藏信息”可以包括例如在墙壁被安装之前被扫描的特征(包括管道、导管、管道系统等)的描述。可以描绘梁、顶盖、立柱和建筑结构的位置。在一些示例中，在视图中的描绘可以包括工程制图与所设计的位置的叠加，在其他示例中，实际结构的图像可以基于竣工扫描或其他记录叠加在图像上。

在动态意义上，显示器可用于支持对假设条件(例如重新布线的公用设施)的查看，并重建墙壁和其他这样的结构。在一些示例中，基于图形或文本的数据可以叠加在图像上，并用于指示规范、性能方面、或与图像中的特征的位置、形状和大小不相关的其他信息。

如上面所提出的，当增强现实查看设备模拟与通过虚拟现实查看设备显示的空间相关联的模型的一部分时，图像可以允许用户“看穿墙壁”。当虚拟现实查看设备中的加速度计移动时，查看者的视角可以改变。用户也可以改变模型的它们的视图，以在模型中包括可用的不同的数据。也可以通过在由模型表示的物理空间周围移动来调整查看者的观察点。为了实现此，将定位硬件直接合并到由虚拟模型表示的建筑物中也许是可能的。定位硬件可以与增强现实设备接口对接，用于定位数据以在毫米精度内准确地确定查看设备的定向和位置。例如，定位硬件可以包括与参考位置和高度相关联的无线电发射器。高程(altitude)与高度(height)不同，除非特别提及，因为相对高度通常是更重要的。

因此，用户可以在现场访问AVM并举起智能设备，例如iPad或其他平板电脑，并且使用智能设备以基于AVM和位于墙壁前面的智能设备定位的位置、高度和方向来生成在墙壁内部的视图。

在一些示例中，通过使用增强现实设备，也可简单地通过在查看界面中看相关设备来在用户的视图中查看相关设备的数据(例如用户手册等)。在其他示例中，可以有交互手段来选择在视图上呈现什么信息。

实现本发明的各种基于电子的设备也可以在没有加速度计的虚拟现实环境(例如膝上型计算机或个人计算机)中被查看。可以在GUI上显示模型的可见部分，并且可以通过用户输入设备来调整查看者的观察点。

跟踪住宅系统的电器和其他部件并存储部件相关信息(诸如，例如用户手册和产品规范以及零件号)的能力可以允许更加有效得多地使用和维护在结构内包括的部件。此外，系统模型还可以维护住所所有者手册和保修单，并消除对硬拷贝手册的存储和跟踪的需要。

在非限制性示例中，如果住所所有者/住宅建筑者想要与机器相关的信息，则可以通过定位具有一个位置的设备(确定设备在该位置上接近电器)并例如通过点击在虚拟住宅结构模型中的电器或通过扫描附着到洗碗机本身的代码标签来找到该信息来访问在虚拟住宅结构中的并行模型。在一些示例中，启用IoT的洗碗机可以具有与用户的查看屏幕配对的能力，并且允许系统模型查找和显示各种信息。因此，用户可以访问与该电器相关的各种智能参数，例如维修记录、手册、维修合同信息、保修信息、被推荐使用的消耗品(例如清洁剂)、安装相关信息、电源连接等。

在一些示例中，系统可以包括住宅系统的部件的各种类型的接口。传感器和其他操作参数检测装置可以向模型系统提供信息的例行反馈。因此，通过用各种算法处理数据流，可以进行操作条件的自主表征。因此，当识别出在系统性能中的异常时，模型系统可以给住所所有者/住所建筑者提供警报。在一些示例中，可以基于使用和/或时间来感测或跟踪标准住所维护需要，并且可以准备服务调用的通知或者在一些情况下安排服务调用。在一些示例中，可以通过文本、电子邮件、或两者来发送警报。因此，住所用户可以登录回到虚拟住宅结构内以指示维护任务的完成；或者视情况，这种服务或维护的卖方可以指示所执行的工作的性质和完成。

通过检测操作状态，虚拟住宅结构可以采取一些额外的自主步骤来支持住宅系统的最佳操作。在一些示例中，虚拟住宅结构可以采取步骤来在维护事件的预定日期之前预定维护所需的预期零件的订购和便于运送(例如，提前运送过滤器，所以过滤器在它被安排被更换的日期之前到达)。在另一个示例中，虚拟住宅结构可以从原始装备制造商(OEM)召回笔记，该笔记可以通过虚拟住宅结构传达给用户。在还有另外的示例中，虚拟住宅结构可以通过量化维修记录和不动产的性能来支持参与不动产交易的用户。

用于使用模型系统的住所建造者或租赁公司相关的机会的一些示例可以包括允许住所建筑者可以基于制造商公布的数据和向住所所有者建议即将到来的需要和/或要求的能力来建立标准维护和保修计划。在其他示例中，模型系统可以便于允许住所建筑者、租赁公司、或维护公司联合关于零件或维护物品的批量折扣的信息。模型系统还可以便于最小化住所建筑者(其希望使对保修问题的不必要的服务调用最小化)的不必要的时间支出，并允许尝试出售住所或租用物的住所建筑者和租赁公司表达已经注意维护住所。

从用虚拟住宅结构监测和跟踪维护得到的好处可以包括积极地向出借人和/或留置权持有人再保证和教导出借人和/或留置权持有人他们的投资被适当地照料。此外，保险公司可以使用对虚拟住宅结构的访问来提供他们的风险被适当地管理的事实支持。在一些示例中，在虚拟住宅结构模型系统中的数据记录以及所有者如何照料他们的住宅设施可以被保险公司或出借人使用来确保得到良好的照料。展示已定义的标准的维护记录可以允许保险公司给住所所有者提供保单折扣，诸如，例如报警系统的安装。此外，对虚拟住宅结构的访问可以允许市政当局和公用设施使用这些信息用于公用设施使用的准确计量而不必手动地检查；以及公用设施需求高峰可以更准确地被预料到。

在一些示例中，虚拟住宅结构也可以用于帮助各种类型的住所改进项目。在一些示例中，住所改进项目可以包括对建筑更大的添加和修改的支持、实现环境美化项目。也可以帮助较小的项目，在非限制性示例中包括例如悬挂图片的项目，其可以使用3D“竣工”点云信息而变得更安全和更容易。基于模型数据库，隐藏的水管线路、电气导管、配线等可以被定位或者虚拟地“被发现”。

住宅设施的优化

在对应于虚拟住宅结构的结构的建造期间，可以经由识别设备(例如IoT设备)或QR码标签来识别竣工结构的分立特征。识别设备可以被集成到特征上或在构建范围期间被添加。还可以同时安装性能监测器以允许对选定特征的关键性能指标(“KPI”)进行监测。在一个示例中，HVAC系统可以在建造期间被添加到住宅设施，且同时性能监测器可以被添加到HVAC系统。性能监测器可用于监测HVAC系统的各种KPI。这些KPI可包括室外空气温度、排放空气温度、排放空气量、电流，等等。类似的监测能力可以被安装到在住宅设施中的所有电器和公用设施系统。这些众多系统监测器的组合可以允许各种系统的操作效率的更完整的体现。

对可以包括从来自各种监测系统的数据的通信贡献的数据值的虚拟住宅结构的使用可以允许所有者接收定期报告，在非限制性意义上例如每月电子邮件，其可以显示他们的当前总能量消耗以及什么关键部件对当前总能量消耗有贡献的细分。

本文提出的系统可以由所有者和设施管理者使用来做出可以提高住宅系统的成本效益的决策。对所有者的额外服务可能允许结构所有者在他们的住所老化时接入能量节省选项。例如，如果在市场上出现更高效的HVAC系统(其可以包括也许新的技术节点)，则所有者可能接收到“节省提醒”。这种提醒可以提供所推荐的修改的所估计的能量节省连同新系统的成本的估计。如果住所所有者选择更换他们的HVAC系统，则这些估计可用于向所有者生成所估计的相关ROI或所估计的投资回收期的报告。

在一些示例中，住所所有者可以使用虚拟住宅结构以针对所需的ROI设置阈值，高于该阈值，他们可能对接收该ROI被达到的这种提醒感兴趣。该信息将基于从实际操作条件和实际历史使用以及当前工业信息中得到的数据。经由品牌传感器的智能住所TCO(SmartHome TCO-branded Sensors)来预测对关键系统的维护和能量节省。

聚集来自多个住宅的数据

使用对模型系统收集和利用相关住所信息的能力，来自许多住宅系统的数据和效率体验的集合可以允许各种设备、电器和包括真实安装位置体验的其他住所部件的优化方案的分析。根据所聚集的数据的分析可用于向装备制造商、建筑材料制造者和此类供应商提供反馈。

在一些示例中，业务模型可以包括向原始装备制造商提供匿名和所聚集的数据作为服务模型，以给OEM利用更多数据来监测和改进它们的产品的能力。在一些示例中，OEM广告可以通过模型系统被提供访问。制造商可以有激励与提高它们的设备成本效益和可靠性相关的这个数据的使用以便最小化保修成本的附带好处。这种优化的性能还可以为住所所有者和建筑者都提供好处以支持它们跟踪住所的实际保修信息、功率成本、和整体性能的能力。

方法和装置

参考图3A-3F，提供了通过在设施的建造期间扫描住宅设施来收集数据的图示。在图3A中，示出了对用于建筑住宅的工地的描绘。该描绘可以表示可以从工地上方看到的图像。地产边界(例如角301和地产边缘302)的指示可以被表示，并且可以基于具有来自工地勘察的地产标记的工地扫描来被确定，或者可以基于地产线的全局坐标来被输入。可以标出挖掘位置303。道路或车道304可以被定位。如所示，掩埋的公用设施，例如掩埋的电话305、掩埋的电源306、掩埋的水和下水道307，位于模型中。在一些示例中，也可以定位其他工地服务，例如掩埋的喷洒器系统308。

参考图3B，挖掘位置303可以被扫描或成像以确定基础元件的位置。在一些非限制性示例中，示出了基础基脚321以及掩埋的公用设施322。掩埋的公用设施可以包括例如电气线路的公用设施、来自公用设施或地点上的井的供水系统、下水道或污水处理系统线路、电信线路(例如电话、电缆和互联网)。其他基脚元件323可以在它们被建筑时位于结构需要的位置处。在一些示例中，扫描系统可以提供相对于工地取向标记的位置取向。在其他示例中，例如可以用无人机获得空中影像，无人机可以用于将特征转换成准确的位置影像。

参考图3C，示出了在建筑的过程中的住宅结构的墙壁331。该结构可以通过扫描元件330扫描。在一些示例中，可以使用激光3D扫描仪。墙壁可以具有例如顶板333、顶盖336、立柱332的支撑特征，以及例如管道334、电气导管和电线335的内部项目。在墙壁内可能有当它们出现时可以被扫描的许多其它类型的特征，例如空气导管、视频线缆、电话线缆，等等。

参考图3D，墙壁可以是被完成的，其中在墙壁饰面340后面的结构可能不再是可见的。电源插座341和门结构342可以通过扫描元件330进行扫描。

参考图3E，可以安装内部部件，例如电器。作为非限制性示例，可以安装作为一个电器的冰箱350，并且所得到的3D轮廓可以通过扫描元件330扫描。在一些示例中，操作监测器351可以附接到电器。在一些示例中，操作监测器可以是电器的一部分。操作监测器可以具有将数据传达352到可以连接到住宅的模型系统的各种接收机的能力。在一些示例中，关键结构部件(例如门)可以具有识别设备，例如QR标签353。标签可以是可见的或用不可见的油漆涂到结构内。作为非限制性示例，识别设备可以提供与设备本身和设备的保修相关的信息。

该模型可以包括隐藏的和可见的各种结构元件，并且可以用于创建到用户的显示系统的输出。参考图3F，示出了示例显示器。可以通过以透明地再现覆盖层来显示各种不可见的层。因此，显示器示出了冰箱轮廓350以及可以被隐藏的内部特征，作为示例，例如管道334、具有电线335的电气导管、和顶盖336。

参考图3G，示出了模型系统的反馈的图示。墙壁已被扫描，且HVAC单元360可以包括可以无线地通信各种信息352的性能监测器351。可以在住宅设施内的路由器371的天线370处接收该通信。住宅设施可以通过互联网372互连到处理通信的位于web内的服务器373。位于web内的服务器373还可以包括关于住宅设施的各种模型数据，并且它可以提供可以概括该结构以及HVAC单元360的操作性能的复合显示。它可以将各种数据聚集到文本和图形报告内。在一些示例中，它可以通过互联网连接来将这些报告传达回。在其他示例中，无线智能设备通信可以被发送到蜂窝塔374，蜂窝塔374可以向与住宅设施相关联的用户的智能设备376传输375。

参考图3H，示出了与本发明一致的虚拟现实显示器的图示。住宅设施的电器350可以向模型服务器传达信息。用户380可以从服务器接收整合的通信。所得到的通信可以被提供到虚拟现实头戴式装备381。虚拟现实头戴式装备可以向用户提供显示382，该显示382提供物理数据的三维视图以及模拟影像，该模拟影像可以允许通过对象到在对象后面的隐藏元素的视图。也可以叠加关于对象的信息的平视型显示。

现在参考图4A，示出了可以在本发明的一些实施例中实现的方法步骤。在方法步骤401，部署方面可以被指定用于住宅结构，并被合并到虚拟模型，例如上面讨论的虚拟住宅模型中。例如，部署方面可以包括基于虚拟住宅模型建筑的竣工结构的目的。通过非限制性示例的方式，目的可以包括下列项中的一个或更多个：是具有有限的移动性的老年人的住所；是有多个文法学校或更小的孩子的家庭的住所；是专业人士的组合的住所/办公室；是几代人的住所，如母亲/女儿的住所；以及是多家庭住所。部署方面还可以包括使用级别，例如全年、季节性或假期。在部署方面中也可以考虑结构将被置于的气候。气候可以包括下列项中的一个或更多个：四个季节；主要是冬天；热带沙漠；暴露于盐空气；和其他环境因素。

在方法步骤402，根据模型的部署方面来数字地创建虚拟住宅模型。虚拟住宅模型可以包括对不动产地块和将被放置在不动产地块上的结构的改进，以及其中结构可以位于地块上。

在方法步骤403，可以被包括在虚拟住宅模型中的电器的性能方面可以被数字地建模，并且可以包括电器的使用级别和如根据部署方面部署的电器的预期满意度。维护预期(包括修理调用的数量和预防性维护时间表)也可以被建模并计算相关成本。

在方法步骤404，可以被包括在虚拟住宅模型中的装备的性能方面可以被数字地建模，并且可以包括装备的使用级别和如根据部署方面部署的电器的预期满意度。维护预期(包括修理调用的数量和预防性维护时间表)也可以被建模并计算相关成本。

在方法步骤405，如本文所讨论的记录结构的竣工方面，优选地，竣工方面的记录在建造开始时开始，并且在结构的整个存在期期间继续。

在方法步骤406，可以经由位置来识别物理结构。物理位置可以包括例如笛卡尔坐标，例如纬度和经度坐标、GPS坐标、或位置参数的其他可验证的集合。此外，更确切的位置规范可以包括测量名称。

在方法步骤407，可以通过定位标识器来确定在住宅结构内或附近的定位。可以确定在住宅结构内或附近的定位，如本文关于图5所讨论的。

在方法步骤408，可以经由物理位置来识别和访问虚拟住宅模型。一旦适当的虚拟住宅模型被访问，就可以基于在住宅结构内(或在住宅结构附近)的定位以及方向、高度和视角经由GUI来呈现虚拟住宅模型的特定部分。可以相对于位置标识器来确定定位。可以经由电子设备(例如智能设备)或者经由参考位置标识器(位置标识器在上面和下面更充分地被讨论)的三角测量来确定高度。

在方法步骤409，可以对物理住宅结构做出更新，并且在方法步骤410，可以在虚拟住宅模型中记录和反映对物理结构的更新。

参考图4B，示出了用于住宅监测和维护的方法流程图。在411，用户可以获得可以扫描建筑工地的一个或更多个扫描设备。在412，用户或用户的服务可以标记住宅工地的地产边界。在413，在住宅工地上的工作可以继续建筑基地的挖掘和公用设施和其他掩埋服务的敷设。在414，扫描设备用于扫描建筑工地的各种方面的位置。在415，工作可以继续基脚和地基的铺设以及其他这样的基础建筑活动。在416，可以再次扫描建筑工地以定位各种元件。在417，住宅的装框架可以随着管道、配线、导管、输送管和位于墙壁结构内的各种其他项目的延伸开始。在覆盖物被放置在墙壁上之前，可以在418扫描被装框架的结构。其后，被装框架的结构可以用墙壁419包围。

参考图4C，示出了用于住宅结构监测和维护的方法流程图。在该流程图中，住宅结构可能已经被建筑，并且可能具有已经位于模型系统中的各种数据层。在421，电器可以被添加到住宅结构。在422，ID标签或QR标签、RFID标签、和/或IoT设备可以与电器相关联，并且可以被编程到模型系统中。在423，模型系统可以接口对接到电器ID并进入住宅结构模型内。在424，扫描步骤可用于将在所安装的位置处的3D结构数据输入到模型系统内。在425，可以添加或激活设备的操作监测器功能。在426，操作数据可以用住宅结构模型从操作监测器传送到服务器。

在427，在模型系统的服务器上运行的算法可以基于对来自操作监测器的数据执行的计算来确定操作改进机会。在428，用户可以针对关于其保修的信息查询电器的操作数据。在429，模型系统可以发起对维修零件的订单，并且可以基于对操作数据的分析来安排维修访问以进行修理。在处理流程中概述的各种步骤可以以不同的顺序被执行。在一些示例中，可以执行额外的步骤。在一些示例中，可能不执行一些步骤。

在一些实施例中，本发明包括跟踪与住宅结构相关的规定目标的达到的方法，其包括：a)经由在住宅结构附近的智能设备中的GPS设备来确定住宅结构的地理定位；b)基于住宅结构的地理定位来识别住宅结构的数字模型，该数字模型包括在住宅结构中包括的结构部件的虚拟表示；c)参考在住宅结构内的多个定位参考设备；d)测量从测量点到多个定位参考设备中的至少三个的距离；e)计算在住宅结构内的定位，该计算基于至少三个定位参考设备到测量点的相对距离和三角测量计算；f)计算测量点的高度；g)用传感器测量在住宅结构内的第一状态；h)通过参考测量点的定位和测量点的高度来指定在住宅结构内的第一状态的位置；i)记录关于用传感器测量在住宅结构内的第一状态的步骤的第一时间指示；以及j)将在住宅结构内的第一状态和规定目标的第一时间指示达到相关联。

可以用在住宅结构内的GPS读数来计算地理定位。测量到定位参考设备中的至少三个的距离可以包括下列项中的一个或更多个：从自至少三个定位参考设备发出的无线传输接收的相对信号强度；从测量到至少三个定位参考设备的距离的至少三个定位参考设备发出的无线传输的无线电信号的到达时间包括从至少三个参考定位设备发出的无线传输的无线电信号的到达时间差。

对于至少第二状态和第二时间指示和在优选实施例中的多个状态和时间指示，可以重复上述步骤。

状态可以包括例如下列项中的一个或更多个：用加速度计测量的振动；该结构的至少一部分的温度；对安装在住宅结构中的装备的电流测量，安装在住宅结构中的装备的操作周期的数量；安装在住宅结构中的电器的操作周期的数量；对安装在住宅结构中的电器的电流测量；与住宅结构的占有者的运动相关的振动。

振动模式可以与特定占有者相关联，并且跟踪特定占有者通过该结构的运动可以基于所测量的振动模式。类似地，振动模式可以与特定占有者的特定活动相关联，并且特定占有者的活动可以基于所测量的振动模式在结构内被跟踪。

目标可包括下列项中的一个或更多个：在能量的阈值使用内操作住宅结构一定年限；在修理的阈值次数内操作住宅结构一定年限；以及在阈值预算成本内操作住宅结构一定年限。

图5示出了位置和定位标识器501-504，其可以根据本发明的一些实施例部署在住宅结构中以确定在住宅结构505内或附近的用户定位500。定位标识器可以包括固定在某个位置处的设备，并且可以用于通过计算来确定用户与能够识别定位标识器的平板电脑、智能电话或其他网络接入设备的定位。定位标识器501-504可以包括设备，例如无线电发射机、光信标、或图像可识别设备。无线电发射机可以包括路由器或其他WiFi设备。在一些实施例中，定位标识器可以包括此外提供对分布式网络(例如互联网)的访问的WiFi路由器。笛卡尔坐标(例如GPS定位506)可以用来定位和识别住宅结构506。

基于从三个定位标识器501-503或更多个定位标识器501-504测量的距离，可以通过三角测量来确定精确的位置。例如，可以从三个参考定位标识器501-503测量和比较无线电传输或光信号。其他实施例可以包括通过图像分析的可识别的设备，并且相机或其他图像捕获设备(例如CCD设备)可以捕获三个或更多个定位标识器501-504的图像。图像分析可以识别三个或更多个定位标识器501-504中的每一个的标识，并且相应图像捕获的定位标识器501-504的尺寸比可以用于计算精确定位。类似地，可以使用定位标识器作为对已知高度的参考或参考高度通过三角测量来进行高度指定。

图6示出了可以用于实现本发明的各种方面的自动控制器，在各种实施例中并且对于本发明的各种方面，控制器600可以被包括在下列项中的一个或更多个中：无线平板电脑或手持设备、服务器、安装在机架上的处理器单元。控制器可以被包括在上面所述的一个或更多个装置(例如服务器和网络接入设备)中。控制器600包括耦合到被配置为经由通信网络(在图6中未示出)进行通信的通信设备610的处理器单元620，例如一个或更多个基于半导体的处理器。通信设备610可以用于例如与一个或更多个在线设备(例如个人计算机、膝上型计算机或手持设备)通信。

处理器620还与存储设备630进行通信。存储设备630可以包括任何适当的信息存储设备，包括磁性存储设备(例如，磁带和硬盘驱动器)、光学存储设备、和/或半导体存储设备(例如随机存取存储器(RAM)设备和只读存储器(ROM)设备)的组合。

存储设备630可以存储具有用于控制处理器620的可执行逻辑的软件模块640。处理器620执行软件程序640的指令，并从而根据本发明来操作。处理器620还可以使通信设备610传输信息，在一些实例中，包括控制命令，以操作装置来实现上述过程。如所需要的，存储设备630可以另外将相关数据存储在数据库650和数据库660中。

现在参考图7，示例性移动设备702的框图。移动设备702包括捕获图像并将它转换成机器兼容数据的光学捕获设备708以及将图像从所渲染的文档传送到光学捕获设备708的光路706，一般为透镜、光圈或传像管。光学捕获设备708可以合并CCD相机、互补金属氧化物半导体(CMOS)成像设备、或另一种类型的光学传感器724。

麦克风710和相关电路可以将环境的声音(包括口头说的话)转换成机器兼容的信号。输入设施可以以按钮、滚轮、或其他触觉传感器(例如触控板)的形式存在。在一些实施例中，输入设施可以包括触摸屏显示器。

对用户的视觉反馈通过视觉显示器、触摸屏显示器、或指示灯是可能的。听觉反馈734可以来自扬声器或其他音频换能器。触觉反馈可以来自振动模块736。

运动传感器738和相关电路将移动设备702的运动转换成机器兼容的信号。运动传感器738可以包括可以用于感测可测量的物理加速度、取向、振动、和其他运动的加速度计。在一些实施例中，运动传感器738可以包括陀螺仪或其他设备以感测不同的运动。

位置传感器740和相关电路可以用于确定设备的位置。位置传感器740可以检测来自卫星的GPS无线电信号，或者也可以使用辅助GPS，其中移动设备可以使用蜂窝网络来减少确定位置所必需的时间。在一些实施例中，位置传感器740可以使用无线电波来确定离已知无线电源(例如蜂窝塔)的距离以确定移动设备702的位置。在一些实施例中，除了GPS之外，还可以使用这些无线电信号。

移动设备702包括逻辑726以与各种其他部件交互作用，可能将接收到的信号处理成不同的格式和/或解释。逻辑726可以可操作来读和写存储在相关存储装置或存储器730(例如RAM、ROM、闪存或其他合适的存储器)中的数据和程序指令。它可以从时钟单元728读时间信号。在一些实施例中，移动设备702可以具有板载电源732。在其他实施例中，移动设备702可以从到另一设备的带缆连接(例如通用串行总线(USB)连接)进行供电。

移动设备702还包括网络接口716以向网络和/或相关计算设备传递数据。网络接口716可以提供双向数据通信。例如，网络接口716可以根据互联网协议来操作。作为另一个示例，网络接口716可以是允许到可兼容的LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡。作为另一个示例，网络接口716可以是蜂窝天线和相关电路，其可以允许移动设备通过标准无线数据通信网络进行通信。在一些实现方式中，网络接口716可以包括USB以供应功率或传输数据。在一些实施例中，也可以实现其他无线链路。

作为移动设备702的一个用途的示例，读取器可以用移动设备702扫描来自在设施中的位置标记的一些编码信息。编码信息可以包括例如散列码、条形码、RFID或其他数据存储设备。在一些实施例中，扫描可以包括经由光学捕获设备708的位图图像。逻辑726使位图图像与从时钟单元728读取的相关时间戳一起存储在存储器730中。逻辑726还可以对位图图像执行光学字符识别(OCR)或其他后扫描处理以将它转换成文本。逻辑726可以可选地例如通过执行类似卷积的过程以找出字符、符号或对象的重复出现的位置来从图像提取签名，并确定在这些重复元素之间的其他字符、符号或对象的距离或数量。读取器然后可以经由网络接口716将位图图像(或者文本或者其他签名，如果后扫描处理已由处理逻辑726执行)上传到相关计算机。

作为移动设备702的另一用途的示例，读取器可以通过使用麦克风710作为声音捕获端口来从物品(article)捕获一些文本作为音频文件。逻辑726使音频文件存储在存储器730中。逻辑726还可以对音频文件执行语音识别或其他后扫描处理以将它转换成文本。如上述，读取器然后可以如上经由网络接口716来将音频文件(或由逻辑726执行的后扫描处理所产生的文本)上传到相关计算机。

定向传感器741也可以合并到移动设备702中。定向设备可以是罗盘，并且基于磁性读数或者基于网络设置。

另外的示例可以包括传感器阵列、音频捕获阵列和具有多个数据收集角度的相机阵列，相机阵列可以是完整的360°相机阵列或定向阵列，例如在一些示例中，传感器阵列(包括图像捕获传感器)可以包括至少120°的数据捕获，另外的示例包括具有至少180°的图像捕获的传感器阵列；以及还有其他示例包括具有至少270°的图像捕获的传感器阵列。在各种示例中，数据捕获可以包括被布置成在相对于彼此在同一平面中或倾斜的方向上捕获图像数据的传感器。

通过非限制性示例的方式，在本文呈现的方法和装置的功能可以包括可以在所限定的时间段(例如建筑物的预期寿命(即，10年或20年))内被建模和/或跟踪的跟随因素中的一个或更多个。

描述了主题的特定实施例。其他实施例在权利要求的范围内。在一些情况下，在权利要求中所列举的行动可以以不同的顺序被执行，并且仍然实现理想结果。另外，在附图中描绘的过程不一定需要所示的特定次序或顺序来实现理想结果。在某些实现方式中，多任务处理和并行处理可能是有利的。然而，将要理解的是，各种修改可以被做出而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种在CAD虚拟模型中跟踪住宅结构的物理竣工特征的状态的方法，所述方法包括：

a)经由在所述住宅结构附近的或在所述住宅结构内的由用户持有的智能设备中的全球定位系统设备来确定物理住宅结构的地理定位；

b)基于所述住宅结构的所述地理定位来识别所述住宅结构的数字虚拟模型，所述数字虚拟模型包括在所述住宅结构中包括的结构部件的CAD虚拟模型；

c)参考在所述住宅结构内的多个定位参考设备；

d)在第一测量点处测量从由用户持有的所述智能设备到所述多个定位参考设备中的至少三个定位参考设备的距离；

e)计算在所述住宅结构内的由用户持有的智能设备的第一定位，所述第一定位基于所述至少三个定位参考设备到所述智能设备的所述第一定位的第一相应距离和三角测量计算；

f)计算所述智能设备在所述第一定位处的高度；

g)通过所述用户将所述智能设备从包括基础定位的所述第一定位延伸到包括延伸定位的第二定位来指定竣工特征的方向；

h)测量从在所述第二定位处的所述智能设备到所述多个定位参考设备中的所述至少三个定位参考设备的距离；

i)基于所述至少三个定位参考设备到所述智能设备的所述第二定位的第二相应距离来指定在所述住宅结构内的第二定位；

j)沿着由所述智能设备从所述第一定位到所述第二定位的移动指定的所述竣工特征的方向在所述智能设备处于所述第一定位和所述第二定位中的一者处，使用由所述智能设备控制的传感器测量所述竣工特征的第一状态；

k)通过参考所述第一定位、所述第一定位处的高度和在所述竣工特征的方向上的距离来指定在所述住宅结构内的所述第一状态的位置；

l)对于利用在所述住宅结构内的所述智能设备测量所述竣工特征的第一状态的步骤记录时间指示；

m)在所述CAD虚拟模型内生成所述竣工特征的虚拟表示；以及

n)基于由用户输入的查询来在显示器上显示所述物理竣工特征的所述虚拟表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述地理定位是利用来自在所述住宅结构内的GPS读数来计算出的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，测量到所述至少三个定位参考设备的距离的步骤包括确定接收自从所述至少三个定位参考设备发出的无线传输的相对信号强度。

4.根据权利要求2所述的方法，附加地，其中，测量到所述至少三个定位参考设备的距离的步骤包括确定从所述至少三个定位参考设备发出的无线传输的无线电信号的到达时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，测量到所述至少三个定位参考设备的距离的步骤包括从所述至少三个定位参考设备发出的无线传输的无线电信号的到达时间差。

6.根据权利要求5所述的方法，附加地包括针对在第二时间指示处捕获的相同竣工特征的第二状态重复步骤a)至m)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括利用加速度计测量的振动。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括通过红外温度剖面仪测量的所述结构的至少一部分的温度。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括提供给在所述住宅结构中安装的装备的电力的电流测量结果。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括在所述住宅结构内安装的装备的操作周期数。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括在所述住宅结构内安装的电器的操作周期数。

12.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括在所述住宅结构内的所述竣工特征的图像数据。

13.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述第一状态和第二状态中的至少一个包括与所述住宅结构的占有者的运动相关联的振动。

14.根据权利要求13所述的方法，附加地包括下面的步骤：使振动模式与特定占有者相关联，以及基于所测量的振动模式来跟踪所述特定占有者通过所述结构的运动。

15.根据权利要求13所述的方法，附加地包括下面的步骤：使振动模式与特定占有者的特定活动相关联，以及基于所测量的振动模式来跟踪在所述结构内的所述特定占有者的活动。

16.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述住宅结构内的所述状态包括对所述住宅结构的一部分的热传感器扫描。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在对所述住宅结构的所述一部分的所述热传感器扫描内的所述状态包括红外扫描。

18.根据权利要求6所述的方法，还包括在阈值时间段内操作所述住宅结构一定年限。

19.根据权利要求6所述的方法，还包括在阈值修理次数内操作所述住宅结构一定年限。

20.根据权利要求6所述的方法，还包括在阈值预算成本内操作所述住宅结构一定年限。

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