CN110766805A - 火力发电厂交互式三维及vr仿真交底系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，该交底系统包括动作捕捉模块、第一交互模块、信息处理模块、VR处理模块、UE4引擎、VR设备、BIM模块、云端服务器、三维浏览端、第二交互模块、评分模块与回溯模块；本发明将BIM技术、VR技术、互联网、云平台等技术应用于火力发电项目建设过程，辅助进行方案交底，解决了重大技术方案不直观、交底不透彻的问题，提升了技术交底质量，从而减少返工和成本，产生良好的经济效益，同时缩短了施工人员对电力施工过程中的技术重难点认知、学习时间，提升知识传递效率，将技术集成化、显性化、互动化。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工交底技术领域，具体的，涉及一种火力发电厂交互式三维与VR仿真较低系统。
背景技术
火力发电厂涉及专业多，工艺工序复杂，动用人员、材料、机械设备等资源众多，关乎国计民生和国家能源建设整体规划。
电力建设行业属于大的建筑业范畴，依然是劳动力密集型行业，但随着国家经济的持续发展，电厂建设的工期往往较紧，技术难度也与日俱增，对技术人员、施工人员的素质要求越来越高，虽然目前信息化在建筑业已推行多年，但普遍来看水平仍然不高。为了缩短对电力施工过程中的技术重难点认知、学习时间，提升知识传递效率，将技术集成化、显性化、互动化就显得尤为重要。
建筑信息模型(BIM)是一种利用数字化技术建立虚拟的建筑工程三维模型，这个模型具有完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，其具有模拟仿真性，直管可视性和协调一致性等优点，目前逐渐成为工程设计领域的主流发展趋势；
虚拟现实(VR)是一种多源信息融合、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真技术，通过电子设备和人的视觉、听觉、触觉等通道，实现虚拟环境，是一种高级的人机交互模式，为了解决上述问题，利用BIM技术与VR技术建立一种仿真技术交底系统，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统。
本发明需要解决的技术问题为：
在现有技术的施工阶段中，施工人员主要依靠平面图纸来熟悉施工对象，因此缺乏对施工对象的直观感受以及对施工后状态的预先判断，火力发电建设项目中传统技术交底方式不直观、交底效率低、质量低，容易返工，大大提升了建设成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，包括动作捕捉模块、第一交互模块、信息处理模块、VR处理模块、UE4引擎、VR设备、BIM模块、云端服务器、三维浏览端、第二交互模块、评分模块与回溯模块；
所述动作捕捉模块用于捕捉用户的动作，并将捕捉到的动作转化为动作数据后传输至第一交互模块；
所述第一交互模块用于接收动作捕捉模块输入的动作数据，并将接收到的动作数据传输至信息处理模块；
所述信息处理模块用于接收第一交互模块上传的动作数据与BIM模上传的VR初始模型，并将该动作数据与VR初始模型处理为VR处理模块能够读取的数据后传输至VR处理模块；
所述VR处理模块用于对信息处理模块上传的VR处理模块能够读取的数据以及BIM模块上传的VR初始模型进行处理，形成VR设备可视的效果画面；
所述UE4引擎用于对VR处理模块处理得到的VR设备可视的效果画面进行渲染处理，并将渲染后的效果画面传输至云端服务器；
所述VR设备用于显示经过渲染的效果画面；
所述BIM模块用于搭建目标的VR初始模型，并将得到的VR初始模型以三维浏览端以及信息处理模块能够读取的形式导出至云端服务器与信息处理模块；
所述云端服务器接收BIM模块导出的VR初始模型与经UE4引擎渲染后的效果画面，并承担部分运算工作，方便三维浏览端用户使用的便捷性；
所述三维浏览端用于读取云端服务器内存储的渲染后的效果画面；
所述第二交互模块用于将三维浏览端发出的指令传输至云端服务器，并将云端服务器中的数据转换为三维浏览端能够读取的数据。
作为本发明的进一步方案，本发明所述火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统还包括评分模块与回溯模块，所述评分模块用于对被考核者的虚拟操作进行评分，所述回溯模块用于存储被考核者考核过程中的录像，具有权限的账号能够登陆回溯模块对考核过程的录像进行查看。
作为本发明的进一步方案，在进行考核时，评分模块与回溯模块开始接收云端服务器上传数据，云端服务器将渲染后的效果画面经第二交互模块传输至三维浏览端，同时第二交互模块将三维浏览端的操作反馈至云端服务器，云端服务器再将三维浏览端的操作反馈至评分模块，评分模块将反馈的操作与云端服务器中存储的标准操作进行比对，并对被考核人的操作进行评分，同时云端服务器将整个操作过程传输至回溯模块。
作为本发明的进一步方案，本发明所述交底系统能够进行用户权限设置，如参加交底人员身份识别，领导查看权限等，同时支持数据导出，方便做交底记录。
作为本发明的进一步方案，所述BIM模块搭建VR初始模型的方法为：
分析目标图纸；
将目标图纸导入三维建模软件，通过三维建模软件搭建目标的VR硬装模型；
对上一步骤得到的VR硬装模型进行UV处理；
通过三维建模软件将上一步骤得到的经过UV处理的VR硬装模型转化为可编辑多边形，得到VR初始模型。
作为本发明的进一步方案，所述三维浏览端包括网页端、PC端与移动设备端。
作为本发明的进一步方案，所述UE4引擎对效果画面进行渲染的方法为：
通过UE4引擎编辑并调节所述VR初始模型的相关属性，所述相关属性包括位置属性与碰撞属性；
通过UE4引擎对VR初始模型进行材质贴图处理；
通过UE4引擎对VR初始模型进行灯光渲染与光照烘焙。
本发明的有益效果：
本发明将BIM技术、VR技术、互联网、云平台等技术应用于火力发电项目建设过程，辅助进行方案交底，解决了重大技术方案不直观、交底不透彻的问题，提升了技术交底质量，从而减少返工和成本，产生良好的经济效益，同时缩短了施工人员对电力施工过程中的技术重难点认知、学习时间，提升知识传递效率，将技术集成化、显性化、互动化。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1本发明所述交底系统的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，如图1所示，包括动作捕捉模块、第一交互模块、信息处理模块、VR处理模块、UE4引擎、VR设备、BIM模块、云端服务器、三维浏览端、第二交互模块、评分模块与回溯模块；
所述动作捕捉模块用于捕捉用户的动作，并将捕捉到的动作转化为动作数据后传输至第一交互模块；
所述第一交互模块用于接收动作捕捉模块输入的动作数据，并将接收到的动作数据传输至信息处理模块；
所述信息处理模块用于接收第一交互模块上传的动作数据与BIM模上传的VR初始模型，并将该动作数据与VR初始模型处理为VR处理模块能够读取的数据后传输至VR处理模块；
所述VR处理模块用于对信息处理模块上传的VR处理模块能够读取的数据以及BIM模块上传的VR初始模型进行处理，形成VR设备可视的效果画面；
所述UE4引擎用于对VR处理模块处理得到的VR设备可视的效果画面进行渲染处理，并将渲染后的效果画面传输至云端服务器；
所述UE4引擎对效果画面进行渲染的具体方法为：
通过UE4引擎编辑并调节所述VR初始模型的相关属性，所述相关属性包括位置属性与碰撞属性；
通过UE4引擎对VR初始模型进行材质贴图处理；
通过UE4引擎对VR初始模型进行灯光渲染与光照烘焙。
所述VR设备用于显示经过渲染的效果画面；
所述BIM模块用于搭建目标的VR初始模型，并将得到的VR初始模型以三维浏览端以及信息处理模块能够读取的形式导出至云端服务器与信息处理模块；
所述BIM模块搭建VR初始模型的具体方法为：
分析目标图纸；
将目标图纸导入三维建模软件，通过三维建模软件搭建目标的VR硬装模型；
对上一步骤得到的VR硬装模型进行UV处理；
通过三维建模软件将上一步骤得到的经过UV处理的VR硬装模型转化为可编辑多边形，得到VR初始模型。
所述三维建模软件为Revit、Bentley、ArchiCAD、Catia、Tekla中的一种，不同软件各有其优点和缺点，针对不同项目类型有其适用性，为了适应BIM数据来源的多样性，保证模型可以复用，减少重复建模工作量，可以设置软件兼容接口，提升系统开发效率。
所述云端服务器接收BIM模块导出的VR初始模型与经UE4引擎渲染后的效果画面，并承担部分运算工作，方便三维浏览端用户使用的便捷性；
所述三维浏览端用于读取云端服务器内存储的渲染后的效果画面；
所述三维浏览端包括网页端、PC端与移动设备端；
所述第二交互模块用于将三维浏览端发出的指令传输至云端服务器，并将云端服务器中的数据转换为三维浏览端能够读取的数据；
本发明所述火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统还包括评分模块与回溯模块，所述评分模块用于对被考核者的虚拟操作进行评分，所述回溯模块用于存储被考核者考核过程中的录像，具有权限的账号能够登陆回溯模块对考核过程的录像进行查看；
在进行考核时，评分模块与回溯模块开始接收云端服务器上传数据，云端服务器将渲染后的效果画面经第二交互模块传输至三维浏览端，同时第二交互模块将三维浏览端的操作反馈至云端服务器，云端服务器再将三维浏览端的操作反馈至评分模块，评分模块将反馈的操作与云端服务器中存储的标准操作进行比对，并对被考核人的操作进行评分，同时云端服务器将整个操作过程传输至回溯模块；
作为本发明的进一步方案，本发明所述交底系统有用户权限设置，对于回溯模块与云端服务器中的内容，通过身份识别设置参加交底人员查看权限与领导查看权限等，并支持数据导出，方便做交底记录。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，其特征在于，包括动作捕捉模块、第一交互模块、信息处理模块、VR处理模块、UE4引擎、VR设备、BIM模块、云端服务器、三维浏览端、第二交互模块、评分模块与回溯模块；
所述动作捕捉模块用于捕捉用户的动作，并将捕捉到的动作转化为动作数据后传输至第一交互模块；
所述第一交互模块用于接收动作捕捉模块输入的动作数据，并将接收到的动作数据传输至信息处理模块；
所述信息处理模块用于接收第一交互模块上传的动作数据与BIM模上传的VR初始模型，并将该动作数据与VR初始模型处理为VR处理模块能够读取的数据后传输至VR处理模块；
所述VR处理模块用于对信息处理模块上传的VR处理模块能够读取的数据以及BIM模块上传的VR初始模型进行处理，形成VR设备可视的效果画面；
所述UE4引擎用于对VR处理模块处理得到的VR设备可视的效果画面进行渲染处理，并将渲染后的效果画面传输至云端服务器；
所述VR设备用于显示经过渲染的效果画面；
所述BIM模块用于搭建目标的VR初始模型，并将得到的VR初始模型以三维浏览端以及信息处理模块能够读取的形式导出至云端服务器与信息处理模块；
所述云端服务器接收BIM模块导出的VR初始模型与经UE4引擎渲染后的效果画面，并承担部分运算工作，方便三维浏览端用户使用的便捷性；
所述三维浏览端用于读取云端服务器内存储的渲染后的效果画面；
所述第二交互模块用于将三维浏览端发出的指令传输至云端服务器，并将云端服务器中的数据转换为三维浏览端能够读取的数据。
2.根据权利要求1所述的火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，其特征在于，该交底系统还包括评分模块与回溯模块，所述评分模块用于对被考核者的虚拟操作进行评分，所述回溯模块用于存储被考核者考核过程中的录像，具有权限的账号能够登陆回溯模块对考核过程的录像进行查看。
3.根据权利要求1所述的火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，其特征在于，在进行考核时，评分模块与回溯模块开始接收云端服务器上传数据，云端服务器将渲染后的效果画面经第二交互模块传输至三维浏览端，同时第二交互模块将三维浏览端的操作反馈至云端服务器，云端服务器再将三维浏览端的操作反馈至评分模块，评分模块将反馈的操作与云端服务器中存储的标准操作进行比对，并对被考核人的操作进行评分，同时云端服务器将整个操作过程传输至回溯模块。
4.根据权利要求1所述的火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，其特征在于，所述BIM模块搭建VR初始模型的方法为：
分析目标图纸；
将目标图纸导入三维建模软件，通过三维建模软件搭建目标的VR硬装模型；
对上一步骤得到的VR硬装模型进行UV处理；
通过三维建模软件将上一步骤得到的经过UV处理的VR硬装模型转化为可编辑多边形，得到VR初始模型。
5.根据权利要求1所述的火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，其特征在于，所述三维浏览端包括网页端、PC端与移动设备端。
6.根据权利要求1所述的火力发电厂交互式三维及VR仿真交底系统，其特征在于，所述UE4引擎对效果画面进行渲染的方法为：
通过UE4引擎编辑并调节所述VR初始模型的相关属性，所述相关属性包括位置属性与碰撞属性；
通过UE4引擎对VR初始模型进行材质贴图处理；
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 230000 no.218, Xiangzhang Avenue, hi tech Development Zone, Hefei City, Anhui Province Applicant after: China Energy Construction Group Co.,Ltd. Applicant after: Hefei yizhichen Information Technology Co.,Ltd. Address before: 230000 no.218, Xiangzhang Avenue, hi tech Development Zone, Hefei City, Anhui Province Applicant before: China Energy Engineering Group Anhui No.1 Electric Power Construction Co.,Ltd. Applicant before: Hefei yizhichen Information Technology Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |