发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法,该方法采集多个建筑的实景,为建筑设计提供更多的选择,通过点云分割建立建筑实景的模型,对设计的建筑模型进行校正,同时校正的时候,选择参数误差最小的实际构件参数对设计的建筑模型进行校正,同时参考成本信息,进行多次校正,确定成本允许范围内误差最小的参数为最终的建筑设计参数。本发明通过利用多个建筑实景参数对设计的建筑参数进行校正,使建筑的设计更贴近实际,同时综合成本和误差,选择成本允许范围内误差最小的参数对设计的建筑模型进行多次校正,实现了误差判断的自动进行的前提下,综合考虑了成本,预拼装结果更贴近实际、更高效。
一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过3D结构光相机采集多个建筑实景的三维点云数据;
根据多个建筑实景的三维点云数据,通过点云分割获取多个三维建筑模型;
将建筑施工图纸导入BIM软件Revit中,在BIM软件Revit中搜索各构件,生成建筑设计构件库;
按各构件的标准参数和建筑设计构件库在BIM软件Revit中构建BIM三维建筑设计模型;
将多个三维建筑模型输入BIM软件Revit,与构建的BIM三维建筑设计模型进行构件参数对比;
根据对比结果,选择与BIM三维建筑设计模型中各构件参数误差最小的三维建筑模型构件参数,对BIM三维建筑设计模型中各构件参数进行校正,并更新建筑设计构件库;
根据校正后的BIM三维建筑设计模型,进行成本核算;
如果成本核算结果在允许范围内,则作为最终的BIM三维建筑设计模型;
如果成本核算结果超过允许范围,则在校正后的BIM三维建筑设计模型中选择构件成本最高的一个,在输入的多个三维建筑模型中选择与该构件误差次小的三维建筑模型构件参数对BIM三维建筑设计模型再次进行校正,并更新建筑设计构件库;
重复进行上述成本核算、判断及校正过程,直至校正后的BIM三维建筑设计模型满足在成本允许范围内构件参数误差最小,确定最终的BIM三维建筑设计模型,并更新建筑设计构件库;
根据最终的BIM三维建筑设计模型,进行建筑施工预拼装。
优选地,所述构件参数包括:构件材质、构件规格、构件型号和构件成本。
优选地,所述构件参数还包括构件运输时间、构件供货周期和构件供货量。
优选地,所述建筑设计构件库包括建筑设计中各构件和各构件当前参数信息。
优选地,所述建筑设计构件库还包括建筑设计中各构件参数信息在各次校正过程中的参数信息。
优选地,所述点云分割具体包括:
记录结构光相机拍摄建筑实景过程中计算的各图像像素点与点云中各点的对应关系;
根据点云中各点的三维坐标计算点云中各点的法向量;
根据点云中各点的法向量确定三维建筑模型的边界;
根据三维建筑模型的边界确定建筑在图像中的像素边界;
以图像中心为种子点向四周搜索,到上述确定的建筑在图像中的像素边界,在图像中分割出建筑;搜索经过的像素点均为建筑,其余像素点为背景;
根据图像中分割出的建筑在点云中分割出建筑模型。
优选地,所述根据点云中各点的法向量确定三维建筑模型的边界具体包括:
判断点云中各点法向量的变化,将法向量发生骤变的地方,确定为三维建筑模型的边界。
优选地,所述法向量发生骤变为:相邻点的法向量的夹角超过阈值,则认为法向量发生了骤变。
优选地,所述根据最终的BIM三维建筑设计模型,进行建筑施工预拼装具体包括:
通过空间定位器进行各构件的定位;
对比最终的BIM三维建筑设计模型,按顺序夹取构件;
对放置好的各构件进行焊接。
与现有技术相对比,本发明的有益效果如下:
1.本发明采用多个建筑实景信息对设计的建筑模型参数进行校正,使建筑设计更贴近实际。
2.本发明通过综合误差和成本对设计的建筑模型参数进行多次校正,使建筑设计在成本允许范围内实现了误差最小,建筑设计更优。
3.本发明通过利用边缘点云分割方法及图像搜索分割出实景建筑的三维模型,使得根据分割后的三维模型进行的构件搜索过程更精确,耗时更少。
具体实施方式
下面结合附图1,对本发明的具体实施方式作详细的说明。
一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过3D结构光相机采集多个建筑实景的三维点云数据;
根据多个建筑实景的三维点云数据,通过点云分割获取多个三维建筑模型;
将建筑施工图纸导入BIM软件Revit中,在BIM软件Revit中搜索各构件,生成建筑设计构件库;
Revit软件是BIM核心建模软件,可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑,Revit可以使用Bentley Microstation V7和V8文件格式导入和导出图纸,增强了工作流和可交付结果的可靠性和可配置性。
按各构件的标准参数和建筑设计构件库在BIM软件Revit中构建BIM三维建筑设计模型;
将多个三维建筑模型输入BIM软件Revit,与构建的BIM三维建筑设计模型进行构件参数对比;
根据对比结果,选择与BIM三维建筑设计模型中各构件参数误差最小的三维建筑模型构件参数,对BIM三维建筑设计模型中各构件参数进行校正,并更新建筑设计构件库;
根据校正后的BIM三维建筑设计模型,进行成本核算;
如果成本核算结果在允许范围内,则作为最终的BIM三维建筑设计模型;
如果成本核算结果超过允许范围,则在校正后的BIM三维建筑设计模型中选择构件成本最高的一个,在输入的多个三维建筑模型中选择与该构件误差次小的三维建筑模型构件参数对BIM三维建筑设计模型再次进行校正,并更新建筑设计构件库;
重复进行上述成本核算、判断及校正过程,直至校正后的BIM三维建筑设计模型满足在成本允许范围内构件参数误差最小,确定最终的BIM三维建筑设计模型,并更新建筑设计构件库;
在建筑设计中,成本永远是需要考虑的一个重要因素,在成本允许范围内,选择更贴近设计,误差最小的构件,是设计的最终目标。这里提供了多个建筑的实景构件参数对设计的模型进行校正,可以是设计更贴近实际。同时,通过多次校正,每次选择误差最小的构件对设计模型参数进行校正,可以使设计在成本允许范围内达到最优。
根据最终的BIM三维建筑设计模型,进行建筑施工预拼装。
作为优选实施方式,所述构件参数包括:构件材质、构件规格、构件型号和构件成本。
作为优选实施方式,所述构件参数还包括构件运输时间、构件供货周期和构件供货量。
在校正过程中,还可以综合考虑构件运输时间、构件供货周期和构件供货量等信息,在实际施工过程中,这几个因素往往对施工进度影响最大,运输时间太长,可能造成供货延迟,供货周期长,供货量小,都会直接导致施工进度的缓慢。因此在预拼装过程中,将这些因素考虑进去,可以实现建筑设计在成本允许范围内,误差最小,工期最短。
作为优选实施方式,所述建筑设计构件库包括建筑设计中各构件和各构件当前参数信息。
作为优选实施方式,所述建筑设计构件库还包括建筑设计中各构件参数信息在各次校正过程中的参数信息。
建筑设计构件库记录建筑设计中各构件参数信息在各次校正过程中的参数信息,可以让建筑设计人员对整个参数校正过程一目了然,在每个阶段对哪个构件的参数进行了怎样的校正,校正原因是什么,对后期的设计分析大有益处。
作为优选实施方式,所述点云分割具体包括:
记录结构光相机拍摄建筑实景过程中计算的各图像像素点与点云中各点的对应关系;
根据点云中各点的三维坐标计算点云中各点的法向量;
根据点云中各点的法向量确定三维建筑模型的边界;
根据三维建筑模型的边界确定建筑在图像中的像素边界;
以图像中心为种子点向四周搜索,到上述确定的建筑在图像中的像素边界,在图像中分割出建筑;搜索经过的像素点均为建筑,其余像素点为背景;
根据图像中分割出的建筑在点云中分割出建筑模型。
作为优选实施方式,所述根据点云中各点的法向量确定三维建筑模型的边界具体包括:
判断点云中各点法向量的变化,将法向量发生骤变的地方,确定为三维建筑模型的边界。
作为优选实施方式,所述法向量发生骤变为:相邻点的法向量的夹角超过阈值,则认为法向量发生了骤变。
作为优选实施方式,所述根据最终的BIM三维建筑设计模型,进行建筑施工预拼装具体包括:
通过空间定位器进行各构件的定位;
对比最终的BIM三维建筑设计模型,按顺序夹取构件;
对放置好的各构件进行焊接。
实施例1
根据本发明的一个具体实施方案,一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过3D结构光相机采集多个建筑实景的三维点云数据;
根据多个建筑实景的三维点云数据,通过点云分割获取多个三维建筑模型;
所述点云分割具体包括:
记录结构光相机拍摄建筑实景过程中计算的各图像像素点与点云中各点的对应关系;
根据点云中各点的三维坐标计算点云中各点的法向量;
根据点云中各点的法向量确定三维建筑模型的边界;
所述根据点云中各点的法向量确定三维建筑模型的边界具体包括:
判断点云中各点法向量的变化,将法向量发生骤变的地方,确定为三维建筑模型的边界。
所述法向量发生骤变为:相邻点的法向量的夹角超过阈值,则认为法向量发生了骤变。
根据三维建筑模型的边界确定建筑在图像中的像素边界;
以图像中心为种子点向四周搜索,到上述确定的建筑在图像中的像素边界,在图像中分割出建筑;搜索经过的像素点均为建筑,其余像素点为背景;
根据图像中分割出的建筑在点云中分割出建筑模型。
将建筑施工图纸导入BIM软件Revit中,在BIM软件Revit中搜索各构件,生成建筑设计构件库;
所述建筑设计构件库包括建筑设计中各构件和各构件当前参数信息;
按各构件的标准参数和建筑设计构件库在BIM软件Revit中构建BIM三维建筑设计模型;
将多个三维建筑模型输入BIM软件Revit,与构建的BIM三维建筑设计模型进行构件参数对比;
所述构件参数包括:构件材质、构件规格、构件型号和构件成本;
所述构件参数还包括构件运输时间、构件供货周期和构件供货量;
根据对比结果,选择与BIM三维建筑设计模型中各构件参数误差最小的三维建筑模型构件参数,对BIM三维建筑设计模型中各构件参数进行校正,并更新建筑设计构件库;
所述建筑设计构件库还包括建筑设计中各构件参数信息在各次校正过程中的参数信息。
根据校正后的BIM三维建筑设计模型,进行成本核算;
如果成本核算结果在允许范围内,则作为最终的BIM三维建筑设计模型;
如果成本核算结果超过允许范围,则在校正后的BIM三维建筑设计模型中选择构件成本最高的一个,在输入的多个三维建筑模型中选择与该构件误差次小的三维建筑模型构件参数对BIM三维建筑设计模型再次进行校正,并更新建筑设计构件库;
重复进行上述成本核算、判断及校正过程,直至校正后的BIM三维建筑设计模型满足在成本允许范围内构件参数误差最小,确定最终的BIM三维建筑设计模型,并更新建筑设计构件库;
根据最终的BIM三维建筑设计模型,进行建筑施工预拼装;
所述根据最终的BIM三维建筑设计模型,进行建筑施工预拼装具体包括:
通过空间定位器进行各构件的定位;
对比最终的BIM三维建筑设计模型,按顺序夹取构件;
对放置好的各构件进行焊接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。