CN112182718B

CN112182718B - 基于bim与3d技术的构件设计方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN112182718B
Application number: CN202011078281.4A
Authority: CN
Inventors: 白学永; 王永生; 李亚东; 方自强; 王贺; 任亚可
Original assignee: China Construction Second Engineering Bureau Co Ltd
Current assignee: China Construction Second Engineering Bureau Co Ltd
Priority date: 2020-10-10
Filing date: 2020-10-10
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2040-10-10
Also published as: CN112182718A

Abstract

本公开提供一种基于BIM与3D技术的构件设计方法、装置及存储介质，其方法包括通过通过扫描获取结构的信息生成点云模型；将所述点云模型进行处理得到主结构、次结构的扫描模型；根据所述扫描模型建立FRP面板模型；结合所述扫描模型和所述FRP面板模型生成节点指示信息，本发明能够高效、便捷、清晰的指导工作各个节点的操作，具有高效的参考和指导意义，解决了传统CAD形态的装饰设计二维图纸中单纯的二维线条图，指导性不强、实际运用中常出现现场实际与交底不符，容易返工造成浪费的情况。

Description

基于BIM与3D技术的构件设计方法、装置及存储介质

技术领域

本发明属于BIM建筑技术领域，特别涉及一种基于BIM与3D技术的构件设计方法、装置及存储介质。

背景技术

建筑信息模型（简称BIM），其是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。随着建筑技术的不断发展，基于BIM技术的应用越来越多，在建筑整体设计的过程中，对与建筑中需要装饰的内容亦需要与之匹配，进而在建筑搭建的过程即可准备装饰所用的材料，能够减少材料耗费，提高工作效率，而传统的技术中，对于建筑装饰的设计在施工工程中常采用CAD图纸进行交底和指导，但是采用CAD图纸对技术、质量控制参数并不理想，面对超大建筑的装饰时，交底纯粹采用CAD二维图纸进行交底和指导，其图纸的直观性不强，工人不容易接受以及难以理解，甚至需要对装饰工程进行反复的返工，导致工程误工的机率高以及成本的浪费，甚至会导致安全事故频发。

发明内容

本发明提供一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法，具有高效、精确、指导性强等优点。其具体技术方案如下。

作为本发明的一方面，提供一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法，所述基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法包括以下步骤：

通过扫描获取结构的信息生成点云模型；

将所述点云模型进行处理得到主结构、次结构的扫描模型；

根据所述扫描模型建立FRP面板模型；

结合所述扫描模型和所述FRP面板模型生成节点指示信息。

在一种可能的实现方式中，所述通过扫描获取结构的信息生成点云模型包括：

所述通过扫描获取结构的信息生成点云模型包括：

通过3D扫描获取现场的已安装构件信息，根据所述已安装构件信息生成主结构、次结构的点云模型；

通过3D扫描获取现场主结构、次结构的三维模型。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述已安装构件信息生成主结构、次结构的点云模型：

根据对所述点云模型进行数据分析导出电子曲面模型。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述扫描模型建立FRP面板模型包括：

将所述主结构、次结构的扫描模型与所述主结构、次结构设计模型进行比对得到误差值，根据所述误差值进行分割所述电子曲面模型得到分割模型。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述扫描模型建立FRP面板模型还包括：

根据所述分割模型及所述主结构、次结构的误差设计所述FRP面板的曲面模型，并根据所述FRP面板设计次结构的三维模型。

根据所述次结构的三维模型和所述FRP面板的曲面模型输出并制作FRP模具。

在一种可能的实现方式中，所述结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息包括：

复核模型并将所述模型上传到BIM数据处理系统，所述模型包括所述点云模型、所述扫描模型和所述FRP面板模型；

根据所述模型对所述FRP面板的安装顺序、所述次结构安装顺序进行三维模拟施工操作输出所述节点指示信息。

在一种可能的实现方式中，所述结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息还包括：

从所述BIM数据处理系统中读取所述FRP面板及所述次结构三维坐标；

根据所述节点指示信息及所述三维坐标安装所述次结构及所述FRP面板。

作为本发明的另一方面，提高一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件的设计方法的处理装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行上述的任一所述方法。

作为本发明的再一方面，提高一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行上述的任一所述方法。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

在本发明实施例中，通过扫描获取结构的信息生成点云模型；将所述模型进行FRP处理得到FRP面板；结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息能够高效、便捷、清晰的指导工作各个节点的操作，具有高效的参考和指导意义，解决了传统CAD形态的装饰设计二维图纸中单纯的二维线条图，指导性不强、实际运用中常出现现场实际与交底不符，容易返工造成浪费的情况。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

在附图中：

图1为本发明实施例中的基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法的流程图；

图2为本发明实施例中的基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法的结构模型示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，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”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明实施例中，提供一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法，通过扫描获取结构的信息生成点云模型；将所述模型进行FRP处理得到FRP面板；结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息能够高效、便捷、清晰的指导工作各个节点的操作，具有高效的参考和指导意义，解决了传统CAD形态的装饰设计二维图纸中单纯的二维线条图，指导性不强、实际运用中常出现现场实际与交底不符，容易返工造成浪费的情况。

在本发明实施例中，提供一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法，如图1所示，所述基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法包括以下步骤：

S1：通过扫描获取结构的信息生成点云模型；在本发明实施例中，通过采用3D扫描仪器对已经搭配好的建筑现场进行整体的现场信息采集，并将所采集到的3D数据信息输入至数据处理系统中，在数据处理系统中将3D数据信息设置生成相应的现场模型。

S2：将所述点云模型进行处理得到主结构、次结构的扫描模型；在本发明实施例中，通过3D扫描获取现场的已安装构件信息，根据所述已安装构件信息生成主结构点云模型；通过3D扫描获取现场主结构、次结构的三维模型与主结构、次结构深化模型；在这里，已安装的构件的信息包括现场与建筑相关的设计、与装饰相应的设计等构件信息，该类构件能够直接或者间接影响后期装饰的设计；同时，可对现场的信息划分为主结构和次结构，其主结构可为直接影响后期装饰的设计，次结构可为间接影响后期装饰的设计；通过采集主结构、次结构的信息生成相应的三维模型和主结构、次结构深化的模型能够提高模型设计的精确度。

在本发明实施例中，根据所述已安装构件信息生成主结构点云模型还包括：如图2所示，根据对所述点云模型进行数据分析导出电子曲面模型；电子曲面模型能够充分是的设计自由度增大，应对超大型建筑中能够处理复杂度较大的装饰设计的外观部件，提高设计的品质。

S3：根据所述扫描模型建立FRP面板模型；在本发明实施例中，所述将所述扫描模型进行FRP数据处理得到FRP面板模型包括：将主结构、次结构的三维模型与主结构、次结构深化模型进行比对得到误差值，根据误差值进行FRP分割所述电子曲面模型得到分割模型。

在本发明实施例中，所述根据所述扫描模型建立FRP面板模型还包括：

根据分割模型及主结构、次结构的误差设计FRP面板的曲面模型，并根据FRP面板设计次结构的三维模型。

在本发明实施例中，所述根据所述扫描模型建立FRP面板模型还包括：根据次结构的三维模型和FRP面板模型的曲面模型输出并制作FRP模具；或者，根据主结构、次结构的三维模型和FRP面板模型的曲面模型输出并制作FRP模具。

S4：结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息；在本发明实施例中，所述结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息包括：复核模型并将所述模型上传到BIM数据处理系统，所述模型包括点云模型、扫描模型和FRP面板模型，其中，所述模型至少包括点云模型、扫描模型和FRP面板模型之一，通过将上述模型放置与BIM数据处理系统中进行分析出参数信息，参数信息包括坐标，长宽度等等。

在本发明实施例中，根据所述模型对所述FRP面板的安装顺序、所述次结构安装顺序进行三维模拟施工操作输出所述节点指示信息，可理解为，通过BIM数据处理系统将FRP面板的数据进行一一分析，通过分析后的信息将FRP面板进行最优安装顺序组合，并将两两具有连接关系的FRP面板进行节点标注，将节点标注同时作为安装指导信息，即节点指示信息。

在本发明实施例中，所述结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息还包括：从所述BIM数据处理系统中读取所述FRP面板及所述次结构三维坐标；根据所述节点指示信息及所述三维坐标安装所述次结构及所述FRP面板。

在本发明实施例中，基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法还可包括：将上述节点指示信息和三维坐标信息来生成模拟安装指导的视频，并将模拟安装指导视频进行现场交底；按照交底顺序及三维坐标安装次结构及FRP面板；通过再次的3D扫描FRP面板并生成第二点云模型与原设计模型进行叠加对其中的参数信息，复核其安装精度及造型，提高安装的精确度，确保安装过程的无误。

在本发明的另一实施例中，提供一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法，包括：

1.检测基于BIM的建筑安装现场中主结构安装完成度，当达到装饰设计启动值时，开启装饰设计；

2.通过使用3D扫描仪对建筑现场进行扫描已安装的各构件，同时采集各构件的3D信息，根据3D信息在数据处理系统中生成主结构点云模型；

3.根据在数据处理系统中生成的主结构点云模型导出主结构的电子曲面模型；

4.通过使用3D扫描仪对现场主结构、次结构的信息进行收集，生成相应的主结构、次结构的三维模型与主结构、次结构深化模型，将主结构、次结构的三维模型与主结构、次结构深化模型进行比对，计算主结构、次结构相互之间的参数误差值，根据参数误差值的判断结果进行FRP分割电子曲面模型；

5.根据分割后的电子曲面模型及根据误差值调整设置完成关于FRP面板的曲面模型设计；

6.根据在数据处理系统中输出的FRP面板的曲面模型完成次结构的模型设计；

7.将次机构的三维模型和FRP面板的曲面模型输出并制作FRP模具；

8.复核上述各个模型并将上述各个模型上传到BIM数据处理平台；

8.根据各个模型的参数信息对FRP面板的安装顺序、次结构安装顺序进行模拟生成模拟顺序信息；

10.根据模拟顺序信息进行现场交底；

11.从FRP面板的曲面模型中读取面板及次结构三维坐标；

12.按照交底顺序及三维坐标安装次结构及FRP面板；

13.通过再次扫描FRP面板并生成点第二云模型与原设计模型进行叠加计算，复核其安装精度及造型。

在本发明实施中，所述模拟顺序信息包括：将所述模拟顺序信息中对应人员、材料、机器操作分列清单，根据所述分列清单生成所述工程量清单，其中，由于工程的执行对象有多种，可归类为人员、材料、机器操作等相应的清单，因此在处理系统中统计出明细表，分别列出材料的清单，根据材料的清单统计人员、材料、机器操作的使用清单，统计出工程量清单，能够提高工作效率，对操作流程提高清晰的流程，减少误工机率。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。以电子装置为电子装置为例，电子装置可以包括一个或多个处理器(处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器，可选地，上述电子装置还可以包括用于通信功能的传输设备以及输入输出设备。本领域普通技术人员可以理解，其并不对上述电子装置的结构造成限定。

存储器可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的图像的识别方法对应的计算机程序，处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子装置的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本发明实施例中，提供一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法、装置及存储介质，通过扫描获取结构的信息生成点云模型；将所述模型进行FRP处理得到FRP面板；结合所述模型和FRP面板生成节点指示信息能够高效、便捷、清晰的指导工作各个节点的操作，具有高效的参考和指导意义，解决了传统装饰设计中CAD形态的装饰设计二维图纸中单纯的二维线条图，指导性不强、实际运用中常出现现场实际与交底不符，容易返工造成浪费的情况。

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。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于BIM与3D技术的构件设计方法，其特征在于，所述基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件设计方法包括以下步骤：

通过扫描获取结构的信息生成点云模型，包括：通过3D扫描获取现场的已安装构件信息；根据所述已安装构件信息生成主结构、次结构的点云模型，即根据对所述点云模型的数据分析导出电子曲面模型；通过3D扫描获取现场主结构、次结构的三维模型与主结构、次结构深化模型；

将所述点云模型进行处理得到主结构、次结构的扫描模型；

根据所述扫描模型建立FRP面板模型，包括：将所述主结构、次结构的三维模型与所述主结构、次结构深化模型进行比对得到误差值，根据所述误差值分割电子曲面模型得到分割模型；根据所述分割模型及所述主结构、次结构的误差设计所述FRP面板模型的曲面模型，并根据所述FRP面板模型设计次结构的三维模型；

结合所述扫描模型和所述FRP面板模型生成节点指示信息，包括：复核模型并将所述模型上传到BIM数据处理系统，所述模型包括所述点云模型、所述扫描模型和所述FRP面板模型；根据所述模型对所述FRP面板的安装顺序、所述次结构安装顺序进行三维模拟施工操作输出所述节点指示信息。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述扫描模型建立FRP面板模型还包括：

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述结合所述扫描模型和所述FRP面板模型生成节点指示信息还包括：

4.一种基于BIM技术与3D扫描结合的装饰构件的处理装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行权利要求1-3任一所述方法。

5.一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-3任一所述方法。