CN112347540B - 建筑物智能检测建模系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑物智能检测建模系统，包括智能硬件平台、智能终端软件以及大数据服务平台；基于集成扫描模块对待测建筑物进行整体扫描，提高了检查效率与准确率，节省了人力资源成本检查，同时降低了检查过程中存在的安全风险；结果以3D模型进行自动展示与标记，不依赖原始纸质材料或记录设备，更加直观有效，便于追溯；另外本方案应用范围广，不受现场环境的限制。

Description

建筑物智能检测建模系统

技术领域

本发明涉及建筑设计技术领域，尤其涉及建筑物智能检测建模系统。

背景技术

随着社会经济发展，人类聚居越来越集中，城市化中心化是必然的发展趋势，以聚集人力资源，提高社会生产力效益。为了满足居住需求，城市建筑物体量十分庞大且密集，由于当初建设过程中可能存在质量缺陷、环境变异导致钢结构腐蚀、长期风吹日晒雨淋或者地质震动等带来的影响、地基沉降引起的结构变化等，将导致建筑物结构的损伤或损坏。因此给与及时的检测是十分必要的，影响到建筑物功能的正常使用，建筑物的耐久性，甚至居住人员的人身财产安全。

而目前主要依靠人工携带各种检测设备到现场进行检查，首先这种检查手动检测效率低下。其次是检查过程中(例如需要搭设外架、楼梯等情形)存在一定的安全隐患。最后是最终的检查结果无法进行有效呈现和追溯，在检查到隐患点时，一般是检修人员将隐患位置、具体隐患原因等情况，手动记录到纸质材料或者记录设备上。文字记录的方式也不利于直观获知具体隐患位置，无法直观、清晰、有效地展现整个建筑物空间结构以及具体位置，智能化程度低。

发明内容

本发明提供的建筑物智能检测建模系统，主要解决的技术问题是：检测效率低、存在一定的安全隐患以及无法直观、清晰、有效地展现整个建筑物空间结构以及具体位置，智能化程度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种建筑物智能检测建模系统，包括：

包括智能硬件平台、智能终端软件以及大数据服务平台；所述智能硬件平台包括移动终端设备以及与所述移动终端设备连接的集成扫描模块，用于提供建模数据；所述智能终端软件安装于所述移动终端设备，所述智能终端软件包括3D AR(Augmented Reality，增强现实)处理模块、VR(Virtual Reality，虚拟现实)处理模块、合规判断模块、机器学习引擎以及3D建模模块；所述3D建模模块基于所述机器学习引擎根据建模数据对建筑物目标区域生成1:1的IFC(Industry Foundation Classes，行业基准分类)模型，所述3D AR处理模块与所述VR处理模块用于对所述IFC模型进行数据处理，所述合规判断模块用于基于建筑规范和法规进行合规性检测，并自动标记异常区域；所述大数据服务平台与所述智能硬件平台通过移动通讯网络实现通讯连接与数据交互，并对所述IFC模型进行大屏展示以及对标记的异常区域进行自动告警与提示。

所述集成扫描模块包括RGB(红(R)、绿(G)、蓝(B))深度相机、结构光传感器以及GPR(Ground Penetrating Rada，探地雷达)传感器；所述RGB深度相机与所述结构光传感器用于扫描拍摄建筑物目标区域，所述探地雷达GPR传感器用于扫描检测墙、梁、柱内部结构，包括水电走向以及钢筋结构，以用于提供建模数据。

所述智能硬件平台还包括与所述移动终端连接的AR/VR智能眼镜，用于现场AR覆盖可视化展示与VR可视化展示。

本发明的有益效果是：

根据本发明提供的建筑物智能检测建模系统，包括智能硬件平台、智能终端软件以及大数据服务平台；智能硬件平台包括移动终端设备以及与移动终端设备连接的集成扫描模块，用于提供建模数据；智能终端软件安装于移动终端设备，智能终端软件包括3D AR处理模块、VR处理模块、合规判断模块、机器学习引擎以及3D建模模块；3D建模模块基于机器学习引擎根据建模数据对建筑物目标区域生成1:1的IFC模型，3D AR处理模块与VR处理模块用于对IFC模型进行数据处理，合规判断模块用于基于建筑规范和法规进行合规性检测，并自动标记异常区域；大数据服务平台与智能硬件平台通过移动通讯网络实现通讯连接与数据交互，并对IFC模型进行大屏展示以及对标记的异常区域进行自动告警与提示。基于集成扫描模块对待测建筑物进行整体扫描，提高了检查效率与准确率，节省了人力资源成本检查，同时降低了检查过程中存在的安全风险；结果以3D模型进行自动展示与标记，不依赖原始纸质材料或记录设备，更加直观有效，便于追溯；另外本方案应用范围广，不受现场环境的限制。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种建筑物智能检测建模系统结构示意图；

图2为本发明实施例一的集成扫描模块结构示意图；

图3为本发明实施例一的另一种建筑物智能检测建模系统结构示意图；

图4为本发明实施例一的又一种建筑物智能检测建模系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本实施例提供一种建筑物智能检测建模系统，请参见图1，包括智能硬件平台10、智能终端软件20以及大数据服务平台30。

智能硬件平台10包括移动终端设备11以及与移动终端设备11连接的集成扫描模块12，用于提供建模数据。

请参见图2，集成扫描模块12包括RGB深度相机121、结构光传感器122以及探地雷达GPR传感器123；RGB深度相机121与结构光传感器122用于扫描拍摄建筑物目标区域，探地雷达GPR传感器123用于扫描检测墙、梁、柱内部结构，包括水电走向以及钢筋结构，以用于提供建模数据。

智能终端软件20安装于移动终端设备11，智能终端软件20包括3D AR处理模块21、VR处理模块22、合规判断模块23、机器学习引擎24以及3D建模模块25。

3D建模模块25基于机器学习引擎24根据建模数据对建筑物目标区域生成1:1的IFC模型，3D AR处理模块21与VR处理模块22用于对IFC模型进行数据处理，合规判断模块23用于基于建筑规范和法规进行合规性检测，并自动标记异常区域。

大数据服务平台30与智能硬件平台10通过移动通讯网络实现通讯连接与数据交互，并对IFC模型进行大屏展示以及对标记的异常区域进行自动告警与提示。

请参见图3，智能硬件平台10还包括与移动终端连接的AR/VR智能眼镜13，用于现场AR覆盖可视化展示与VR可视化展示。

移动终端设备11可以选用平板电脑，集成扫描模块12集成为一体设备，其集成了RGB深度相机121、结构光传感器122以及探地雷达GPR传感器123以及无线通讯模块，无线通讯模块与移动终端设备11建立通讯连接。请参见图4，检查人员携带智能硬件平台到待测建筑物进行整体扫描，利用RGB深度相机121与结构光传感器122对建筑物外部或内部整体结构进行整体扫描，扫描数据实时通过3D建模模块进行数据建模，平板电脑可以对建模数据进行实时成像，3D AR处理模块21与VR处理模块22对模型数据进行读取处理，生成AR/VR显示数据，可用于AR/VR智能眼镜13现场AR覆盖可视化展示与VR可视化展示。利用探地雷达GPR传感器123扫描检测建筑物的墙、梁、柱等实体的内部结构，探测内部水电走向以及钢筋结构。其中，建筑物外部整体结构和内部整体结构以及以墙、梁、柱等实体内部的水电走向以及钢筋结构，均作为建模数据提供给智能终端软件20进行建模处理以及建筑物隐患检查。

智能硬件平台10还通过通讯网络，例如4G网络与大数据服务平台30实现实时通讯连接，将智能终端软件20的建模过程以及隐患标记结果实时发送给大数据服务平台30，以通过大屏展示与自动告警，实现远程管理与智慧。

本方案应用范围广，不受现场环境的限制，覆盖建设前、在建、建后评估，以及建筑老化、损坏程度评估等各种不同的应用场景；例如：

检测现有建筑物状况：发生火灾或自然灾害后的建筑物损坏，确定建筑的完整性。

检测新建筑物状态：对实际完成的构件和计划完成的结果进行比较，检查是否有缺陷和遗漏。

施工前检测现场状态：探测和测绘现有的地下设施、管道等。检查现有土木及结构工程的完整性。

施工过程中检测现场状态：检查建筑是否符合建筑规范和法规要求。对施工现场进行安全管理，检查安全防护措施是否按要求、按计划实施等。

提高检查效率与准确率，节省人力资源成本

检测流程简单易上手，对技术人员专业性要求低，通过VR、AR、AI等手段实现远程自动化检测，测量误差是+5mm和-5mm公差。

根据本实施例提供的建筑物智能检测建模系统，不依赖建筑图纸等原始材料、BIM建模、3D CAD绘图等材料，对于没有BIM建模或3D CAD绘图，且不符合法规现场检测要求的建筑，通过扫描模块创建3D模型，运用AI工具实现智能检测。3D模型将以BIM IFC的电子格式存储。

对于有BIM建模和3D CAD绘图材料的建筑，通过AR、VR、AI等技术，实现自动化现场检查。该解决方案可以节省50％BIM建模时间，整体解决方案可以节约1/3的检查时间，检查结果以BIM IFC的电子格式存储，方便存储与溯源。

本方案覆盖了建筑安全性、完整性一体化检查，包括建设前、在建、建后评估，以及建筑老化、损坏程度评估等功能。检测现有建筑物状况：发现火灾或自然灾害后的建筑物损坏，确定建筑的完整性。

以大约1000平方米的楼层为例。使用传统方法检查该楼层地板需要1天进行材料报告等细节检索，1天进行现场检查，0.5天出具报告，1.5天进行验证检查，总共大约是3个工作日。本方案大约可以在1个工作日内完成，包括0.5个工作日现场检查，0.5天出具报告。减少70％的检查时间。

使用传统或人工检测方法的成本(不包括生产图纸)是3.6万元(3个工作日检查和各类成本、设备、部署等)，而本方案检查经过摊销成本将是1.2万元(1个工作日检查汇报)。成本实际上会降低至少60％。

本方案基于集成扫描模块对待测建筑物进行整体扫描，提高了检查效率与准确率，节省了人力资源成本检查，同时降低了检查过程中存在的安全风险；结果以3D模型进行自动展示与标记，不依赖原始纸质材料或记录设备，更加直观有效，便于追溯；另外本方案应用范围广，不受现场环境的限制。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种建筑物智能检测建模系统，其特征在于，包括智能硬件平台、智能终端软件以及大数据服务平台；

所述智能硬件平台包括移动终端设备以及与所述移动终端设备连接的集成扫描模块，所述集成扫描模块包括RGB深度相机、结构光传感器以及探地雷达GPR传感器；所述RGB深度相机与所述结构光传感器用于扫描拍摄建筑物目标区域，所述探地雷达GPR传感器用于扫描检测墙、梁、柱内部结构，水电走向以及钢筋结构，以用于提供建模数据；

所述智能终端软件安装于所述移动终端设备，所述智能终端软件包括3D AR处理模块、VR处理模块、合规判断模块、机器学习引擎以及3D建模模块；所述3D建模模块基于所述机器学习引擎根据建模数据对建筑物目标区域生成1:1的IFC模型，所述3D AR处理模块与所述VR处理模块用于对所述IFC模型进行数据处理，生成AR/VR显示数据；所述智能硬件平台还包括与所述移动终端连接的AR/VR智能眼镜，用于现场AR覆盖可视化展示与VR可视化展示；所述合规判断模块用于基于建筑规范和法规进行合规性检测，并自动标记异常区域；

所述大数据服务平台与所述智能硬件平台通过移动通讯网络实现通讯连接与数据交互，并对所述IFC模型进行大屏展示以及对标记的异常区域进行自动告警与提示。