CN112364414B - 一种基于bim技术的三维施工场地布置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，本发明在基于BIM技术布置三维施工场地的过程中，首先对全景图片、全景漫游和VR视频进行了排查，然后通过VR设备和软件对VR视频进行了二次排查，有效避免了临时设施设置不合理延误施工进度的问题；本发明是基于BIM技术的办公与生活临建设施布置，将三维的立体实物展示在人们面前，设计、建造、协调过程中的沟通、讨论、决策都可在可视化状态下进行，有效提高了设计的合理性，使项目部能更好地把控其建造过程，与业主以及自身管理人员沟通也将更加高效，提升了项目管理水平。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体是一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法。
背景技术
在现如今的建筑项目施工过程中，施工场地的布置对于生命财产和城市环境有着直接的影响。为了减少工程事故的发生和降低对环境的污染，对于施工场地进行合理有效的布置是非常有必要的。
传统施工场地策划主要依靠二维图纸或文字，信息传递的准确性和统一性较低。形式不仅繁琐粗放，而且很难将复杂的现场状况考虑周全，堆场布置是否合理、设备在施工过程中是否便捷等问题很容易被忽略，容易导致平面布置不合理，造成施工不便宜、影响施工进度及效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，本发明在基于BIM技术布置三维施工场地的过程中，首先对全景图片、全景漫游和VR视频进行了排查，然后通过VR设备和软件对VR视频进行了二次排查，有效避免了临时设施设置不合理延误施工进度的问题；本发明增加了图纸优化过程，这一过程根据三维场布软件的实际情况而关闭CAD图纸数据中不需要的图层，避免了创建三维场布模型时界面杂乱选不到构件的情况，有助于提高三维场布模型的创建效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，该方法包括以下步骤：
Z1：准备CAD图纸数据；
Z2：进行图纸优化，并通过三维图形技术创建三维场布模型；
Z3：将三维场布模型转换成图片并进行图片筛选，将图片处理分割之后导入开发软件中制作全景图片和VR视频；
Z4：将全景图片生成全景漫游，经过排查之后生成二维码，VR视频经过排查之后传输到VR设备上，通过VR设备和软件对VR视频的质量进行测试修改，直到达到要求；
Z5：扫描二维码进行全景漫游展示，在VR设备中进行动态查看。
优选的，Z1中所述CAD图纸数据是根据现场策划设计完成的施工场地CAD总体平面布置图，具体完成步骤为：
X1：确定施工场地的临时设施，预设临时设施尺寸以及各临时设施之间的距离，通过平面图纸手绘出临时设施的预设尺寸和各临时设施之间的预设距离，根据实际情况对手绘图纸的内容进行反复调整；
X2：通过AUTOCAD软件建立制图图层，并根据规范制图标准对制图图层的线型和颜色进行规范设置；
X3：根据手绘图纸在制图图层中进行绘制，获取图纸数据的电子版，并精确标注临时设施的尺寸以及各临时设施之间的距离；
X4：对绘制的内容进行优化填充。
优选的，Z2中所述三维图形技术是利用三维场布软件创建三维场布模型，所述三维场布软件包括BIM技术中所有能进行三维场布的软件，不单指某一具体软件，也包括软件之间的相互协作进行施工场地三维场布；具体创建步骤为：
C1：以Revit三维场布软件为例，将Z1步骤的CAD图纸数据导入Revit，在项目浏览器中将视图切换到场地视图；
C2：将需要放置的临时设施载入到项目中，然后根据CAD图纸数据进行放置，完成三维布置；
C3：通过放置四点的方式完成场地布置，然后通过编辑子面域和更改材质的方式完成道路布置，同时在道路旁设置排水沟；
C4：利用Revit软件对建立的三维场布模型进行材质贴图。
优选的，Z3中所述图片筛选是对图片进行筛选并删除质量不合格的图片，所述图片筛选通过程序代码批量完成，所述程序代码包括Python程序和MATLAB程序，具体筛选步骤为：
B1：程序代码从文件夹中读取图片；
B2：通过公式D(f)i＝∑y∑x|f(x+2,y)-f(x,y)|获取图片的清晰度系数D(f)，其中f(x,y)表示图片f对应像素点(x,y)的灰度值；获取图片的信噪比XZi；其中i表示第i张图片；
B3：通过公式ZLi＝α×D(f)i+β×XZi+γ获取图片的质量系数ZLi，其中α、β和γ为预设比例系数，且α+β+γ＝1.905；
B4：根据质量系数对图片质量进行评价，具体评价步骤为：
BB1：当质量系数ZLi>L1时，判定第i张图片质量不合格，将第i张图片从文件夹中删除；
BB2：当L2<ZLi≤L1时，判定第i张图片质量一般，通过程序代码对第i张图片进行去噪，并用去噪后的图片替换文件夹中的原图片；
BB3：当ZLi≤L2时，判定第i张图片质量良好；其中L1和L2为预设质量系数阈值，且L2<L1；
B5：生成删除图片汇总表和替换图片汇总表，其中删除图片汇总表中记录了被删除图片的编号，替换图片汇总表中记录了替换图片的编号。
优选的，Z3中所述开发软件中制作全景图片和VR视频，所述开发软件包括所有能进行全景图片和VR视频制作的软件，不单指某一具体软件；具体制作步骤为：
V1：首先将筛选好的图片导入到开发软件中；
V2：通过控制点提取算法提取重叠图片的控制点，然后拼合和优化控制点，具体优化步骤为：
VV1：当拼合的全景图像出现严重扭曲、变形和错位的问题时，重复进行几次拼合，若拼合结果仍然存在上述问题，则删除部分控制点，所删除的控制点为间距最大的控制点；
VV2：当删除部分控制点之后的拼合的全景图像仍然不能完成拼接，则在图像上通过手动添加部分控制点；
VV3：当拼接出来的全景图片垂直线、水平线轻微弯曲时，分别通过鼠标拖动居中点和右键拖动画面进行修正；当出现严重的垂直线倾斜和水平线弯曲时，分别通过添加垂直线控制点和水平线控制点对其进行修正；
V3：消除拼合处的花边，生成全景图片，将全景图片合成为VR视频。
优选的，Z3中所述的处理分割是对图片进行处理之后分割成固定大小的图片，所述处理包括亮度调整和白平衡调整。
优选的，Z4中所述排查是通过全景漫游和VR视频对施工场地布置的不合理之处进行初步排查，所述不合理之处包括现场塔吊位置、材料堆放位置、道路规划、加工区域位置、施工区域位置、临时水电位置和安全文明施工设施。
优选的，Z2中所述三维场布模型是对施工场地的临时设施进行模拟布置和优化，所述临时设施包括施工各阶段的场地地形、临时办公室、工具房、材料库房、工人宿舍、厕所、食堂、洗衣房、既有建筑设施、施工区域、临时道路、加工区域、材料堆场、临时水电、施工机械、安全文明施工设施。
优选的，Z2中所述图纸优化是在三维场布软件中根据实际绘制情况关闭不需要的图层，避免绘制时界面杂乱选不到构件的情况，且对构件比例进行调整，避免模型与实际现场不符的情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在基于BIM技术布置三维施工场地的过程中，首先对全景图片、全景漫游和VR视频进行了排查，然后通过VR设备和软件对VR视频进行了二次排查，有效避免了临时设施设置不合理延误施工进度的问题，同时保证全景漫游和VR视频的质量，有助于管理人员对施工场地进行动态查看，更方便了技术人员和施工人员进行技术交流；
本发明增加了图片筛选过程，该过程通过程序代码对图片进行筛选，分别逐一获取图片的清晰度系数和信噪比，通过公式获取图片的质量系数，根据图片质量系数与预设质量系数阈值的比较对图片进行删除或者去噪；该过程对图片进行了筛选，有助于提高全景图片和VR视频的质量；
本发明增加了图纸优化过程，这一过程根据三维场布软件的实际情况而关闭CAD图纸数据中不需要的图层，避免了创建三维场布模型时界面杂乱选不到构件的情况，有助于提高三维场布模型的创建效率；
基于BIM技术的办公与生活临建设施布置，将三维的立体实物展示在人们面前，设计、建造、协调过程中的沟通、讨论、决策都可在可视化状态下进行，有效提高了设计的合理性，使项目部能更好地把控其建造过程，与业主以及自身管理人员沟通也将更加高效，提升了项目管理水平。同时，也更有利于现场总平面规划的科学性，为资源的合理应用提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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做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。
请参阅图1，一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，该方法包括以下步骤：
Z1：准备CAD图纸数据；
Z2：进行图纸优化，并通过三维图形技术创建三维场布模型；
Z3：将三维场布模型转换成图片并进行图片筛选，将图片处理分割之后导入开发软件中制作全景图片和VR视频；
Z4：将全景图片生成全景漫游，经过排查之后生成二维码，VR视频经过排查之后传输到VR设备上，通过VR设备和软件对VR视频的质量进行测试修改，直到达到要求；
Z5：扫描二维码进行全景漫游展示，在VR设备中进行动态查看。
进一步地，Z1中所述CAD图纸数据是根据现场策划设计完成的施工场地CAD总体平面布置图，具体完成步骤为：
X1：确定施工场地的临时设施，预设临时设施尺寸以及各临时设施之间的距离，通过平面图纸手绘出临时设施的预设尺寸和各临时设施之间的预设距离，根据实际情况对手绘图纸的内容进行反复调整；
X2：通过AUTOCAD软件建立制图图层，并根据规范制图标准对制图图层的线型和颜色进行规范设置；
X3：根据手绘图纸在制图图层中进行绘制，获取图纸数据的电子版，并精确标注临时设施的尺寸以及各临时设施之间的距离；
X4：对绘制的内容进行优化填充。
进一步地，Z2中所述三维图形技术是利用三维场布软件创建三维场布模型，所述三维场布软件包括BIM技术中所有能进行三维场布的软件，不单指某一具体软件，也包括软件之间的相互协作进行施工场地三维场布；具体创建步骤为：
C1：以Revit三维场布软件为例，将Z1步骤的CAD图纸数据导入Revit，在项目浏览器中将视图切换到场地视图；
C2：将需要放置的临时设施载入到项目中，然后根据CAD图纸数据进行放置，完成三维布置；
C3：通过放置四点的方式完成场地布置，然后通过编辑子面域和更改材质的方式完成道路布置，同时在道路旁设置排水沟；
C4：利用Revit软件对建立的三维场布模型进行材质贴图。
进一步地，Z3中所述图片筛选是对图片进行筛选并删除质量不合格的图片，所述图片筛选通过程序代码批量完成，所述程序代码包括Python程序和MATLAB程序，具体筛选步骤为：
B1：程序代码从文件夹中读取图片；
B2：通过公式D(f)i＝∑y∑x|f(x+2,y)-f(x,y)|获取图片的清晰度系数D(f)，其中f(x,y)表示图片f对应像素点(x,y)的灰度值；获取图片的信噪比XZi；其中i表示第i张图片；
B3：通过公式ZLi＝α×D(f)i+β×XZi+γ获取图片的质量系数ZLi，其中α、β和γ为预设比例系数，且α+β+γ＝1.905；
B4：根据质量系数对图片质量进行评价，具体评价步骤为：
BB1：当质量系数ZLi>L1时，判定第i张图片质量不合格，将第i张图片从文件夹中删除；
BB2：当L2<ZLi≤L1时，判定第i张图片质量一般，通过程序代码对第i张图片进行去噪，并用去噪后的图片替换文件夹中的原图片；
BB3：当ZLi≤L2时，判定第i张图片质量良好；其中L1和L2为预设质量系数阈值，且L2<L1；
B5：生成删除图片汇总表和替换图片汇总表，其中删除图片汇总表中记录了被删除图片的编号，替换图片汇总表中记录了替换图片的编号。
进一步地，Z3中所述开发软件中制作全景图片和VR视频，所述开发软件包括所有能进行全景图片和VR视频制作的软件，不单指某一具体软件；具体制作步骤为：
V1：首先对导入的图片进行筛选，剔除不合格的图片；
V2：通过控制点提取算法提取重叠图片的控制点，然后拼合和优化控制点，具体优化步骤为：
VV1：当拼合的全景图像出现严重扭曲、变形和错位的问题时，重复进行几次拼合，若拼合结果仍然存在上述问题，则删除部分控制点，所删除的控制点为间距最大的控制点；
VV2：当删除部分控制点之后的拼合的全景图像仍然不能完成拼接，则在图像上通过手动添加部分控制点；
VV3：当拼接出来的全景图片垂直线、水平线轻微弯曲时，分别通过鼠标拖动居中点和右键拖动画面进行修正；当出现严重的垂直线倾斜和水平线弯曲时，分别通过添加垂直线控制点和水平线控制点对其进行修正；
V3：消除拼合处的花边，生成全景图片，将全景图片合成为VR视频。
进一步地，Z3中所述的处理分割是对图片进行处理之后分割成固定大小的图片，所述处理包括亮度调整和白平衡调整。
进一步地，Z4中所述排查是通过全景漫游和VR视频对施工场地布置的不合理之处进行初步排查，所述不合理之处包括现场塔吊位置、材料堆放位置、道路规划、加工区域位置、施工区域位置、临时水电位置和安全文明施工设施。
进一步地，Z2中所述三维场布模型是对施工场地的临时设施进行模拟布置和优化，所述临时设施包括施工各阶段的场地地形、临时办公室、工具房、材料库房、工人宿舍、厕所、食堂、洗衣房、既有建筑设施、施工区域、临时道路、加工区域、材料堆场、临时水电、施工机械、安全文明施工设施。
进一步地，Z2中所述图纸优化是在三维场布软件中根据实际绘制情况关闭不需要的图层，避免绘制时界面杂乱选不到构件的情况，且对构件比例进行调整，避免模型与实际现场不符的情况。
本发明的工作原理：
确定施工场地的临时设施，预设临时设施尺寸以及各临时设施之间的距离，通过平面图纸手绘出临时设施的预设尺寸和各临时设施之间的预设距离，根据实际情况对手绘图纸的内容进行反复调整；通过AUTOCAD软件建立制图图层，并根据规范制图标准对制图图层的线型和颜色进行规范设置；根据手绘图纸在制图图层中进行绘制，获取图纸数据的电子版，并精确标注临时设施的尺寸以及各临时设施之间的距离；
通过三维场布软件创建三维场布模型，以Revit三维场布软件为例，将Z1步骤的CAD图纸数据导入Revit，在项目浏览器中将视图切换到场地视图；将需要放置的临时设施载入到项目中，然后根据CAD图纸数据进行放置，完成三维布置；通过放置四点的方式完成场地布置，然后通过编辑子面域和更改材质的方式完成道路布置，同时在道路旁设置排水沟；利用Revit软件对建立的三维场布模型进行材质贴图；
通过开发软件制作全景图片和VR视频，首先对导入的图片进行筛选，剔除不合格的图片；通过控制点提取算法提取重叠图片的控制点，然后拼合和优化控制点，消除拼合处的花边，生成全景图片，将全景图片合成为VR视频；对全景图片、全景漫游和VR视频进行了排查，然后通过VR设备和软件对VR视频进行了二次排查；用户扫描二维码可进行全景漫游展示，同时可在VR设备中进行动态查看和技术交底。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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 (4)
1.一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
Z1：准备CAD图纸数据；
Z1中所述CAD图纸数据是根据现场策划设计完成的施工场地CAD总体平面布置图，具体完成步骤为：
X1：确定施工场地的临时设施，预设临时设施尺寸以及各临时设施之间的距离，通过平面图纸手绘出临时设施的预设尺寸和各临时设施之间的预设距离，根据实际情况对手绘图纸的内容进行反复调整；
X2：通过AUTOCAD软件建立制图图层，并根据规范制图标准对制图图层的线型和颜色进行规范设置；
X3：根据手绘图纸在制图图层中进行绘制，获取图纸数据的电子版，并精确标注临时设施的尺寸以及各临时设施之间的距离；
X4：对绘制的内容进行优化填充；
Z2：进行图纸优化，并通过三维图形技术创建三维场布模型；
Z2中所述三维图形技术是利用三维场布软件创建三维场布模型，所述三维场布软件包括BIM技术中所有能进行三维场布的软件，也包括软件之间的相互协作进行施工场地三维场布；具体创建步骤为：
C1：以Revit三维场布软件为例，将Z1步骤的CAD图纸数据导入Revit，在项目浏览器中将视图切换到场地视图；
C2：将需要放置的临时设施载入到项目中，然后根据CAD图纸数据进行放置，完成三维布置；
C3：通过放置四点的方式完成场地布置，然后通过编辑子面域和更改材质的方式完成道路布置，同时在道路旁设置排水沟；
C4：利用Revit软件对建立的三维场布模型进行材质贴图；
Z3：将三维场布模型转换成图片并进行图片筛选，将图片处理分割之后导入开发软件中制作全景图片和VR视频；
Z3中所述图片筛选是对图片进行筛选并删除质量不合格的图片，所述图片筛选通过程序代码批量完成，所述程序代码包括Python程序和MATLAB程序，具体筛选步骤为：
B1：程序代码从文件夹中读取图片；
B2：通过公式D(f)i＝ΣyΣx|f(x+2,y)-f(x,y)|获取图片的清晰度系数D(f)，其中f(x,y)表示图片f对应像素点(x,y)的灰度值；获取图片的信噪比XZi；其中i表示第i张图片；
B3：通过公式ZLi＝α×D(f)i+β×XZi+γ获取图片的质量系数ZLi，其中α、β和γ为预设比例系数，且α+β+γ＝1.905；
B4：根据质量系数对图片质量进行评价，具体评价步骤为：
BB1：当质量系数ZLi>L1时，判定第i张图片质量不合格，将第i张图片从文件夹中删除；
BB2：当L2<ZLi≤L1时，判定第i张图片质量一般，通过程序代码对第i张图片进行去噪，并用去噪后的图片替换文件夹中的原图片；
BB3：当ZLi≤L2时，判定第i张图片质量良好；其中L1和L2为预设质量系数阈值，且L2<L1；
B5：生成删除图片汇总表和替换图片汇总表，其中删除图片汇总表中记录了被删除图片的编号，替换图片汇总表中记录了替换图片的编号；
Z3中所述开发软件中制作全景图片和VR视频，所述开发软件包括所有能进行全景图片和VR视频制作的软件，具体制作步骤为：
V1：首先对导入的图片进行筛选，剔除不合格的图片；
V2：通过控制点提取算法提取重叠图片的控制点，然后拼合和优化控制点，具体优化步骤为：
VV1：当拼合的全景图像出现严重扭曲、变形和错位的问题时，重复进行几次拼合，若拼合结果仍然存在上述问题，则删除部分控制点，所删除的控制点为间距最大的控制点；
VV2：当删除部分控制点之后的拼合的全景图像仍然不能完成拼接，则在图像上通过手动添加部分控制点；
VV3：当拼接出来的全景图片垂直线、水平线轻微弯曲时，分别通过鼠标拖动居中点和右键拖动画面进行修正；当出现严重的垂直线倾斜和水平线弯曲时，分别通过添加垂直线控制点和水平线控制点对其进行修正；
V3：消除拼合处的花边，生成全景图片，将全景图片合成为VR视频；
Z4：将全景图片生成全景漫游，经过排查之后生成二维码，VR视频经过排查之后传输到VR设备上，通过VR设备和软件对VR视频的质量进行测试修改；
Z5：扫描二维码进行全景漫游展示，在VR设备中进行动态查看。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，其特征在于，Z3中所述的处理分割是对图片进行处理之后分割成固定大小的图片，所述处理包括亮度调整和白平衡调整。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，其特征在于，Z4中所述排查是通过全景漫游和VR视频对施工场地布置的不合理之处进行初步排查，所述不合理之处包括现场塔吊位置、材料堆放位置、道路规划、加工区域位置、施工区域位置、临时水电位置和安全文明施工设施。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的三维施工场地布置方法，其特征在于，Z2中所述三维场布模型是对施工场地的临时设施进行模拟布置和优化，所述临时设施包括施工各阶段的场地地形、临时办公室、工具房、材料库房、工人宿舍、厕所、食堂、洗衣房、既有建筑设施、施工区域、临时道路、加工区域、材料堆场、临时水电、施工机械、安全文明施工设施。
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