CN115130168A - 基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，包括：建立项目BIM模型；导入到Blender模型中；将Blender模型按阶段整理分类；在Blender模型权重模式下，定义权重变化方向；将模型添加遮罩修改器并添加群组；按项目施工分区图拆分模型，并命名归类；定义时间线的时间帧单位；根据计划挂接各分区模型；导入AdobeAftereffect添加日期参数并导出施工进度模型视频；定期航拍和收集精度数据，对比与施工进度模拟计划差异，制定相应的管控措施。本发明的视觉效果表达得更加清晰直观，制作及调整方法更加快捷高效，能更加清晰的对比出实际进度与计划进度的偏差，便于项目管理人员及时纠偏调整。

Description

基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法

技术领域

本发明涉及一种施工进度模拟与管控方法，尤其涉及一种基于 Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法。

背景技术

随着建筑业向大型化、复杂化和绿色化的方向发展，工程的业态越来越多，对项目施工进度的控制难度愈发增大，施工进度的管理是一个动态调整过程，其影响因素有人的因素、环境因素、技术的因素等，传统意义的施工进度管理是基于人员对“人机料法环”分析与管控，这也是最常用的施工进度管控方法，近几年随着新技术的逐步发展与推广，行业上通常采用BIM+Navisworks、BIM+Fuzor、BIM+Synchro等方法对项目进行4D 施工进度模拟，但其模拟难以做到过程动态调整，随着项目工况的变化和进度的调整，需推翻原有的4D施工进度模拟，重新分割模型和挂接新的进度计划，实现方法复杂、完成时间长、耗费大量的人力，且难以起到及时纠偏和指导项目施工进度的作用。

发明内容

为了解决传统BIM 4D施工进度模拟动态调整工作量大、难以对比分析施工进度进行纠偏的技术问题，本发明提供了一种基于Blender+BIM+ 无人机的施工进度模拟与管控方法。

本发明采用的技术方案为：

一种基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其包括以下步骤：

1)建立项目各阶段BIM模型；

2)将各阶段BIM模型导入到Blender模型中；

3)将Blender模型按专业或阶段整理分类；

4)在Blender模型权重模式下，定义模型权重变化方向；

5)将Blender模型添加遮罩修改器并添加群组；

6)按照项目施工分区图拆分为多个独立的施工段模型，并命名归类；

7)定义时间线的时间帧单位；

8)根据已编排好的施工进度计划换算帧数后，定义项目开始和完成时间，对照各个施工分区的开始和结束时间绑并定到已拆分的施工段模型上；

9)输出进度模拟的动画并导入Adobe Aftereffect后期软件中添加日期参数后导出完整4D施工模拟动画；

12)定期航拍和收集实际进度数据，比对与施工进度模拟计划差异，制定相应的管控措施；

10)若原计划进度需调整，则重复步骤8)～10)。

作为本发明方法进一步的改进在于，步骤4)进一步包括以下步骤：

41)选择Blender模型，进入权重绘制模式；

42)选择梯度渐变工具；

43)切换到正视图，从下往上绘制渐变线，使模型从下往上呈现渐变颜色；

44)重复步骤41)～43)，定义完成所有模型权重变化方向。

作为本发明方法进一步的改进在于，步骤5)进一步包括以下步骤：

51)全选所有模型；

52)在修改器面板中选择添加遮罩修改器；

53)选择遮罩修改器中的顶点组群组；

54)拖动遮罩修改器中的阈值，调试模型从下往上生成直至完成。

作为本发明方法进一步的改进在于，步骤6)进一步包括以下步骤：

61)选择模型进入编辑模式；

62)调出切割工具，选择穿透模式，按照分区图边界切割模型；

63)框选需要拆分的模型；

64)将框选的模型拆分出来；

65)重复步骤61)～64)完成剩余模型拆分。

作为本发明方法进一步的改进在于，步骤8)进一步包括以下步骤：

81)施工总进度计划各项工作的帧数换算，以帧/天为单位换算；

82)调出时间线面板，输入项目开始和结束帧数；

83)选择一个分区模型，将时间线调至对应开始位置，在遮罩修改器将阈值改为0，记录关键帧；

84)再将时间线调至对应结束位置，在遮罩修改器将阈值改为1，记录关键帧；

85)重复步骤81)～84)完成剩余模型时间线的挂接。

作为本发明方法进一步的改进在于，步骤9)进一步包括以下步骤：

91)在Blender软件中渲染整个施工模拟动画并导出MP4或png序列；

92)在Adobe Aftereffect后期软件项目面板中新建一个合成并双击打开；

93)将施工模拟动画导入Adobe Aftereffect后期软件中并拖动至合成面板下；

94)在合成面板下新建一个调整图层；

95)在效果面板中选择编号效果拖动至调整图层上；

96)在效果控件中选择长日期类型，并放置日期到视图中；

97)在合成面板中选择随机虽大位置选项；

98)按照总进度开始和结束时间对应匹配上日期并记录关键帧；

99)导出视频。

由于采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：

对比传统技术，本发明基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其视觉效果表达得更加清晰直观，制作及调整方法更加快捷高效，能更加清晰的对比出实际进度与计划进度的偏差，便于项目管理人员及时纠偏调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法的总流程图。

图2为Blender模型归类图。

图3为Blender模型权重绘制流程图。

图4为Blender模型权重绘制示例图。

图5为Blender模型添加遮罩修改器和群组流程图。

图6为Blender模型添加遮罩修改器和群组示例图。

图7为施工分区模型拆分流程图。

图8为项目局部施工分区图。

图9为按施工分区图拆分模型步骤一示例图。

图10为按施工分区图拆分模型步骤二示例图。

图11为施工分区模型绑定到时间线流程图。

图12为各分区时间进度计划及帧数换算表。

图13为绑定各施工分区模型到时间线上示例图。

图14为添加日期参数流程图。

图15为添加日期参数示例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参阅图1所示，本发明实施例提供了一种基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，主要包括以下步骤：

1)根据设计施工图纸采用Autodesk Revit软件建立项目各阶段BIM模型，并将BIM模型分别导出为fbx格式；

2)将fbx格式的各阶段BIM模型导入Blender软件中，生成Blender模型；

3)按专业或阶段将Blender模型在大纲视图(3)中整理分类，如图2 所示；

4)在权重模式下，定义模型权重变化方向；

具体流程为：在Blender软件视图显示窗口(5)中选择一个阶段模型，然后在物体交互模式(1)中选择进入权重绘制模式，在左侧工具栏(2) 选择梯度渐变工具，切换到正视图，从下往上绘制渐变线，使模型从下往上呈现渐变色，然后在物体交互模式(1)中选择进入物体模式，剩余模型重复上述步骤即完成所有模型的权重绘制，其流程图如图3所示，其示例图如图4所示；

5)全选所有模型在修改器选项里添加遮罩修改器并添加群组；

具体流程为：在Blender软件视图显示窗口(5)中选择全部模型，然后在物体交互模式(1)中选择进入物体模式，在属性面板(4)中选择选择修改器(7)后添加遮罩修改器(8)，并在添加完成遮罩修改器(8)底下的顶点组(9)中选择群组，其流程图如图5所示，其示例图如图6所示；

6)按照项目施工分区图拆分为多个独立的施工段模型，并将各个施工段模型对应施工分区图命名并归类；

具体流程为：在Blender软件视图显示窗口(5)中选择一个阶段模型，然后在物体交互模式(1)中选择进入编辑模式，按快捷键K调出切割工具再按C快捷键选择穿透模式，使用切割工具线(10)，按照施工分区图边界切割模型，按住左键框选拆分模型范围(11)，按快捷键P进行分离模型 (12)，结合施工分区图重复上述步骤完成剩余模型拆分，其流程图如7所示，施工分区图如图8所示，其示例图如9和图10所示；

7)定义时间线的时间帧单位，拟定单位帧/天；

8)根据已编排好的施工进度计划换算帧数后，定义项目开始和完成时间，对照各个施工分区的开始和结束时间绑并定到已拆分的施工模型上；

具体流程为：根据施工总进度计划换算各分区工作的帧数，以帧/天换算，如图12所示，在时间线面板(6)，右上角定义进度开始和结束时间对应帧数，如图12中开始和结束时间为1和509，选择一个分区模型(13)，将时间线调至对应开始位置，如图12中开始时间(14)为97，在遮罩修改器(8)中阈值比例(16)改为1，按I快捷键记录关键帧，再将时间线调至对应结束位置，如图13开始时间(14)为154，在遮罩修改器(8)中阈值比例(16)改为0，按I快捷键记录关键帧，重复上述步骤完成剩余模型时间线的挂接，其流程图如11所示，其示例图如13所示；

9)输出进度模拟的动画并导入Adobe Aftereffect后期软件中加上日期参数后导出完整4D施工模拟动画；

具体流程为：在Blender软件视图显示窗口(5)中按下F12快捷键渲染整个施工模拟动画导出MP4，在Aftereffect软件项目面板(17)中空白处右键新建一个合成并双击打开，项目面板(17)中空白处右键导入施工模拟动画并拖动至合成面板(18)下，在合成面板(18)空白处右键新建一个调整图层，在效果面板(19)中选择编号效果拖动至调整图层上，在效果控件(20)中选择长日期类型，并放置长日期到预览窗口(21)中，在合成面板(18)中选择数值/位移/随机最大选项，按照总进度开始和结束时间对应匹配上日期并记录关键帧，如本项目开始时间为2021-05-25，对应帧数为1帧，结束时间为2022-10-15，对应帧数为509，匹配完成后按Ctrl+M 快捷键导出视频，其流程图如14所示，其示例图如15所示

10)定期航拍项目实际形象进度以及收集现场实际完成数据，通过对比计划进度与实际进度，及时纠偏，制定纠偏措施；

11)若原总计划进度需调整施工进度模拟动画，则重复步骤8)～步骤 10)。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立项目各阶段BIM模型；

2)将各阶段BIM模型导入到Blender模型中；

3)将Blender模型按专业或阶段整理分类；

4)在Blender模型权重模式下，定义模型权重变化方向；

5)将Blender模型添加遮罩修改器并添加群组；

6)按照项目施工分区图拆分为多个独立的施工段模型，并命名归类；

7)定义时间线的时间帧单位；

8)根据已编排好的施工进度计划换算帧数后，定义项目开始和完成时间，对照各个施工分区的开始和结束时间绑并定到已拆分的施工段模型上；

9)输出进度模拟的动画并导入Adobe Aftereffect后期软件中添加日期参数后导出完整4D施工模拟动画；

10)定期航拍和收集实际进度数据，比对与施工进度模拟计划差异，制定相应的管控措施；

11)若原计划进度需调整，则重复步骤8)～10)。

2.根据权利要求1所述的基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其特征在于，步骤4)进一步包括以下步骤：

41)选择Blender模型，进入权重绘制模式；

42)选择梯度渐变工具；

43)切换到正视图，从下往上绘制渐变线，使模型从下往上呈现渐变颜色；

44)重复步骤41)～43)，定义完成所有模型权重变化方向。

3.根据权利要求1所述的基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其特征在于，步骤5)进一步包括以下步骤：

51)全选所有模型；

52)在修改器面板中选择添加遮罩修改器；

53)选择遮罩修改器中的顶点组群组；

54)拖动遮罩修改器中的阈值，调试模型从下往上生成直至完成。

4.根据权利要求1所述的基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其特征在于，步骤6)进一步包括以下步骤：

61)选择模型进入编辑模式；

62)调出切割工具，选择穿透模式，按照分区图边界切割模型；

63)框选需要拆分的模型；

64)将框选的模型拆分出来；

65)重复步骤61)～64)完成剩余模型拆分。

5.根据权利要求1所述的基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其特征在于，步骤8)进一步包括以下步骤：

81)施工总进度计划各项工作的帧数换算，以帧/天为单位换算；

82)调出时间线面板，输入项目开始和结束帧数；

83)选择一个分区模型，将时间线调至对应开始位置，在遮罩修改器将阈值改为0，记录关键帧；

84)再将时间线调至对应结束位置，在遮罩修改器将阈值改为1，记录关键帧；

85)重复步骤81)～84)完成剩余模型时间线的挂接。

6.根据权利要求1所述的基于Blender+BIM+无人机的施工进度模拟与管控方法，其特征在于，步骤9)进一步包括以下步骤：

91)在Blender软件中渲染整个施工模拟动画并导出MP4或png序列；

92)在Adobe Aftereffect后期软件项目面板中新建一个合成并双击打开；

93)将施工模拟动画导入Adobe Aftereffect后期软件中并拖动至合成面板下；

94)在合成面板下新建一个调整图层；

95)在效果面板中选择编号效果拖动至调整图层上；

96)在效果控件中选择长日期类型，并放置日期到视图中；

97)在合成面板中选择随机虽大位置选项；

98)按照总进度开始和结束时间对应匹配上日期并记录关键帧；

99)导出视频。

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