CN115984480A - 一种基于bim与mr的地下管线巡检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM与MR的地下管线巡检方法，具体包括以下六个步骤：根据管线的图纸建立地下管线BIM模型；在Unity3D中进行MR场景的适配并导入BIM模型，混合现实开发完成后将工程打包发布至MR设备中；在后台服务器中导入巡检人员信息，并对人员权限进行划分与限定；巡检人员在MR设备中登录账号并调出巡检现场管线模型；巡检人员通过MR设备查看目标管线模型、基础信息与实时状态等相关信息；根据MR设备中的指令和提示完成巡检，将结果在MR设备中上传至后台服务器，后台对巡检人员的操作进行验收并储存记录。本发明通过混合现实技术实现在地面以上进行地下管线的巡检，保障了巡检人员的安全，实现了整个巡检流程可视化、规范化、高效化。
Description
技术领域
本发明涉及地下管线巡检领域，特别涉及一种基于BIM与MR的地下管线巡检方法。
背景技术
地下管线如同人体内输送血液与营养的“血管”，作为城市的基础设施发挥着保障城市的正常运行的重要作用。随着地下管线的建设完毕，日常巡检可以及时发现不安全因素和事故隐患，有效提前阻止事故的发生。然而以传统的方式进行地下管线的巡检，常有如下一些问题：巡检人员安全无法保障，安全事故频发；极易出现如漏检、错检、重检等疏漏；巡检人员在巡检过程中的工作质量难以保证；管线信息、历史数据等内容无法做到高效便捷查询；对管线、阀门等进行检查时，观测角度受限等。因此，极其有必要将新的技术应用至管道巡检过程，寻找一种更加安全、可视、高效、规范的巡检新方法。
BIM的简称是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)，以三维信息化模型作为基础，集成建筑项目的几何、物理、功能等相关信息的工程数据模型。MR(MixedReality，混合现实)技术是虚拟现实技术的进一步发展，在虚拟环境中融入真实的场景信息，为使用者、真实世界与虚拟世界搭建起能够交互反馈的桥梁。将BIM与MR进行结合，应用至地下管线的巡检过程中，巡检人员通过MR设备呈现的管线BIM模型以及真实场景，实现免开盖穿透式地下管线的巡检，可以有效减少巡检事故以及疏漏的产生，提高管网巡检的效率。
发明内容
为实现在巡检时在地面以上查看地下管线的相关信息、运转情况，本发明通过将BIM技术与MR技术相结合，提出了一种基于BIM与MR的地下管线巡检方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：根据管线的图纸，进行地下管线BIM模型的建立；
步骤2：在Unity3D中进行MR场景的适配并将BIM模型导入，混合现实开发完成后将工程打包发布至MR设备中；
步骤3：在后台服务器中导入巡检人员信息，并对人员权限进行划分与限定；
步骤4：巡检人员在MR设备中登录账号并调出巡检现场管线模型；
步骤5：巡检人员通过MR设备在地面以上即可查看目标管线模型、基础信息与实时状态等相关信息；
步骤6：根据MR设备中的指令和提示完成巡检，将结果在MR设备中上传至后台服务器，后台对巡检人员的操作进行验收并储存记录。
进一步，在步骤1中，在Revit中搭建出基本的模型并赋予不同类型管线对应的材质与颜色，导入Navisworks中进行轻量化和材质的处理，确保在MR设备中的模型的轻量化和模型的真实感。
进一步，在步骤2中，使用MRTK工具包在Unity3D中进行MR场景的适配，并将BIM模型导入Unity3D中，对管井模型进行半透明化处理，以便能够直接透视看到管井内部；在Unity3D中设置可供巡检人员交互操作的UI面板。
进一步，在步骤3中，在后台服务器中录入、储存以及管理巡检人员的信息，对人员的权限进行划分与限定，并确保各个巡检人员的信息对应唯一的身份编码。
进一步，在步骤4中，巡检人员佩戴MR设备并登录其个人账号，通过巡检现场管井的身份标识来获取相应的权限及巡检任务，调取所需巡检区域的管线模型，无需调出所有的管线模型。
进一步，在步骤5中，巡检人员通过MR设备中的UI界面，选择管线模型的显隐状态、管线的基础信息、历史数据以及实时状态数据等相关信息；根据MR设备中的巡检路线指引完成巡检任务；在观察模型时，可通过手势操作、语音指令等方式对管线模型进行移动、旋转、缩放等操作，以便从任意角度对所需巡检部位进行观测、检查。
进一步，在步骤6中，巡检人员在完成每个巡检任务后，MR设备便可上传检修人员的检修记录和结果至后台服务器，形成历史记录与管线数据信息。
本发明的优点及积极效果为：
通过将BIM模型数据封装至MR设备中，在地面以上通过手势、语音、眼动追踪等方式查看目标管线信息、管线透视图、管线实时状态与历史信息等内容，保障了巡检人员的安全；无需以传统纸笔记录的方式进行巡检过程及问题的记录与反馈，极大提高了工作效率与可靠度；在巡检现场通过识别目标的管井的身份标识信息，仅调出目标巡检管线的模型，而无需加载整个区域内管线模型，极大提高了设备的运行速度。
基于此，利用基于BIM与MR的地下管线巡检方法，将BIM与MR进行结合，应用至地下管线的巡检过程中，巡检人员通过MR设备呈现的管线BIM模型以及真实场景，实现免开盖穿透式地下管线的巡检。在虚拟的环境中融入真实的巡检现场信息，为巡检人员、真实世界与虚拟世界搭建起能够交互反馈的桥梁。本方法可以有效减少巡检事故以及疏漏的产生，提高管网巡检的效率。同时，本方法也为类似隐蔽工程的巡检提供了思路。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，此附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是基于BIM与MR的地下管线巡检方法流程图。
图2是按专业赋予BIM模型材质与颜色示例图。
图3是巡检流程各端口交互的框架示例图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种基于BIM与MR的地下管线巡检方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：根据管线的图纸，进行地下管线BIM模型的建立；
步骤2：在Unity3D中进行MR场景的适配并将BIM模型导入，混合现实开发完成后将工程打包发布至MR设备中；
步骤3：在后台服务器中导入巡检人员信息，并对人员权限进行划分与限定；
步骤4：巡检人员在MR设备中登录账号并调出巡检现场管线模型；
步骤5：巡检人员通过MR设备在地面以上即可查看目标管线模型、基础信息与实时状态等信息等相关信息；
步骤6：根据MR设备中的指令和提示完成巡检，将结果在MR设备中上传至后台服务器，后台对巡检人员的操作进行验收并储存记录。
进一步，在步骤1中，在Revit中搭建出基本的模型并按专业赋予不同专业管线各自的材质与颜色，如图2所示，以便在巡检时快速准确区分不同类型的管线，分别进行针对性检查；其次将管线BIM模型导入Navisworks中，为保证巡检过程中模型调取的流畅性和观察的真实性，需要进行轻量化和对材质处理，确保最终将模型打包发布至MR设备中模型的轻量化和模型的真实感。
进一步，在步骤2中，使用MRTK工具包在Unity3D中进行MR场景的适配，并将BIM模型导入Unity3D中，对管井模型进行半透明化处理，从而可以直接看到管井内部的管线及阀门；其次在Unity3D中设置可供巡检人员进行交互操作的UI面板。
进一步，在步骤3中，在后台服务器中录入、储存以及管理巡检人员的信息，对人员的权限进行划分与限定，并确保各个巡检人员的信息对应唯一的身份编码。
进一步，在步骤4中，如图3所示，巡检人员佩戴MR设备并登录其个人账号，识别巡检现场管井的身份标识，调取所需巡检区域的管线模型，后台服务器确认并开通权限以及下发巡检任务和路线，巡检人员按照指引完成巡检任务。
进一步，在步骤5中，如图3所示，巡检人员可以通过操作MR设备中的UI界面，选择管线模型的显隐状态、管线的基础信息、历史数据以及实时状态数据等相关信息；根据MR设备中的巡检路线指引完成巡检任务，能够有效避免漏检、错检、重检等问题；在观察模型时，可通过手势操作、语音指令等方式对管线模型进行移动、旋转、缩放等操作，以便从任意角度对所需巡检部位进行观测、检查。
进一步，在步骤6中，如图3所示，巡检人员在完成每个巡检任务后，通过MR设备中的面板上传巡检人员的巡检记录和结果至后台服务器，可供管理人员对巡检人员的工作情况进行查询，以及形成形成历史记录与管线数据信息。
本发明提供的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，借助Unity3D、相关BIM软件和MR设备，通过将BIM模型数据封装至MR设备中，实现免开盖穿透式地下管线巡检。在虚拟的环境中融入真实的巡检现场信息，为巡检人员、真实世界与虚拟世界搭建起能够交互反馈的桥梁。本发明保障了巡检人员的安全；且能够有效减少巡检人员漏检、错检、重检的问题，实现了整个巡检流程可视化、规范化、高效化。同时，本发明也为类似隐蔽工程的巡检提供了思路。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，该体系包括如下步骤：
步骤1：根据管线的图纸，进行地下管线BIM模型的建立；
步骤2：在Unity3D中进行MR场景的适配并将BIM模型导入，混合现实开发完成后将工程打包发布至MR设备中；
步骤3：在后台服务器中导入巡检人员信息，并对人员权限进行划分与限定；
步骤4：巡检人员在MR设备中登录账号并调出巡检现场管线模型；
步骤5：巡检人员通过MR设备在地面以上即可查看目标管线模型、基础信息与实时状态相关信息；
步骤6：根据MR设备中的指令和提示完成巡检，将结果在MR设备中上传至后台服务器，后台对巡检人员的操作进行验收并储存记录。
2.如权利要求1所述的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，在步骤1中，在Revit中搭建出基本的模型并赋予不同类型管线对应的材质与颜色，导入Navisworks中进行轻量化和材质的处理，确保在MR设备中的模型的轻量化和模型的真实感。
3.如权利要求1所述的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，在步骤2中，使用MRTK工具包在Unity3D中进行MR场景的适配，并将BIM模型导入Unity3D中，对管井模型进行半透明化处理，以便能够直接透视看到管井内部；在Unity3D中设置供巡检人员交互操作的UI面板。
4.如权利要求1所述的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，在步骤3中，在后台服务器中录入、储存以及管理巡检人员的信息，对人员的权限进行划分与限定，并确保各个巡检人员的信息对应唯一的身份编码。
5.如权利要求1所述的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，在步骤4中，巡检人员佩戴MR设备并登录其个人账号，通过巡检现场管井的身份标识来获取相应的权限及巡检任务，调取所需巡检区域的管线模型，无需调出所有的管线模型。
6.如权利要求1所述的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，在步骤5中，巡检人员通过MR设备中的UI界面，选择管线模型的显隐状态、管线的基础信息、历史数据以及实时状态数据；根据MR设备中的巡检路线指引完成巡检任务；在观察模型时，通过手势操作、语音指令对管线模型进行移动、旋转、缩放操作，从任意角度对所需巡检部位进行观测、检查。
7.如权利要求1所述的基于BIM与MR的地下管线巡检方法，其特征在于，在步骤6中，巡检人员在完成每个巡检任务后，MR设备上传检修人员的检修记录和结果至后台服务器，形成历史记录与管线数据信息。
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| CN202310045585.8A CN115984480A (zh) | 2023-01-30 | 2023-01-30 | 一种基于bim与mr的地下管线巡检方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108038917A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-15 | 上海市地下空间设计研究总院有限公司 | 基于mr或ar技术的目标观察方法及巡检系统 |
| CN115130979A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-09-30 | 杭州书微信息科技有限公司 | 一种基于mr的烟机辅助巡检装置及方法 |
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