CN116681404A - 一种基于全景vr的数字化工程监理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及VR现场全景查看和管理领域，尤指一种基于全景VR的数字化工程监理方法及其系统，包括：控制模块、图像采集模块和VR模块，图像采集模块包括：摄像头和无人机，所述摄像头设置在无人机上；控制模块用于控制无人机飞行姿态和摄像头视角的调整；VR模块包括：模型搭建单元，用于搭建目标建筑的VR初始模型；渲染交互单元，用于对所述VR初始模型进行场景渲染及交互功能设置，生成目标建筑的VR模型；信号处理单元，用于将所述图像数据与所述VR模型结合，生成全景图像数据；全景显示单元，用于根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。本发明可以对建筑工地进行全景检验,同时，方便客户对建筑交付质量进行三维全景查看。
Description
技术领域
本发明涉及VR现场全景查看和管理领域，尤指一种基于全景VR的数字化工程监理方法及其系统。
背景技术
在建筑工程中，建设施工现场受到材料、人员操作行为、施工机械以及施工环境等诸多因素的影响,同时由于施工过程中隐蔽检查的项目多，使得建设施工现场容易存在质量隐患；因此，需要监理人员在建筑施工过程中对整个建设施工现场进行监督和管理工作，以确保工程质量和安全。 在现有技术中，监理人员需要到施工现场，通过目测的形式，对实际情况依据检验细则进行检验，实时填写检验记录，最后出具检验报告。然而，当需要检验的位置较高时，需要登高进行检测，高处作业的风险较大。
发明内容
本发明提供一种基于全景VR的数字化工程监理方法及其系统，其使得监理人员不需要登高就能对建筑工地进行全景检验，减少监理工作的风险性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于全景VR的数字化工程监理系统，包括：控制模块、图像采集模块和VR模块，所述控制模块与所述图像采集模块以及VR模块连接，
所述图像采集模块用于获取建筑工地的图像数据，其中，所述图像采集模块包括：摄像头和无人机，所述摄像头设置在所述无人机上；
所述控制模块用于控制无人机飞行姿态和摄像头视角的调整；
所述VR模块包括：
模型搭建单元，用于搭建目标建筑的VR初始模型；
渲染交互单元，用于对所述VR初始模型进行场景渲染及交互功能设置，生成目标建筑的VR模型；
信号处理单元，用于将所述图像数据与所述VR模型结合，生成全景图像数据；
全景显示单元，用于根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
进一步，所述无人机上摄像头的数量为两个，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。
进一步，控制模块包括控制单元，所述控制单元用于发出调整无人机飞行姿态和摄像头视角的控制指令。
进一步，所述控制模块设有第一无线通讯单元，所述图像采集模块设有第二无线通讯单元，所述第一无线通讯单元与第二无线通讯单元通信连接。
进一步，所述系统还包括：
用户端，用于供监理人员提交建筑工地的检验数据；
日志生成模块，用于根据所述检验数据，生成当日的工程监理日志。
进一步，所述系统还包括：
数据库，用于存储所述工程监理日志和所述全景图像数据。
进一步，所述数据库包括：
暂存数据库，用于在建设项目结束前存储工程监理日志和所述全景图像数据；
存档数据库，用于在建设项目结束后存储工程监理日志和所述全景图像数据。
进一步，所述图像采集模块还包括：移动机器人，所述移动机器人设有两个摄像头，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。
进一步，所述移动机器人设有传感器模块，所述传感器模块用于检查建筑工地的空气质量。
一种基于全景VR的数字化工程监理方法，所述基于全景VR的数字化工程监理方法应用于如以上所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，所述基于全景VR的数字化工程监理方法包括以下步骤：
获取建筑工地的图像数据；
将所述图像数据处理成全景图像数据；
根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
本发明的有益效果在于：
1.本发明通过无人机上的摄像头采集高处建筑物的视频数据，通过所述VR模块将视频数据处理为全景图像，并显示该全景图像；监理人员通过所述VR模块就可以对建筑工地进行全景检验，不需要登高检验，减少监理工作的风险性。
2.本发明将所述工程监理日志和所述全景图像数据存储在数据库中，可以降低工程档案资料的后期收集、整理及管理成本,同时，方便客户对建筑交付质量进行三维全景查看。
3.本发明根据用户端提交的建筑工地检验数据，自动生成当日的工程监理日志；不需要人工手动编辑日志，效率高，而且不容易出错。 4.本发明通过控制模块操控无人机，并通过无人机上的摄像头为VR模块提供视频素材，实现无人机视频观感和无人机操作的进步，提高用户体验。
附图说明
图1 是本发明所述基于全景VR的数字化工程监理方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明关于一种基于全景VR的数字化工程监理方法及其系统。
本发明一实施例提供一种基于全景VR的数字化工程监理系统，包括：控制模块、图像采集模块和VR模块，所述控制模块与所述图像采集模块以及VR模块连接，
所述图像采集模块用于获取建筑工地的图像数据，其中，所述图像采集模块包括：摄像头和无人机，所述摄像头设置在所述无人机上；
所述控制模块用于控制无人机飞行姿态和摄像头视角的调整；
所述VR模块包括：
模型搭建单元，用于搭建目标建筑的VR初始模型，具体为：通过CAD软件分析目标建筑的图纸；将目标建筑的图纸导入3Dmax软件中，通过3Dmax软件搭建目标建筑的VR硬装模型；对所述VR硬装模型进行UV处理；通过3Dmax软件将UV处理后的VR硬装模型转化为可编辑多边形得到VR初始模型，并以FBX的形式导出保存于预设的文件夹内；
渲染交互单元，用于对所述VR初始模型进行场景渲染及交互功能设置（具体包括：通过UE4渲染引擎创建文件夹，并将所述VR初始模型模型导入UE4渲染引擎；通过UE4渲染引擎编辑并调节所述VR初始模型的相关属性，所述相关属性包括位置属性及碰撞属性；通过UE4渲染引擎对所述VR初始模型进行材质贴图处理；通过UE4渲染引擎对所述VR初始模型进行灯光渲染及光照烘焙），生成目标建筑的VR模型；
信号处理单元，用于将所述图像数据与所述VR模型结合，生成全景图像数据；
全景显示单元，用于根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
在上述方案中，通过无人机上的摄像头采集高处建筑物的视频数据，通过所述VR模块将视频数据处理为全景图像，并显示该全景图像；监理人员通过所述VR模块就可以对建筑工地进行全景检验，不需要登高检验，减少监理工作的风险性。另外，通过控制模块操控无人机，并通过无人机上的摄像头为VR模块提供视频素材，实现无人机视频观感和无人机操作的进步，提高用户体验。
需要说明的是，VR即Virtual Reality（虚拟现实）的缩写，VR全景是一种新型的视觉展示技术，通过拍摄构建一个三维的模拟环境，让浏览者通过网络即可获得三维立体的空间感觉，犹如身在其中，观赏者可以对图像进行调整，放大缩小移动观看等操控，再通过深入的编程，还可以实现场景中的热点连接,多个场景之间的虚拟漫游，雷达方位导航等功能，让人们在各个场景中随意走动，清清楚楚观看到其中每一处的细节。
进一步地，所述无人机上摄像头的数量为两个，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。
进一步地，控制模块包括控制单元，所述控制单元用于发出调整无人机飞行姿态和摄像头视角的控制指令。
进一步地，所述控制模块设有第一无线通讯单元，所述图像采集模块设有第二无线通讯单元，所述第一无线通讯单元与第二无线通讯单元通信连接。
进一步地，所述系统还包括：
用户端，用于供监理人员提交建筑工地的检验数据；
日志生成模块，用于根据所述检验数据，生成当日的工程监理日志；
在上述方案中，所述日志生成模块根据用户端提交的建筑工地检验数据，自动生成当日的工程监理日志；不需要人工手动编辑日志，效率高，而且不容易出错。
需要说明的是，监理日志是监理工程师实施监理活动的原始记录，是执行监理委托合同、编制监理竣工文件和处理索赔、延期、变更的重要资料；是分析工程质量问题的重要的，最原始、最可靠的材料；也是工程监理档案的最基本的组成部分。监理日志应该真实、准确、全面地记录与工程进度、质量、安全相关的问题，用词要准确、严谨、规范。把所发生的问题以及解决途径、方法记录下来，这样不仅便于查找，也有利于业主和主管部门更全面地了解监理工作内容与监理工作业绩。
进一步地，所述系统还包括：
数据库，用于存储所述工程监理日志和所述全景图像数据；此处限定的目的在于，将所述工程监理日志和所述全景图像数据存储在数据库中，可以降低工程档案资料的后期收集、整理及管理成本,同时，方便客户对建筑交付质量进行三维全景查看。
进一步地，所述数据库包括：
暂存数据库，用于在建设项目结束前存储工程监理日志和所述全景图像数据；
存档数据库，用于在建设项目结束后存储工程监理日志和所述全景图像数据；
在本实施例中，在建设项目结束前采用暂存数据库存储工程监理日志和所述全景图像数据，可以高速地实现工程监理日志和所述全景图像数据的增删改查；在建设项目结束后采用存档数据库来长期的存储工程监理日志和所述全景图像数据，可以储存大量的数据且方便对工程建设项目信息进行集中管理和维护。
进一步地，所述图像采集模块还包括：移动机器人，所述移动机器人设有两个摄像头，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频；此处限定的目的在于，通过所述移动机器人上的两个摄像头可以实现在室内（地面）获取建筑工地的图像数据；满足不同场景的工程监理需求。
进一步地，所述移动机器人设有传感器模块，所述传感器模块用于检查建筑工地的空气质量。
本发明另一实施例提供一种基于全景VR的数字化工程监理方法，所述基于全景VR的数字化工程监理方法应用于基于全景VR的数字化工程监理系统，
所述基于全景VR的数字化工程监理系统，包括：控制模块、图像采集模块和VR模块，所述控制模块与所述图像采集模块以及VR模块连接，
所述图像采集模块用于获取建筑工地的图像数据，其中，所述图像采集模块包括：摄像头和无人机，所述摄像头设置在所述无人机上；
所述控制模块用于控制无人机飞行姿态和摄像头视角的调整；
所述VR模块包括：
模型搭建单元，用于搭建目标建筑的VR初始模型，具体为：通过CAD软件分析目标建筑的图纸；将目标建筑的图纸导入3Dmax软件中，通过3Dmax软件搭建目标建筑的VR硬装模型；对所述VR硬装模型进行UV处理；通过3Dmax软件将UV处理后的VR硬装模型转化为可编辑多边形得到VR初始模型，并以FBX的形式导出保存于预设的文件夹内；
渲染交互单元，用于对所述VR初始模型进行场景渲染及交互功能设置（具体包括：通过UE4渲染引擎创建文件夹，并将所述VR初始模型模型导入UE4渲染引擎；通过UE4渲染引擎编辑并调节所述VR初始模型的相关属性，所述相关属性包括位置属性及碰撞属性；通过UE4渲染引擎对所述VR初始模型进行材质贴图处理；通过UE4渲染引擎对所述VR初始模型进行灯光渲染及光照烘焙），生成目标建筑的VR模型；
信号处理单元，用于将所述图像数据与所述VR模型结合，生成全景图像数据；
全景显示单元，用于根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
在上述方案中，通过无人机上的摄像头采集高处建筑物的视频数据，通过所述VR模块将视频数据处理为全景图像，并显示该全景图像；监理人员通过所述VR模块就可以对建筑工地进行全景检验，不需要登高检验，减少监理工作的风险性。另外，通过控制模块操控无人机，并通过无人机上的摄像头为VR模块提供视频素材，实现无人机视频观感和无人机操作的进步，提高用户体验。
需要说明的是，VR即Virtual Reality（虚拟现实）的缩写，VR全景是一种新型的视觉展示技术，通过拍摄构建一个三维的模拟环境，让浏览者通过网络即可获得三维立体的空间感觉，犹如身在其中，观赏者可以对图像进行调整，放大缩小移动观看等操控，再通过深入的编程，还可以实现场景中的热点连接,多个场景之间的虚拟漫游，雷达方位导航等功能，让人们在各个场景中随意走动，清清楚楚观看到其中每一处的细节。
进一步地，所述无人机上摄像头的数量为两个，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。控制模块包括控制单元，所述控制单元用于发出调整无人机飞行姿态和摄像头视角的控制指令。所述控制模块设有第一无线通讯单元，所述图像采集模块设有第二无线通讯单元，所述第一无线通讯单元与第二无线通讯单元通信连接。
进一步地，所述系统还包括：用户端，用于供监理人员提交建筑工地的检验数据；日志生成模块，用于根据所述检验数据，生成当日的工程监理日志；在上述方案中，所述日志生成模块根据用户端提交的建筑工地检验数据，自动生成当日的工程监理日志；不需要人工手动编辑日志，效率高，而且不容易出错。
进一步地，所述系统还包括：数据库，用于存储所述工程监理日志和所述全景图像数据；此处限定的目的在于，将所述工程监理日志和所述全景图像数据存储在数据库中，可以降低工程档案资料的后期收集、整理及管理成本,同时，方便客户对建筑交付质量进行三维全景查看。
进一步地，所述数据库包括：暂存数据库，用于在建设项目结束前存储工程监理日志和所述全景图像数据；存档数据库，用于在建设项目结束后存储工程监理日志和所述全景图像数据；在本实施例中，在建设项目结束前采用暂存数据库存储工程监理日志和所述全景图像数据，可以高速地实现工程监理日志和所述全景图像数据的增删改查；在建设项目结束后采用存档数据库来长期的存储工程监理日志和所述全景图像数据，可以储存大量的数据且方便对工程建设项目信息进行集中管理和维护。
所述图像采集模块还包括：移动机器人，所述移动机器人设有两个摄像头，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。所述移动机器人设有传感器模块，所述传感器模块用于检查建筑工地的空气质量。
所述基于全景VR的数字化工程监理方法包括以下步骤：
获取建筑工地的图像数据，具体为：通过所述图像采集模块获取建筑工地的图像数据；
将所述图像数据处理成全景图像数据，具体为：通过所述VR模块搭建目标建筑的VR初始模型，对所述VR初始模型进行场景渲染及交互功能设置，生成目标建筑的VR模型；将所述图像数据与所述VR模型结合，生成全景图像数据；根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像；
根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像，具体为：通过所述全景显示单元根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
本发明的有益效果在于：
1.本发明通过无人机上的摄像头采集高处建筑物的视频数据，通过所述VR模块将视频数据处理为全景图像，并显示该全景图像；监理人员通过所述VR模块就可以对建筑工地进行全景检验，不需要登高检验，减少监理工作的风险性。
2.本发明将所述工程监理日志和所述全景图像数据存储在数据库中，可以降低工程档案资料的后期收集、整理及管理成本,同时，方便客户对建筑交付质量进行三维全景查看。
3.本发明根据用户端提交的建筑工地检验数据，自动生成当日的工程监理日志；不需要人工手动编辑日志，效率高，而且不容易出错。
4.本发明通过控制模块操控无人机，并通过无人机上的摄像头为VR模块提供视频素材，实现无人机视频观感和无人机操作的进步，提高用户体验。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内 。
Claims (10)
1.一种基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，包括：控制模块、图像采集模块和VR模块，所述控制模块与所述图像采集模块以及VR模块连接，
所述图像采集模块用于获取建筑工地的图像数据，其中，所述图像采集模块包括：摄像头和无人机，所述摄像头设置在所述无人机上；
所述控制模块用于控制无人机飞行姿态和摄像头视角的调整；
所述VR模块包括：
模型搭建单元，用于搭建目标建筑的VR初始模型；
渲染交互单元，用于对所述VR初始模型进行场景渲染及交互功能设置，生成目标建筑的VR模型；
信号处理单元，用于将所述图像数据与所述VR模型结合，生成全景图像数据；
全景显示单元，用于根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
2.根据权利要求1所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，所述无人机上摄像头的数量为两个，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。
3.根据权利要求1所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，控制模块包括控制单元，所述控制单元用于发出调整无人机飞行姿态和摄像头视角的控制指令。
4.根据权利要求3所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，所述控制模块设有第一无线通讯单元，所述图像采集模块设有第二无线通讯单元，所述第一无线通讯单元与第二无线通讯单元通信连接。
5.根据权利要求1所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，还包括：
用户端，用于供监理人员提交建筑工地的检验数据；
日志生成模块，用于根据所述检验数据，生成当日的工程监理日志。
6.根据权利要求5所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，还包括：
数据库，用于存储所述工程监理日志和所述全景图像数据。
7.根据权利要求6所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，所述数据库包括：
暂存数据库，用于在建设项目结束前存储工程监理日志和所述全景图像数据；
存档数据库，用于在建设项目结束后存储工程监理日志和所述全景图像数据。
8.根据权利要求1所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括：移动机器人，所述移动机器人设有两个摄像头，两个摄像头拍摄的图像分别对应于所述VR模块的左眼视频和右眼视频。
9.根据权利要求8所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，其特征在于，所述移动机器人设有传感器模块，所述传感器模块用于检查建筑工地的空气质量。
10.一种基于全景VR的数字化工程监理方法，其特征在于，所述基于全景VR的数字化工程监理方法应用于如权利要求1-9任一项所述的基于全景VR的数字化工程监理系统，所述基于全景VR的数字化工程监理方法包括以下步骤：
获取建筑工地的图像数据；
将所述图像数据处理成全景图像数据；
根据所述全景图像数据显示建筑工地的全景图像。
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