CN109886868A - 基于增强现实的便携式工程bim模型投影装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置及方法，涉及增强现实技术领域，包括获取二维图像的图像采集器、中央处理器和存储器；二维图像包括纸质二维工程图纸或二维码；接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；后台服务器存储有比对图纸，比对图纸与图像匹配代码存在一一对应的映射关系；后台服务器将相应的BIM模型通过互联网和网络接口推送至存储器；存储器将BIM模型推送至中央处理器；中央处理器将BIM模型推送至微型投影仪。本发明将BIM建筑信息模型技术、AR增强现实技术与投影技术相结合，解决了BIM模型画面共享的难题。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置及方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：BIM技术即建筑信息模型，基于三维的BIM技术可以很好地表现出工程空间相对位置关系；AR技术即增强现实技术具有将虚拟世界与现实世界相结合的能力。通过AR技术与BIM技术结合，可使BIM模型与二维图纸联动展示，对工程方案的设计、校核、审查将带来极大便利，目前常用的二者结合的技术是采用便携式增强现实眼镜或带摄像头的手持设备，通过上述设备的图像采集装置(如摄像头)，对二维工程图纸进行图像采集，随后在数据库中进行比对，并将匹配好的BIM三维模型展示在增强现实眼镜或手持设备的屏幕上，为使用者呈现工程三维图像；增强现实体感操作目前常用的是采用体感设备，采集操作者对应的手势动作。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)无论是使用增强现实眼镜还是使用带摄像头的手持设备，使用者都无法将自己所看到的画面共享给他人；
(2)由于便携式增强现实眼镜或带摄像头的手持设备屏幕的尺寸限制，虽然可通过缩放模型查看细节，但是细节和整体查看无法兼顾；
(3)便携式增强现实眼镜或带摄像头的手持设备均可归为可穿戴设备类，会占用使用者部分肢体，如增强现实眼镜会占用使用者双眼使其难以分神与他人交流，手持设备会占用使用者双手，在需要比对BIM模型、查看二维图纸、在图纸上批注以及与他人共同讨论设计方案时难以兼顾。
(4)体感设备目前市场价格较高，体积较大，采用体感设备实现手势互动会严重影响产品价格竞争力以及产品便携性。
解决上述技术问题的难度和意义：
通过本发明，将BIM建筑信息模型技术、AR增强现实技术与投影技术相结合，解决了BIM模型画面共享的难题，可不受任何屏幕限制通过本发明的设备任意调节BIM模型大小，细节与整体全面掌握；通过投影，方案讨论仅需一张桌子，摆上二维工程图纸以及本发明，即可随时切换二、三维工程形象，为工程设计、校核、审查以及专家会商提供了极大的帮助；通过在图纸上的打印出的虚拟按键，用手指遮挡相应虚拟按键，基于摄像头及影像识别算法实现相应旋转、缩放、切换模型功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置及方法；该基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置及方法将BIM建筑信息模型技术、AR增强现实技术与投影技术相结合，解决了BIM模型画面共享的难题。
本发明的第一目的是提供一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置，至少包括：
获取二维图像的图像采集器，上述二维图像包括纸质二维工程图纸或二维码；
中央处理器，接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；上述后台服务器存储有比对图纸，上述比对图纸与上述图像匹配代码存在一一对应的映射关系；
存储器；上述后台服务器将相应的BIM模型通过互联网和网络接口推送至存储器；存储器将BIM模型推送至中央处理器；
微型投影仪，上述中央处理器将BIM模型推送至微型投影仪。
进一步，还包括发声器，上述后台服务器还存储有与每个BIM模型对应的相关信息，上述相关信息包括：模型简介的音频信息；中央处理器从后台服务器提取BIM模型的相关信息，并推送至发声器。
本发明的第二目的是提供一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影方法，至少包括如下步骤：
S101、利用图像采集器对纸质二维工程图纸或二维码进行图像采集；
S102、中央处理器接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；
S103、后台服务器将图像匹配代码与比对图纸进行比对，比对成功后，则执行S104，否则终止；
S104、后台服务器将相应的BIM模型依次通过互联网和网络接口推送至存储器；
S105、中央处理器从存储器中提取BIM模型，并将BIM模型推送至微型投影仪进行三维演示。
本发明的第三目的是提供一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影方法，至少包括如下步骤：
S201、利用图像采集器对纸质二维工程图纸或二维码进行图像采集；
S202、中央处理器接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；
S203、后台服务器将图像匹配代码与比对图纸进行比对，比对成功后，则执行S204，否则终止；
S204、后台服务器将相应的BIM模型和相关信息依次通过互联网和网络接口推送至存储器；
S205、中央处理器从存储器中提取BIM模型，并将BIM模型推送至微型投影仪进行三维演示，将相关信息推送至发声器进行播报。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明将BIM建筑信息模型技术、AR增强现实技术与投影技术相结合，解决了BIM模型画面共享的难题，可不受任何屏幕限制通过本发明的设备任意调节BIM模型大小，细节与整体全面掌握；本发明结构简洁、易于操作、便于携带、试用场合广，方案讨论仅需现场有摆放二维工程图纸的平面即可，可以是墙也可以是桌子，通过投影，摆上二维工程图纸以及本发明，即可随时切换二、三维工程形象，为工程设计、校核、审查以及专家会商提供了极为直观的方案展示平台。
附图说明
图1为本发明优选实施例的结构框图。
图2为本发明优选实施例中二维图纸扫描时的结构图；
图3为本发明优选实施例中三维结构图演示时的结构图。
其中：1、图像采集器；2、微型投影仪；3、状态显示灯；4、存储器；5、转动轴；6、USB接口；7、充电插孔；8、二维工程图纸；9、BIM模型。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，现展示部分内容，例举说明具体的实施方法(不限于)，详细说明如下：
随着计算机软硬件技术的发展，虚拟现实技术、增强现实技术逐渐普及，可实现AR应用的软件产品也有很多，比如知名的Unreal Engine4、Unity3D等；BIM建筑信息模型中的三维建模软件经过二十余年的发展也较为成熟，其中有代表性的如Autodesk的Revit、Bentley的AECOsim Building Designer、达索公司的Catia等。
主要方案和效果描述部分：
请参阅图1至图3，一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置，包括图像采集器1、微型投影仪2、状态显示灯3、存储器、发声器4、中央处理器、网络接口、后台服务器、电源模块、转动轴5、USB接口6、充电插孔7、二维工程图纸8、BIM模型9；其中：
图像采集器用于获取二维图像，上述二维图像包括纸质二维工程图纸或二维码；
中央处理器用于接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；上述后台服务器存储有比对图纸，上述比对图纸与上述图像匹配代码存在一一对应的映射关系；
上述后台服务器将相应的BIM模型通过互联网和网络接口推送至存储器；存储器将BIM模型推送至中央处理器；
微型投影仪用于将BIM模型进行投影展示，上述中央处理器将BIM模型推送至微型投影仪。
发声器，上述后台服务器还存储有与每个BIM模型对应的相关信息，上述相关信息包括：模型简介的音频信息；中央处理器从后台服务器提取BIM模型的相关信息，并推送至发声器。
本发明将增强现实(AR——Argument Reality)技术应用到便携式工程BIM(Building Information Modeling)模型投影装置中，通过对现实纸质二维工程图纸或二维码的图像采集，将采集的图像与后台服务器存储的图纸进行比对，自动匹配成功后，通过网络接口通过互联网从服务器提取相应BIM模型、工程简介，随后在该装置中央处理器中进行图像转化形成三维影像，将影像通过微型投影仪直接显示在纸质二维工程图纸或二维码上，并通过发声器播放工程简介、BIM构件名称及描述，通过手势与图像采集器的互动可实现对BIM模型的操作(如旋转、缩放、切换模型等)，通过自带的电源模块保证该装置的便携性；由此实现了纸质二维工程图纸或二维码与三维BIM模型图像的关联，同时收听项目简介、BIM模型简介，进一步加深对工程的理解，通过该***可实现在制造车间、施工现场、设计报告会等多种复杂场景随时完成项目汇报、工程交底工作，克服了现有工程汇报模式的局限性，提高了工程的沟通效率。
优选的，所述手势与图像采集器的互动包括通过图像采集器识别用户的手势来实现BIM模型的旋转、缩放、切换模型、模型构件选择功能。
优选的，所述存储器可包括该设备内置存储器以及外接USB存储器。
优选的，所述电源模块可包括可更换电池供电、内置可充电电池供电以及外接电源供电形式。
优选的，所述BIM模型可存储于该设备本身之存储器也可存储于后台服务器之存储器。
优选的，所述发声器可在投影BIM模型时播放该工程总体简介，也可在用户点击BIM模型构件时播放构件简介。
优选的，所述网络接口可以是无线网络、有线网络或者3G/4G/5G运营商移动网络。
本发明的另一目的在于提供该投影设备的基本设计理念，将微型投影、图像采集器整合到一个相对底座可旋转角度的头部，便于设备捕捉二维工程图纸以及调整投影BIM模型的角度。
通过Unity3D以及Unity3D增强现实插件Vuforia相结合，建立BIM模型与二维工程图纸的关联，整合必要的工程简介、描述等，将整合后的BIM模型、二维工程图纸、属性信息等对应关系等发布为软件并上传至后台服务器中，通过对现实纸质二维工程图纸或二维码的图像采集，将采集的图像与后台服务器存储的图纸进行比对，自动匹配成功后，通过网络接口通过互联网从服务器提取相应BIM模型、工程简介，随后在该装置中央处理器中进行图像转化形成三维影像，将影像通过微型投影仪直接显示在纸质二维工程图纸或二维码上，并通过发声器播放工程简介、BIM构件名称及描述，通过手势与图像采集器的互动可实现对BIM模型的操作(如旋转、缩放、切换模型等)，通过自带的电源模块保证该装置的便携性。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的一切变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (4)
1.一种基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置，其特征在于，至少包括：
获取二维图像的图像采集器，上述二维图像包括纸质二维工程图纸或二维码；
中央处理器，接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；上述后台服务器存储有比对图纸，上述比对图纸与上述图像匹配代码存在一一对应的映射关系；
存储器；上述后台服务器将相应的BIM模型通过互联网和网络接口推送至存储器；存储器将BIM模型推送至中央处理器；
微型投影仪，上述中央处理器将BIM模型推送至微型投影仪。
2.根据权利要求1所述基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置，其特征在于，还包括发声器，上述后台服务器还存储有与每个BIM模型对应的相关信息，上述相关信息包括：模型简介的音频信息；中央处理器从后台服务器提取BIM模型的相关信息，并推送至发声器。
3.一种如权利要求1所述基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
S101、利用图像采集器对纸质二维工程图纸或二维码进行图像采集；
S102、中央处理器接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；
S103、后台服务器将图像匹配代码与比对图纸进行比对，比对成功后，则执行S104，否则终止；
S104、后台服务器将相应的BIM模型依次通过互联网和网络接口推送至存储器；
S105、中央处理器从存储器中提取BIM模型，并将BIM模型推送至微型投影仪进行三维演示。
4.一种如权利要求2所述基于增强现实的便携式工程BIM模型投影装置的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
S201、利用图像采集器对纸质二维工程图纸或二维码进行图像采集；
S202、中央处理器接收图像采集器推送的二维图像，并根据二维图像生产图像匹配代码，通过网络接口和互联网将图像匹配代码推送至后台服务器；
S203、后台服务器将图像匹配代码与比对图纸进行比对，比对成功后，则执行S204，否则终止；
S204、后台服务器将相应的BIM模型和相关信息依次通过互联网和网络接口推送至存储器；
S205、中央处理器从存储器中提取BIM模型，并将BIM模型推送至微型投影仪进行三维演示，将相关信息推送至发声器进行播报。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190614 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |