[发明专利]基于BIM的虚拟现实展示方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及建筑信息模型领域，具体地，涉及基于BIM的虚拟现实展示方法和系统。

背景技术

BIM是Building Information Modeling的缩写，国内通常将其翻译为建筑信息模型。是一种建筑全生命周期信息化管理技术，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图五大特点。BIM是一种全新的建筑设计、施工、管理方法，以三维数字信息技术为基础，将规划、设计、建造、运营等各阶段的数据资料全部包含在3D模型之中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能根据精确完整的数据做出有效、正确的决策。

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。

传统的建筑信息展示方法有：实物展示，沙盘展示，普通基于BIM展示。

实物展示需要建筑已经建造完成，观察者可以身临其境，但是，此方法成本高，耗时长，具有单一性，对场地等要求高。

沙盘展示是通过制作理想化建造的模型，观察者通过模型来观察，此方法有很大局限性，首先，观察者只能观察到建筑的外部结构，内部的具体信息都没办法获得，其次，沙盘展示模型一般较小，外部一些细节性的信息不会被观察者得到。

当前的基于BIM技术的模型建立，模拟真实信息技术已经很成熟，但是BIM技术的展现方式还是基于单一的平面现实终端，观察者只是观察到2维的，平面的信息图像，并没办法到身临其境的感觉，并没有给观察者提供很好的感官效果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于BIM的虚拟现实展示方法和系统，以解决如下技术问题：

1)基于BIM的虚拟现实展示方法可以1:1的真实的展现建筑的结构

2)基于BIM的虚拟现实展示方法可以低成本的、短周期的完成建筑的展示

3)基于BIM的虚拟现实展示方法可以给观察者提供沉浸式的感觉，使观察者身临其境。

根据本发明提供的一种基于BIM的虚拟现实展示方法，包括如下步骤：

步骤1：生成BIM建筑模型；

步骤2：将BIM建筑模型数据传输到观察者所佩戴的显示头盔中；

步骤3：利用安装于显示头盔的传感器获取用户的观察信息，将用户的观察信息传回BIM建筑模型中，BIM建筑模型接收观察者的位置信息；

步骤4：根据观察者的观察信息更新BIM建筑模型数据，返回步骤2继续执行。

优选地，观察信息包括观察者头部姿态信息以及观察者空间位置信息，步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：通过设置于显示头盔内部的传感器B获取观察者头部姿态信息；

步骤3.2：通过设置于显示头盔外部的传感器A获取观察者空间位置信息。

优选地，步骤3.1包括如下步骤：

步骤3.1.1：传感器B为三轴陀螺仪，当显示头盔姿态发生变化时，利用三轴陀螺仪在重力力矩作用下的进给运动，获取到观察者头部姿态信息，其中，观察者头部姿态信息包括姿态变化信息；

步骤3.1.2：将姿态变化信息通过内置在显示头盔中的无线通信模块传输给电脑，电脑将姿态变化信息储存在数据库中并与BIM建筑模型进行实时匹配。

优选地，步骤3.2包括以下步骤：

步骤3.2.1：布置传感器A，其中，传感器A为物理参数完全相同的三个相机，物理参数包括：像素尺寸、焦距、分辨率；所述三个相机安放在观察者的上方，且所述三个相机之间均有间距，相机用于对空间中物体拍照，任意相邻两个相机构成一对相机组；每个相机均与电脑相连接，相机将拍摄到的图像发送到电脑；

步骤3.2.2：每个显示头盔上均有一个特征标志点；电脑对相机所拍摄图像中特征标志点进行提取匹配，根据双目视觉的原理，并利用相机间的空间位置关系，计算出显示头盔在空间中的实际位置信息作为观察者空间位置信息。

优选地，步骤3.2.2包括以下步骤：

步骤3.2.2.1：所述三个相机在装好位置后，通过相机标定的方法，获取相机之间的旋转关系R以及平移关系T；

步骤3.2.2.2：所述三个相机中每次只有一对相机工作构成相机组，获取特征标志点在图片上的坐标后，通过相机之间的旋转关系R以及平移关系T，计算出特征标志点在空间中的坐标；

步骤3.2.2.3：根据得到的特征标志点的空间坐标，计算出显示头盔在空间中的实际位置。

优选地，步骤3.2.2.2包括以下步骤：