[发明专利]基于移动增强现实技术和BIM的工程施工放样方法

说明书

本发明公开了一种基于移动增强现实技术和BIM的工程施工放样方法，包括虚拟模型和平台的准备、虚拟与施工现场坐标的转换与匹配、施工现场坐标高程实时展示与信息放置、虚拟模型的施工现场定位、施工现场的距离量测、虚拟施工辅助线的施工现场绘制、虚拟模型位置信息的存储与共享。本发明优点在于将移动增强现实技术应用于工程现场施工中，实现将虚拟模型按原设计尺寸准确放置在施工现场，提前展现工程完工后的形象，在工程施工开挖放线、坐标和高程查询、精确距离量测等各方面，起到辅助现场施工作业、加快各方对工程的理解，达到加快施工进度、节省工程施工投资目的。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，尤其是涉及基于移动增强现实技术和BIM的工程施工放样方法。

背景技术

增强现实 (英文：Augmented Reality ，简称AR) ，是一种在现实场景中叠加虚拟文字、图像、三维模型的可视化技术。随着智能手机、Ipad（笔记本电脑、平板电脑）等移动终端设备性能的提升，以及相关空间感知技术的完善，增强现实技术逐步从PC端走向移动端，从叠加简单图片、文字的二维增强现实走向感知现实三维空间，并能够在现实空间上准确放置三维虚拟模型的三维增强现实。目前，移动增强现实技术只应用在游戏和一些公共辅助服务上，且多是二维增强现实技术的应用，人们试图将移动增强现实技术与建筑信息模型(英文：Building Information Modeling，缩写：BIM)相结合应用于工程现场施工，但目前尚未见诸有关工程现场施工应用移动三维增强现实技术的报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于移动增强现实技术和BIM的工程施工放样方法，实现辅助现场施工、加快施工进度、节省投资。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述基于移动增强现实技术和BIM的工程施工放样方法，包括虚拟模型和平台的准备、虚拟与施工现场坐标的转换与匹配、施工现场坐标高程实时展示与信息放置、虚拟模型的施工现场定位、施工现场的距离量测、虚拟施工辅助线的施工现场绘制、虚拟模型位置信息的存储与共享；

所述虚拟模型和平台的准备方法为：通过将采用三维设计软件如Microstation构建的完整工程三维设计模型，以DAE格式导出到Mac系统的Scenekit三维引擎中，并采用Xcode9.0以上版本的开发工具基于Arkit接口开发系统，并安装在移动终端设备上，完成虚拟模型的准备和现场放置；

所述虚拟与施工现场坐标的转换与匹配方法，按照下述步骤进行：

步骤1、建立基于Arkit接口开发的应用系统，即：当移动终端设备在应用启动时自动建立一个虚拟坐标系，所述虚拟坐标系以应用开启时所述移动终端设备的相机所在位置为原点，以移动终端设备左右方向为X轴、以竖直方向为Y轴、以前后方向为Z轴；

步骤2、通过将带有桩点现场坐标信息的二维码贴在施工现场两个桩点上；

步骤3、将移动终端设备置于作为坐标原点的第一个所述桩点正上方近距扫描其上的二维码，获得该桩点的现场坐标系的现场坐标，并同步获取移动终端设备此时在虚拟坐标系中的虚拟坐标；通过对比该现场坐标与该虚拟坐标，修正虚拟坐标系的坐标原点位置；

步骤4、在方向修正方面，通过扫描第二个所述桩点上的二维码，获取第二个桩点的所述现场坐标系的现场坐标，和此时移动终端设备在虚拟坐标系中的虚拟坐标，然后通过几何计算获得该虚拟坐标X轴指向东西向需要旋转的角度，并对该虚拟坐标X轴进行相应角度的旋转，将虚拟坐标Z轴反转180度，从而最终完成虚拟坐标与现场坐标的匹配；