[发明专利]一种基于bim与ar技术的可视化风险辨识方法及设备

说明书

本发明涉及工程建造技术领域，具体来说是一种基于bim与ar技术的可视化风险辨识方法及设备，通过移动端采集用户位置及用户位置处的现实影像以实时上传至后台客户端，并接受客户端所发出的反馈信息。通过后台客户端对现场进行BIM建模并实时接收移动端所采集的用户位置及用户位置处的现实影像，对现实影像进行特征识别以与预设的风险类型库进行特征相似度匹配，并向移动端发出包括BIM模型图像的反馈信息。本发明同现有技术相比，其优点在于：利用BIM与AR技术提供可视化风险辨识方案，直观快速的对风险特征进行辨识，将风险信息与预设建议的应对措施反馈给用户，第一时间告知用户，提供有力的决策支持，提升工程现场安全水平。

技术领域

本发明涉及工程建造技术领域，具体来说是一种基于bim与ar技术的可视化风险辨识方法及设备。

背景技术

AR技术(Augmented Reality，增强现实技术)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上实现虚拟世界与现实世界之间的互动。这种技术最早在1990年提出，随着随身电子产品CPU运算能力的提升，其预期增强现实的用途将会越来越广。在AR设备中，头盔式显示器(Head-mounteddisplays,简称HMD)被广泛地应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。

目前AR技术主要应用于移动应用交互，在工程实际应用中尚处于探索阶段。本申请的发明人发现，在风险识别工作中，AR与BIM技术结合有着天然的互补效应，利用BIM的三维可视化展示和模型结构化数据的特征，AR可提供带入感的反馈交互进行叠加，可提供较好的风险辨识可视化效果及预警展示。鉴于此，本申请发明人设计了一种基于bim与ar技术的可视化风险辨识方法及设备。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供基于bim与ar技术的可视化风险辨识方法及设备，对工程一线的风险源进行辨识，并利用可视化效果反馈于用户，以达到风险源快速辨识、辨识后发出危险警告，风险信息展示及提示采取措施的作用，从而确保工程一线人员在施工环境下的人身安全。

为了实现上述目的，设计一种基于bim与ar技术的可视化风险辨识方法，其特征在于所述的可视化风险辨识方法包括如下步骤：

通过移动端采集用户位置及用户位置处的现实影像以实时上传至后台客户端，并接受客户端所发出的反馈信息。

通过后台客户端对现场进行BIM建模并实时接收移动端所采集的用户位置及用户位置处的现实影像，对现实影像进行特征识别以与预设的风险类型库进行特征相似度匹配，若特征相似度达到预设的阈值，则后台客户端在BIM模型中标识出该类风险，并向移动端发出包括BIM模型图像的反馈信息。

本发明还具有如下优选的技术方案及实施步骤：

步骤a.采用真实的绝对坐标，通过后台客户端建立现场的BIM模型。

步骤b.采用机器学习模块对预设的风险特征进行学习，利用风险源图片作为训练数据源，将风险源图片的几何特征、颜色、行为状态及物理属性作为风险特征，并对应将输出变量设为风险源的类型，利用CNN神经网络对全体训练库中数据进行分类和回归分析，得出预设的风险特征和输出变量的相关性模型，并将预设的风险特征和输出变量的相关性模型存储于后台客户端的风险类型库中。

步骤c.通过移动端采集用户位置、姿态及用户位置处的现实影像并上传至后台客户端，由客户端对现实影像进行对象识别与边缘提取，并将提取得到的特征与风险类型库中预设的风险类型进行匹配，若匹配度大于预设阈值，则判定现实影像中的识别对象为该类风险。

步骤d1.若用户位置处的现实影像中存在风险特征，则通过用户实际定位在BIM模型中所处的绝对位置，结合AR技术的api接口的目标追踪算法，用3D引擎渲染被摄图像上的风险特征，并且把增加的虚拟信息姿态根据估计出的实际对象的姿态矩阵进行变换。