[发明专利]基于建筑信息模型的预制装配式结构施工虚拟实训系统和方法

权利要求书

1.一种基于建筑信息模型的预制装配式结构施工系统，其特征在于：包括融合混合现实技术的智能眼镜，系统中输入有虚拟装配式建筑施工的虚拟施工录像A和录制的现实装配式建筑施工的实际施工录像B，

所述智能眼镜具有用于播放虚拟施工录像A的左镜片和用于播放实际施工录像B的右镜片；

混合现实技术配套外设手持控制器，用于控制智能眼镜的信息和录像播放和显示；

动作传感器，用于把实训者的动作投射到混合现实设备配套的预制装配式建筑施工软件营造的虚拟世界当中；

追踪系统，用于将实训者的操作信息反馈到建筑信息模型和虚拟施工录像中。

2.一种基于建筑信息模型的预制装配式结构施工虚拟实训方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、建立预制装配式建筑的三维信息模型；

S2、利用三维信息模型、4D技术建立装配式建筑的虚拟施工录像A，将信息传输到智能眼镜左眼镜片，并通过手持控制器控制播放和显示；

S3、拍摄预制装配式建筑的实际施工录像B，与虚拟施工录像A过程一一对应，将信息传输到智能眼镜右眼镜片，并通过手持控制器控制播放和显示；

S4、利用虚拟现实开发软件，开发与混合现实设备配套的预制装配式结构虚拟施工软件，包括各类预制装配式构件，实现预制装配式结构吊装施工交互式操作功能，按照设定的流程逐步实现构件吊装、临时固定、灌浆施工、叠合层施工、支撑架施工、外脚手架施工等预制装配式建筑全过程虚拟施工操作；

S5、利用手持控制器上的控制按钮，首先在智能眼镜中控制播放实际施工录像B，让学习者通过录像了解施工过程；然后，同时控制播放虚拟施工录像A和实际施工录像B，实际施工录像B中施工某一构件时，在虚拟施工录像A中同步显示，并同时在建筑信息模型中亮显；

S6、实训者通过手持控制器在虚拟施工软件营造的虚拟施工现场进行装配式结构施工操作的同时，能选择在智能眼镜中播放虚拟施工录像A和实际施工录像B，在施工录像的指导下实训者完成虚拟施工操作；

S7、通过追踪系统将实训者的操作信息反馈到建筑信息模型和虚拟施工录像中，相对应的构件亮显并播放相应构件的施工录像；操作与录像中的施工流程和方法一致时，建筑信息模型中对应的构件绿色闪烁，提示正确，依次施工下一个构件；不一致时，建筑信息模型中对应的构件红色闪烁，报错，并提示受训人员修正并重新操作，直至正确为止，开始下一构件施工；

S8、完成一个构件的施工后，依次完成结构的每一个构件的施工，直至完成。

3.根据权利要求2所述的一种基于建筑信息模型和混合现实技术的预制装配式结构施工虚拟实训方法，其特征在于：受训者能选择某一个单独的构件进行施工模拟；通过控制器在虚拟环境中选择某一个构件后，信息反馈给建筑信息模型，在信息模型中亮显该构件，让受训者了解构件在结构中的相关信息，然后控制同步播放该构件施工的虚拟施工录像A和实际施工录像B，受训者边看录像边实训，并通过追踪系统将实训者的操作信息反馈到建筑信息模型和虚拟施工录像中，操作与录像中的施工流程和方法一致时，建筑信息模型中对应的构件绿色闪烁，提示正确；不一致时，建筑信息模型中对应的构件红色闪烁，报错，并提示受训人员修正并重新操作，直至完成。

4.根据权利要求2所述的一种基于建筑信息模型和混合现实技术的预制装配式结构施工虚拟实训方法，其特征在于：虚拟施工录像A和实际施工录像B实时指导虚拟现实施工操作，并建立构件对应关系，按照录像中的操作方法完成虚拟现实施工操作才能进行下一个构件施工。