[实用新型]一种基于移动增强现实的BIM信息可视化系统

说明书

本实用新型公开了一种基于移动增强现实的BIM信息可视化系统，包括存储并管理工程数据的数据库服务器及与之无线通信的移动设备；移动设备包括处理器及均与之连接的人机交互界面、定位系统及视觉系统；定位系统用于采集移动设备的位置及姿态数据，其包括卫星定位系统和惯性测量单元；视觉系统用于采集现场图像数据，其包括视觉相机；处理器接收并处理来自定位系统和视觉系统及人机交互界面的信号，与数据库服务器进行数据交换，将BIM数据进行剖切处理后与采集的图像数据进行融合并通过人机交互界面进行显示。本实用新型可将实际施工场景与虚拟模型场景相融合，有助于提高可视化的实时性。

技术领域

本实用新型涉及一种BIM信息可视化系统，特别涉及一种基于移动增强现实的BIM信息可视化系统。

背景技术

拱坝作为水利水电工程中重要的挡水建筑物，其施工质量和进度直接影响到整个工程的建设成本和安全。高拱坝多位于高山深谷中，自然环境恶劣，且高拱坝结构复杂，施工进度受到结构形式、建筑材料、施工工艺、浇筑机械等多种因素影响。高拱坝施工工期较长，施工进度计划安排需要整合高差、温度控制、接缝灌浆、固结灌浆等不同分部工程数据，综合资源配置因素制定进度方案。拱坝工程涉及相关单位多，施工过程中将产生大量工程数据，设计和施工管理者的计划制定和决策很大程度上依赖于这些信息。

建筑信息模型(BIM)以数字形式存储和模拟建筑物的三维几何信息及附加的进度、建造过程、施工管理等信息。近年来，BIM技术被越来越多地应用在水利水电工程建设的实践中，相关成果包括：赵继伟等基于Revit平台，提出利用标准构建族库的水利工程信息模型快速建模方法并基于此开发信息模型的可视化查询系统，满足水利工程建设信息共享需求；朱茜等利用Revit+Dynamo建立参数化族库，基于拱坝主体及附属结构的参数化建模实现了根据设计变更快速修改模型及出施工图，通过监测数据库与模型的关联实现监测信息的可视化表达；王仁超等整合混凝土坝施工期有效信息，构建基于BIM的施工信息模型，并实现各方参与者的信息共享和可视化交互；潘飞等基于3DWebGIS，构建融合地理空间信息和水利工程建筑模型和信息的三维交互场景平台，实现了BIM信息和GIS信息的集成和可视化分析查询等功能；陶玉波等基于达索BIM平台，构建了饮水工程4D进度监控BIM系统，结合包含模型名称、开挖衬砌信息等BIM信息的数据库，实现了实际和计划进度信息的三维模型和图表的可视化展示。

以上相关研究成果为BIM技术在水利水电工程中的应用提供了有益探索，说明将BIM技术应用在水利水电工程的设计和施工建设中能为参建各方提供高效的信息集成和沟通平台，而BIM信息的可视化技术将BIM信息以更加直观和友好的形式展示出来，避免了传统水利工程设计施工中的信息重复处理和筛选，提高决策效率。然而已有研究中的BIM可视化展示方式存在以下不足：(1)基于某种特定平台开发的BIM系统，在信息交互式查询和三维模型面貌更新时，往往受到跨平台的限制，即用户需要安装特定BIM平台的专业软件，才能进行信息的录入和可视化查询，缺乏灵活性；(2)基于Web和GIS的BIM集成和管理系统虽然在用户的易访问性上具有较大优势，但构建地理信息模型需要耗费较多的时间和计算机资源，且工程的地形、建筑物等随着施工进程推进不断发生变化，而虚拟的地形、建筑物等三维模型难以及时更新，从而导致部分BIM可视化展示的信息存在更新迭代滞后性的问题；(3)高拱坝结构复杂，施工影响因素多，决策者往往需要准确获取精确到每个坝块的信息来支撑进度计划和管理方案的制定，而现有的高拱坝建设BIM平台研究未有涉及如何在施工期高效整合各坝块详细施工信息并通过有效的可视化手段展示给用户的研究。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于移动增强现实的BIM信息可视化系统。其基于增强现实技术将虚拟三维模型和施工信息与真实场景相融合，能够有效解决以上问题。