公开/公告号CN113239443B
专利类型发明专利
公开/公告日2022-07-05
原文格式PDF
申请/专利权人 广州中硕建筑设计院有限公司;
申请/专利号CN202110620874.7
发明设计人 王铠宏;
申请日2021-06-03
分类号G06F30/13(2020.01);G06F3/01(2006.01);
代理机构广州海石专利代理事务所(普通合伙) 44606;
代理人邵穗娟
地址 510000 广东省广州市番禺区沙头街禺山西路329号4座1栋302
入库时间 2022-08-23 13:58:39
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-07-05
授权
发明专利权授予
技术领域
本发明涉及一种基于BIM软件的智慧空间展示结构设计建模方法。
背景技术
VR是Virtual Reality的缩写，中文的意思就是虚拟现实，早期译为“灵境技术”。虚拟现实是多媒体技术的终极应用形式，它是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及行为心理学等科学领域飞速发展的结晶。主要依赖于三维实时图形显示、三维定位跟踪、触觉及嗅觉传感技术、人工智能技术、高速计算与并行计算技术以及人的行为学研究等多项关键技术的发展。随着虚拟现实技术的发展，真正地实现虚拟现实，将引起整个人类生活与发展的很大变革。人们戴上立体眼镜、数据手套等特制的传感设备，面对一种三维的模拟现实，似乎置身于一个具有三维的视觉、听觉、触觉甚至嗅觉的感觉世界，并且人与这个环境可以通过人的自然技能和相应的设施进行信息交互。
AR是Augmented Reality的缩写，中文的意思就是增强现实，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
智慧空间是基于大数据、物联网、人工智能、区块链、5G等技术与空间科技相结合的产物，在近年建筑设计公司数字化转型的时代背景下，基于BIM建筑信息模型、VR虚拟模拟、建筑声光电学、智能化等技术研究，智慧空间的开发程度也越来越高。
现有的BIM建模设计主要以各种模型图元通过定位约束条件进行建模，其主要目的在于构建更为优化的建模结构，使建模更为直观、效率更高和应用范围更广等，而针对于智慧空间开发的建模设计较少，特别是缺少关于VR和AR技术应用于建模中的设计。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种能够将VR和AR技术应用于BIM建模中，实现智能化、智慧化和直观化更高的展示型建模的基于BIM软件的智慧空间展示结构设计建模方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于BIM软件的智慧空间展示结构设计建模方法，包括以下步骤：
1)构建一布置区，并获取该布置区的轮廓参数；
2)根据布置区的轮廓参数，对布置区分割为若干建模区；
3)选择建模区的建筑类型，基于所选择的建筑类型，在BIM软件中建立带有展示区的BIM模型；
4)获取BIM模型中展示区的轮廓参数，并基于该轮廓参数建立观测区段；
5)在观测区段内建立VR观测区、AR观测区或投影观测区；
6)当选择建立VR观测区时，则在观测区段内建立行进路线，并基于该行进路线建立可活动的全景拍摄设备，该全景拍摄设备在行进路线内进行全景照片的采集，并将采集得到的数据传输至远程终端；
7)当选择建立AR观测区时，则在观测区间内建立展示点，并基于该展示点建立AR成像设备，该AR成像设备接收远程终端传输的三维影像，并将三维影像成像为虚拟图像；
8)当选择建立投影观测区时，则在观测区间内建立投影块，并基于该投影块建立投影仪和投影屏，该投影仪和投影屏接收远程终端传输的二维影像，并将二维影像投影为视频图像。
作为优选，在步骤3)中，所述的建筑类型包括有封闭式建筑、半封闭式建筑和开放式建筑，当选择为封闭式建筑时，则BIM模型中的展示区设置于天花区域或墙面区域；当选择为半封闭式建筑时，则BIM模型中的展示区设置于天花区域或地面区域；当选择为开放式建筑时，则BIM模型中的展示区设置于地面区域。
进一步的，在步骤5)中，所述的VR观测区建立于封闭式建筑、半封闭式建筑和开放式建筑中，所述的AR观测区建立于封闭式建筑和半封闭式建筑中，所述的投影观测区建立于封闭式建筑中。
更进一步的，在步骤6)中，所述的行进路线设置于天花区域、墙面区域或地面区域。
优选的，在步骤6)中，所述的行进路线的建立方式包括以下步骤：
①判断观测区段的所属位置；
②当判断观测区段的所属位置为天花区域时，则建立环形闭合的行进路线；
③当判断观测区段的所属位置为墙面区域时，则建立单线往复的行进路线；
④当判断观测区段的所属位置为地面区域时，则建立多点发散的行进路线；
优选的，在步骤6)中，所述的全景拍摄设备为全景一体机，该全景拍摄设备上配有移动机构，而移动机构的类型选择则是根据所属观测区段的位置，在BIM软件中载入对应的族文件数据自动生成。
进一步的，在步骤7)中，所述的展示点设置于墙面区域或地面区域。
更进一步的，在步骤7)中，所述的AR成像设备为投影仪式AR，该AR成像设备上配有投影板块，该投影板块经由在BIM软件中载入对应的族文件数据自动生成。
进一步的，在步骤8)中，所述的投影块设置于墙面区域和地面区域。
更进一步的，在步骤8)中，所述的投影块的建立方式包括以下步骤：
①判断观测区段的所属位置；
②当判断观测区段的所属位置为天花区域时，则进行投影仪的布置；
③当判断观测区段的所属位置为墙面区域时，则进行投影屏的布置，该投影屏的布置位置为投影仪的朝向位置。
本发明的有益效果是：
针对传统BIM建模缺少关于VR与AR技术应用的缺陷，构建了以VR技术、AR技术和投影技术三者相结合的全面BIM展示空间设计，经由在BIM软件中的二次开发，在传统的BIM模型中构建了观测区段，并根据观测区段的特点结合现实建筑结构，构建了VR观测区、AR观测区和投影观测区三种展示方式，使用者根据所选择的建筑类型和展示方式，自动生成既定的行进路线、展示点或投影块，实现BIM软件中VR/AR/投影三种展示设计的快速建模。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
一种基于BIM软件的智慧空间展示结构设计建模方法，包括以下步骤：
1)构建一布置区，并获取该布置区的轮廓参数；
2)根据布置区的轮廓参数，对布置区分割为若干建模区；
3)选择建模区的建筑类型，基于所选择的建筑类型，在BIM软件中建立带有展示区的BIM模型；
4)获取BIM模型中展示区的轮廓参数，并基于该轮廓参数建立观测区段；
5)在观测区段内建立VR观测区、AR观测区或投影观测区；
6)当选择建立VR观测区时，则在观测区段内建立行进路线，并基于该行进路线建立可活动的全景拍摄设备，该全景拍摄设备在行进路线内进行全景照片的采集，并将采集得到的数据传输至远程终端；
7)当选择建立AR观测区时，则在观测区间内建立展示点，并基于该展示点建立AR成像设备，该AR成像设备接收远程终端传输的三维影像，并将三维影像成像为虚拟图像；
8)当选择建立投影观测区时，则在观测区间内建立投影块，并基于该投影块建立投影仪和投影屏，该投影仪和投影屏接收远程终端传输的二维影像，并将二维影像投影为视频图像。
在步骤3)中，所述的建筑类型包括有封闭式建筑、半封闭式建筑和开放式建筑，当选择为封闭式建筑时，则BIM模型中的展示区设置于天花区域或墙面区域；当选择为半封闭式建筑时，则BIM模型中的展示区设置于天花区域或地面区域；当选择为开放式建筑时，则BIM模型中的展示区设置于地面区域。
在步骤5)中，所述的VR观测区建立于封闭式建筑、半封闭式建筑和开放式建筑中，所述的AR观测区建立于封闭式建筑和半封闭式建筑中，所述的投影观测区建立于封闭式建筑中。
其中封闭式建筑是指墙体上部集中开敞面积小于10％的建筑结构，半封闭式建筑是指墙体上部集中开敞面积大于10％且小于50％的建筑结构，开放式建筑是指墙体上部集中开敞面积大于50％的建筑结构。
在步骤6)中，所述的行进路线设置于天花区域、墙面区域或地面区域。
在步骤6)中，所述的行进路线的建立方式包括以下步骤：
①判断观测区段的所属位置；
②当判断观测区段的所属位置为天花区域时，则建立环形闭合的行进路线；
③当判断观测区段的所属位置为墙面区域时，则建立单线往复的行进路线；
④当判断观测区段的所属位置为地面区域时，则建立多点发散的行进路线；
当选择建立环形闭合的行进路线时，以10m短轴，20m长轴的参数建立椭圆环形路线，并以10m的等距间隔设置若干椭圆环形闭合的行进路线，每一行进路线对应设置一全景拍摄设备。
当选择建立单线往复的行进路线时，则以观测区段的最大长度方向作为行进路线。
当选择建立多点发散的行进路线时，则构件若干不影响建筑内容的5m等距间隔点，以十字发散的方式连接各个间隔点作为行进路线。
在步骤6)中，所述的全景拍摄设备为全景一体机，该全景拍摄设备上配有移动机构，而移动机构的类型选择则是根据所属观测区段的位置，在BIM软件中载入对应的族文件数据自动生成，该全景一体机为Insta360 Pro2。
在步骤7)中，所述的展示点设置于墙面区域或地面区域。
在步骤7)中，所述的AR成像设备为投影仪式AR，该AR成像设备上配有投影板块，该投影板块经由在BIM软件中载入对应的族文件数据自动生成，该投影仪将画面投射到现实物体上，以实现AR影像。
在步骤8)中，所述的投影块设置于墙面区域和地面区域。
在步骤8)中，所述的投影块的建立方式包括以下步骤：
①判断观测区段的所属位置；
②当判断观测区段的所属位置为天花区域时，则进行投影仪的布置；
③当判断观测区段的所属位置为墙面区域时，则进行投影屏的布置，该投影屏的布置位置为投影仪的朝向位置。
本发明的有益效果是：
针对传统BIM建模缺少关于VR与AR技术应用的缺陷，构建了以VR技术、AR技术和投影技术三者相结合的全面BIM展示空间设计，经由在BIM软件中的二次开发，在传统的BIM模型中构建了观测区段，并根据观测区段的特点结合现实建筑结构，构建了VR观测区、AR观测区和投影观测区三种展示方式，使用者根据所选择的建筑类型和展示方式，自动生成既定的行进路线、展示点或投影块，实现BIM软件中VR/AR/投影三种展示设计的快速建模。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
