基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術公開了一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法及裝置，其中裝置包括VR設備和操作手柄，BIM模型場景建立單元，場景視角信號轉(zhuǎn)化單元，最終視角模型建立單元和最終視角模型信號輸出單元。本發(fā)明專利技術利用BIM技術建立工程模型，結合VR設備實現(xiàn)動態(tài)漫游，可以在虛擬中對整個工程的實施以及各種場景進行模擬，從而使體驗者可以身臨其境地體驗各種場景，在其中可有效的發(fā)現(xiàn)工程實施過程中不可預見的問題，便于提前解決，減少工程變更，使工程投資可控；另外，可以減少工程施工過程中的浪費，節(jié)約材料，提高效率，滿足綠色施工的理念。

Virtual engineering experience method and device based on VR and BIM

The invention discloses a method and a device for virtual experience engineering based on BIM and VR, wherein the device comprises the VR equipment and the operation handle, BIM model setting unit, signal conversion unit from the perspective of the scene, the final building unit and a final perspective perspective model of signal output unit model. The invention uses the BIM technology to build engineering model, combined with the VR device to realize dynamic roaming, can simulate the whole project and the implementation of various scenes in the virtual, so that the experience can be personally on the scene experience various scenes, in which can effectively detect the unforeseen problems in the process of project implementation, to reduce the project resolved in advance change the project investment control; in addition, can be reduced in the process of construction waste, save materials, improve efficiency, meet the concept of green construction.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及虛擬現(xiàn)實
，特別涉及一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法及裝置。
技術介紹
在隧道、高樓等工程建設施工前和過程中，經(jīng)常需要對工程的建設施工效果進行評估或優(yōu)化、火災逃生或墜落等安全事故的演練等，同時還需要對施工者進行一些工法的學習培訓。現(xiàn)有技術條件下，只能進行紙上談兵式的演練或評估，無法使參加者有身臨其境之感，因而難以對工程的建設施工提出有價值的優(yōu)化方案，難以發(fā)現(xiàn)工程實施過程中的一些不可預見的問題，難以有效減少工程的變更。此外，以工法學習為例，現(xiàn)有傳統(tǒng)作為一般是通過建立實物工程來進行工法教學，既浪費施工材料，又無法使每位工人親自操作，學習效率低下，學習效果較差。
技術實現(xiàn)思路
有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本專利技術的技術目的在于提供一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法及裝置，利用BIM技術建立工程模型，結合VR設備實現(xiàn)動態(tài)漫游，使體驗者可以身臨其境地體驗各種場景中的模擬。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供了一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，包括以下步驟：步驟A.建立虛擬工程的BIM模型文件；步驟B.讀取BIM模型文件，運用BIM模型建立場景；步驟C.讀取通信信號，將所述通信信號轉(zhuǎn)化為場景視角信號；步驟D.接合BIM模型建立的場景和場景視角信號建立最終視角模型；步驟E.將最終視角模型信號輸出至VR設備中供體驗者觀看。進一步地，所述步驟B中，運用BIM模型建立場景具體包括運用BIM模型建立空間坐標系及路線規(guī)劃。進一步地，所述步驟C中，所述通信信號包括體驗者頭部的轉(zhuǎn)動信號和手部的移動信號，所述頭部的轉(zhuǎn)動信號通過VR設備傳輸，所述手部的移動信號通過操作手柄傳輸。進一步地，所述步驟C進一步包括：步驟C1.讀取VR設備傳輸?shù)念^部轉(zhuǎn)動信號，解析為方位信號參數(shù)；步驟C2.讀取操作手柄傳輸?shù)氖植恳苿有盘枺馕鰹橐苿有盘枀?shù)，并設定平均移動速度，所述移動信號參數(shù)包括前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)。進一步地，所述步驟D進一步包括：步驟D1.建立模型視角；步驟D2.利用方位信號參數(shù)調(diào)整模型的顯示視角；步驟D3.獲取前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)，根據(jù)所述前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)對模型視角進行平移操作；步驟D4.將模型視角與BIM模型建立的場景結合形成最終視角模型。進一步地，所述虛擬工程的BIM模型文件包括場景漫游模型文件、火災逃生模擬模型文件、安全事故模擬模型文件、工法學習模擬模型文件和施工場景模型文件。以隧道工程為例，本專利技術可以模擬隧道內(nèi)開車的光線、速度、轉(zhuǎn)彎效果，實現(xiàn)體驗者場景漫游，體驗者可以通過VR設備清楚的觀察到隧道內(nèi)每一個構件以及每個構件的詳細參數(shù)，可以隨意進出隧道內(nèi)部、上下樓等，從而為參建者提供各種解決方案，并不斷優(yōu)化方案，真正從運營角度把控方案的準確性；還可進行隧道火災逃生演練，可通本專利技術模擬逃生路線、滅火方案，用以測試消防方案是否滿足火災逃生要求；如進行安全事故模擬，可用于現(xiàn)場安全措施的加強、提高工人及管理者安全管理的意識、判定安全措施是否到位；進行工法學習，可通過本專利技術實現(xiàn)操作者真實的進行工法操作，相當于操作者實際操作了一遍，便于操作者記憶，無需實際耗費建筑材料搭建；施工場景的模擬，比如大臨布置、現(xiàn)場施工場景布置模擬、大型機械進場模擬等等，都可以通過本專利技術技術實現(xiàn)方案決策。本專利技術還公開了一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗裝置，包括VR設備和操作手柄，還包括：BIM模型場景建立單元，用于讀取BIM模型文件，運用BIM模型建立場景；場景視角信號轉(zhuǎn)化單元，用于讀取通信信號，將所述通信信號轉(zhuǎn)化為場景視角信號；最終視角模型建立單元，用于接合BIM模型建立的場景和場景視角信號建立最終視角模型；最終視角模型信號輸出單元，用于將最終視角模型信號輸出至VR設備中供體驗者觀看。進一步地，所述BIM模型場景建立單元包括空間坐標系建立模塊和路線規(guī)劃模塊。進一步地，所述通信信號包括體驗者頭部的轉(zhuǎn)動信號和手部的移動信號，所述頭部的轉(zhuǎn)動信號通過VR設備傳輸，所述手部的移動信號通過操作手柄傳輸；所述場景視角信號轉(zhuǎn)化單元包括：方位信號參數(shù)解析模塊，用于讀取VR設備傳輸?shù)念^部轉(zhuǎn)動信號，解析為方位信號參數(shù)；移動信號參數(shù)解析模塊，用于讀取操作手柄傳輸?shù)氖植恳苿有盘枺馕鰹橐苿有盘枀?shù)，并設定平均移動速度，所述移動信號參數(shù)包括前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)。進一步地，所述最終視角模型建立單元包括：模型視角建立模塊，用于建立模型視角；模型視角調(diào)整模塊，用于利用方位信號參數(shù)調(diào)整模型的顯示視角；模型視角平移模塊，用于獲取前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)，根據(jù)所述前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)對模型視角進行平移操作；最終視角模型合成模塊，用于將模型視角與BIM模型建立的場景結合形成最終視角模型。本專利技術的有益效果：本專利技術由于采用了上述方法，可以在虛擬中對整個工程的實施以及各種場景進行模擬，可有效的發(fā)現(xiàn)工程實施過程中不可預見的問題，便于提前解決，減少工程變更，使工程投資可控；另外，可以減少工程施工過程中的浪費，節(jié)約材料，提高效率，滿足綠色施工的理念。以下將結合附圖對本專利技術的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本專利技術的目的、特征和效果。附圖說明圖1為本專利技術方法的流程框圖。圖2為本專利技術裝置的結構示意圖。具體實施方式如圖1所示，本專利技術的一具體實施例，一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，包括以下步驟：S1建立虛擬工程的BIM模型文件；S2讀取BIM模型文件，運用BIM模型建立場景；步驟S2中，運用BIM模型建立場景具體包括步驟S21運用BIM模型建立空間坐標系及路線規(guī)劃。S3(圖未示出)讀取通信信號，將通信信號轉(zhuǎn)化為場景視角信號；步驟S3中，通信信號包括體驗者頭部的轉(zhuǎn)動信號和手部的移動信號，頭部的轉(zhuǎn)動信號通過VR設備傳輸，手部的移動信號通過操作手柄傳輸。步驟S3進一步包括：S31.讀取VR設備傳輸?shù)念^部轉(zhuǎn)動信號，解析為方位信號參數(shù)；S32.讀取操作手柄傳輸?shù)氖植恳苿有盘枺馕鰹橐苿有盘枀?shù)，并設定平均移動速度，移動信號參數(shù)包括前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)。S4(圖未示出)接合BIM模型建立的場景和場景視角信號建立最終視角模型；步驟S4進一步包括：S41.建立模型視角；S42.利用方位信號參數(shù)調(diào)整模型的顯示視角；S43.獲取前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)，根據(jù)前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)對模型視角進行平移操作；S44.將模型視角與BIM模型建立的場景結合形成最終視角模型。S5.將最終視角模型信號輸出至VR設備中供體驗者觀看。虛擬工程的BIM模型文件包括場景漫游模型文件、火災逃生模擬模型文件、安全事故模擬模型文件、工法學習模擬模型文件和施工場景模型文件。以隧道工程為例，本專利技術可以模擬隧道內(nèi)開車的光線、速度、轉(zhuǎn)彎效果，實現(xiàn)體驗者場景漫游，體驗者可以通過VR設備清楚的觀察到隧道內(nèi)每一個構件以及每個構件的詳細參數(shù)，可以隨意進出隧道內(nèi)部、上下樓等，從而為參建者提供各種解決方案，并不斷優(yōu)化方案，真正從運營角度把控方案的準確性；還可進行隧道火災逃生演練，可通本專利技術模擬逃生路線、滅火方案，用以測試消防方案是否滿足火災逃生要求；如進行安全事故模擬，可用于現(xiàn)場安全措施的加強、提高工人及管理者安全管理的意識、判定安全措施是否到位；進行工法學習，可通過本專利技術實現(xiàn)操作者真實的進本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，包括以下步驟：步驟A.建立虛擬工程的BIM模型文件；步驟B.讀取BIM模型文件，運用BIM模型建立場景；步驟C.讀取通信信號，將所述通信信號轉(zhuǎn)化為場景視角信號；步驟D.接合BIM模型建立的場景和場景視角信號建立最終視角模型；步驟E.將最終視角模型信號輸出至VR設備中供體驗者觀看。

【技術特征摘要】
1.一種基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，包括以下步驟：步驟A.建立虛擬工程的BIM模型文件；步驟B.讀取BIM模型文件，運用BIM模型建立場景；步驟C.讀取通信信號，將所述通信信號轉(zhuǎn)化為場景視角信號；步驟D.接合BIM模型建立的場景和場景視角信號建立最終視角模型；步驟E.將最終視角模型信號輸出至VR設備中供體驗者觀看。2.根據(jù)權利要求1所述的基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，其特征在于，所述步驟B中，運用BIM模型建立場景具體包括運用BIM模型建立空間坐標系及路線規(guī)劃。3.根據(jù)權利要求2所述的基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，其特征在于，所述步驟C中，所述通信信號包括體驗者頭部的轉(zhuǎn)動信號和手部的移動信號，所述頭部的轉(zhuǎn)動信號通過VR設備傳輸，所述手部的移動信號通過操作手柄傳輸。4.根據(jù)權利要求3所述的基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，其特征在于，所述步驟C進一步包括：步驟C1.讀取VR設備傳輸?shù)念^部轉(zhuǎn)動信號，解析為方位信號參數(shù)；步驟C2.讀取操作手柄傳輸?shù)氖植恳苿有盘枺馕鰹橐苿有盘枀?shù)，并設定平均移動速度，所述移動信號參數(shù)包括前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)。5.根據(jù)權利要求4所述的基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，其特征在于，所述步驟D進一步包括：步驟D1.建立模型視角；步驟D2.利用方位信號參數(shù)調(diào)整模型的顯示視角；步驟D3.獲取前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)，根據(jù)所述前進信號參數(shù)和退后信號參數(shù)對模型視角進行平移操作；步驟D4.將模型視角與BIM模型建立的場景結合形成最終視角模型。6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的基于VR和BIM的虛擬工程體驗方法，其特征在于，所述虛擬工程的BIM模型文件包括場景漫游模型文件、火災逃生模...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：丁美，陳威，
申請(專利權)人：上海市城市建設設計研究總院，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31