【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及管線安裝，具體為一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統。
技術介紹
1、高層或超高層建筑的機電系統通常包括給水、熱水、排水、消防、空調、采暖、防煙排煙、照明、動力、防雷以及智能化等多個系統。這些系統所需的設備和管線數量龐大，如同蜘蛛網般相互交織和關聯，使得管線綜合布置與施工難度較大。
2、目前對于機電管線的施工，需要對照圖紙進行嚴格的施工，但是在實際施工過程中，還是容易出現誤差，并且受實際施工條件影響，有時也不能完全按照圖紙進行施工，而在誤差的累計下，最終會造成較大的施工誤差；公開號cn116050040a公開了一種基于管線排布空間特征的智能排布方法及系統，該方法包括以下步驟：s1、測量管線待排布施工建筑的建筑參數并構建數字孿生場景；s2、將原始管線排布圖紙導入數字孿生場景構建管線排布模型；s3、獲取管線排布的工藝參數對管線排布模型進行評估與優化；s4、獲取優化后管線排布模型的管線排布空間特征與施工順序；s5、按照管線排布空間特征與施工順序進行管線排布施工；s6、測量施工過程中管線的實際空間特征進行施工工藝誤差監測；s7、根據監測結果對管線排布施工進程進行動態調整與修正。
3、如上述技術所示，目前已有較為專業的系統來代替圖紙來查看，以進行更準確的管線施工，但是如何直觀的查看出實際施工與圖紙之間的差異，如何直觀的分辨出誤差值進行修正還有待提高，而不能及時的分辨出誤差并進行修正，會影響后續的施工精度。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，
2、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統，包括：
3、圖紙三維建模模塊，用于依據設計圖紙創建機電管線的三維圖紙模型；
4、實際管線三維建模模塊，在實際安裝過程中使用ar設備拍攝功能拍攝實際管線圖像，并對圖像進行處理以提取實際管線的點云數據，通過去噪、配準和拼接的預處理步驟生成三維掃描數據，并基于三維掃描數據創建實際安裝的管線模型；
5、ar區別顯示與誤差識別模塊，用于將三維圖紙建模和實際建模導入ar設備，通過區別顯示兩個模型，并計算空間距離以識別誤差，優化誤差計算方式以提高精度，并建立基于歷史數據訓練的回歸模型來預測閾值對比誤差，判斷誤差嚴重程度；同時提供誤差標記和修正建議顯示功能；
6、修正建議與實時指導模塊，對識別的誤差進行分類和量化，劃定每個誤差的大小和重要性，生成修正建議并在ar設備上實時展示，指導施工人員進行調整；
7、記錄與反饋改進模塊，記錄修正前后的管線空間特征數據和修正過程中識別的誤差數據，并記錄修正建議數據，作為歷史數據訓練并完善回歸模型。
8、優選的，所述圖紙三維建模模塊的工作內容具體包括：根據設計圖紙，使用bim軟件創建機電管線的三維圖紙模型，其中參數包括定義管線的類型、尺寸、位置和連接關系。
9、優選的，所述實際管線三維建模模塊的工作內容具體包括：
10、點云數據提取：選擇帶有深度傳感器的ar設備通過其他結構光或立體視覺方式獲取深度信息，從圖像中提取深度數據并生成點云數據；
11、數據預處理：
12、去噪：從掃描數據中移除不需要的噪點；
13、配準：使用icp算法，將多個視角的圖像對齊到一個共同的坐標系中；
14、拼接：使用點云拼接算法將配準后的多視角點云數據合并成一個完整的三維模型數據；
15、實際建模：將預處理后的三維模型數據導入到建模軟件中，從點云數據生成多邊形網格或曲面，以及根據網格或曲面創建管線模型。
16、優選的，所述實際建模的具體步驟包括：
17、a1.點云數據導入與準備：
18、導入點云數據：使用建模軟件導入預處理后的點云數據，記作p={p1，p2，...，pn}，其中pi表示第i個點的三維坐標；
19、數據準備：對點云數據進行清理，移除重復點、孤立點，記作pc=c(p)；并根據項目需求，對點云數據進行分割，記作ps=s(pc)；
20、a2.自動化或半自動化網格生成：
21、自動化網格生成：利用軟件內置的網格化工具將點云數據轉換為多邊形網格，記作m=mesh(ps)，設置網格參數包括分辨率r、平滑度s；
22、半自動化調整：使用編輯工具對自動生成的網格手動調整網格形狀，記作ma=adjust(m)；
23、a3.管線信息提取與識別：
24、基于機器學習的管線識別：應用基于機器學習的管線識別算法對網格數據進行處理，記作i=recognize(ma)，其中i表示提取的管線信息；
25、訓練模型時，使用標注好的管線數據作為訓練集，記作d={(a1，b1)，(a2，b2)，...，(am，bm)}，其中ak表示輸入特征，bk表示標注的管線信息；
26、手動驗證與調整：對識別出的管線信息進行手動驗證，記作iv=validate(i)；對識別錯誤的管線進行手動調整，記作if=adjust(iv)；
27、a4.三維模型構建與優化：
28、構建三維模型：根據提取的管線信息構建三維模型，記作m3d=construct(if)，確保模型的幾何形狀、尺寸和位置與實際管線一致；
29、模型優化：簡化模型結構、減少多邊形數量，記作mo=optimize(m3d)；以提高模型的渲染速度和交互性能；
30、a5.導出與集成：
31、導出模型：將構建好的三維模型導出為適合后續分析和應用的格式，記作f=export(mo)；
32、集成與驗證：將導出的三維模型集成到bim平臺或ar設備中，驗證模型的準確性、完整性和一致性，記作v(f)。
33、優選的，所述ar區別顯示與誤差識別模塊的工作內容具體包括：
34、模型導入ar設備：將圖紙建模和實際建模的兩個模型以適當的格式導入到ar設備或支持ar的應用程序中；
35、區別顯示：在ar設備上，使用不同的顏色、透明度或線條樣式同時顯示兩個模型；這可以通過設置模型的材質屬性來實現；
36、誤差識別：計算圖紙建模和實際建模中對應點或線段之間的空間距離，設空間距離在x、y、z三個坐標軸上的位置偏移量分別為δx、δy和δz：
37、δx=x2-x1；
38、δy=y2-y1；
39、δz=z2-z1；
40、使用歐幾里得距離公式計算空間誤差距離d：
41、；
42、其中，（x1，y1，z1）和（x2，y2，z2）分別是圖紙建模和實際建模中對應點的坐標；
43、誤差閾值設置：定義一個誤差閾值，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述圖紙三維建模模塊的工作內容具體包括：根據設計圖紙，使用BIM軟件創建機電管線的三維圖紙模型，其中參數包括定義管線的類型、尺寸、位置和連接關系。
3.根據權利要求1所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述實際管線三維建模模塊的工作內容具體包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述實際建模的具體步驟包括：
5.根據權利要求1所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述AR區別顯示與誤差識別模塊的工作內容具體包括：
6.根據權利要求5所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：基于歷史數據訓練的回歸模型預測誤差閾值的步驟具體包括：
7.根據權利要求5所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述空間誤差距
8.根據權利要求1所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述修正建議與實時指導模塊的具體工作內容包括：
9.根據權利要求8所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述生成修正建議的步驟具體包括：
10.根據權利要求9所述的一種基于BIM和AR的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：C4中調整管線的步驟具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述圖紙三維建模模塊的工作內容具體包括：根據設計圖紙，使用bim軟件創建機電管線的三維圖紙模型，其中參數包括定義管線的類型、尺寸、位置和連接關系。
3.根據權利要求1所述的一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述實際管線三維建模模塊的工作內容具體包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述實際建模的具體步驟包括：
5.根據權利要求1所述的一種基于bim和ar的機電管線安裝情況監測系統，其特征在于：所述ar區別顯示與誤差識別模塊的工作內容具體包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：秦浩，李少嵐，辛連春，史習雯，李強，
申請(專利權)人：南京國立資產管理有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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