一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法技术

本发明专利技术涉及一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法。首先，制作装配式建筑构件的3D模型，并赋予装配式建筑构件属性信息；其次，通过虚拟现实系统进行装配式建筑构件装配规则的制定；再次，设计人员通过佩戴VR设备，在VR场景中基于上述的装配式建筑构件装配规则进行装配式建筑构件的拼接搭建，生成装配式建筑；最后，对生成的装配式建筑进行合理性验证，若验证成功，则导出装配式建筑构件清单，并基于构件清单信息计算装配式建筑的总质量。本发明专利技术基于虚拟现实技术实现装配式建筑设计过程的沉浸式体验，将装配式建筑的设计理念进行精确传递，节约沟通成本，提升沟通效果。

【技术实现步骤摘要】
一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法
本专利技术涉及一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法。
技术介绍
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑，与传统建筑的建造方式相比，其具有可缩短工期、节约人力物力、绿色环保、品质精良等优点。2016年9月14日召开的国务院常务会议，决定大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级。按照推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的要求，大力发展钢结构、混凝土等装配式建筑，具有发展节能环保新产业、提高建筑安全水平、推动化解过剩产能等一举多得之效。但是，和传统建筑行业一样，装配式建筑发展也存在的两大难点，一是建筑效果未知，即“所见非所得”；二是工程质量控制难，难点在于统筹规划、资源整合、具象化联系和平台构建。随着建筑行业对计算机应用的深入，计算机在制图、管理、建模、表现、信息存储与查询等各个方面的作用正逐步变得清晰起来。这些逐步清晰的影响叠加在一起，勾勒出一个工作方式的轮廓：以数字化的设计媒体为基础，依靠计算机网络实现信息的交流，以数字信息的交换替代原先图纸的物理交换。虚拟现实技术是计算机软件技术发展的成果，它的出现和在建筑设计领域的应用为建筑设计师提供了更为广阔的设计方法，它改变了设计师的工作方式，设计者可以漫游于虚拟的场景之中或之外来体会对建筑空间的感受，及时对设计做出修改和补充，从而迅速、准确地对比各种设计方案的可行性。以虚拟现实技术为基础的建筑与室内可视化设计是未来设计研究的新方向，传统的效果图和多媒体表现方式往往脱离了设计本身，过分注重效果的表现和忽略了设计的表达，在透视、光影和材质方面常常偏离现实，导致许多建筑与效果图相差甚远。将虚拟现实技术应用于样板房的展示市场已经相对成熟，基于装配式建筑发展的两大难题，引入VR技术显得意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，该方法基于虚拟现实技术实现装配式建筑设计过程的沉浸式体验，将装配式建筑的设计理念进行精确传递，节约沟通成本，提升沟通效果。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，包括如下步骤，S1：制作装配式建筑构件的3D模型，并赋予装配式建筑构件属性信息；S2：通过虚拟现实系统进行装配式建筑构件装配规则的制定，包括：（1）考虑装配式建筑包含的结构系统、围护系统、内装修系统和设备管线系统中各个系统的装配式建筑构件的装配顺序，以及装配式建筑构件之间的接口连接；（2）基于碰撞检测机理，设置装配式建筑构件之间的表面吸附功能；（3）赋予各装配式建筑构件之间的匹配关系，相似构件具备装配设计的防错机制，当出现装配错误时，出现相关的错误提示；S3：设计人员通过佩戴VR设备，在VR场景中基于步骤S2的装配式建筑构件装配规则进行装配式建筑构件的拼接搭建，生成装配式建筑；S4：对步骤S3生成的装配式建筑进行合理性验证，若验证成功，则导出装配式建筑构件清单，并基于构件清单信息计算装配式建筑的总质量，具体计算方式如下：令式中，表示第i层种类为j的装配式建筑构件的总质量；表示第i层种类为j的装配式建筑构件的质量；表示第i层种类为j的装配式建筑构件的数量；则，装配式建筑的总质量M：其中，m为装配式建筑中非构件的总质量。在本专利技术一实施例中，所述步骤S1中的构件属性信息包括构件类型、标号、质量的信息，该构件属性信息还能够通过包括maya、3dsmax的图形软件制作的fbx模型直接导入。在本专利技术一实施例中，所述步骤S4，导出装配式建筑构件清单之前，还需基于装配式建筑构件所在高度赋予装配式建筑构件楼层属性。在本专利技术一实施例中，所述步骤S3中的VR设备包括用于实现用户在VR场景中沉浸式体验的VR头盔，及用于动作捕捉或者增强体感的人机可交互装置。在本专利技术一实施例中，所述人机可交互装置包括动作捕捉、环境模拟、行走模拟、眼球跟踪、手柄输入、手势识别、语音交互中的一种或者几种。在本专利技术一实施例中，所述步骤S4之后，还包括如下步骤，S5：所述步骤S4导出的装配式建筑构件清单，通过企业内网，与ERP/MES系统进行通信，并将信息存储入装配式建筑设计系统数据中；S6：在装配式建筑设计系统数据库的构件信息通过后台预设定期自动更新，在产构件信息通过库存管理系统的数据库读取；待产构件信息通过生产管理系统获取，具体来说通过包括生产管理系统相关的制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、工具工装管理、物料管理的综合情况计算出待产构件的生产周期、产量信息；预研构件经可行性研究后能够转换为待产构件；S7：依托装配式建筑行业的历史工程数据，建立数据的时间、空间、工序维度关系，数据粒度为构件级；以此来合理安排施工管理和物流管理，优化生产管理和库存管理。在本专利技术一实施例中，所述方法中的采用的虚拟现实技术还能够采用增强现实技术进行替换，即步骤S2中采用的虚拟现实系统能够采用增强现实系统替换，以及步骤S3中的VR设备能够采用AR设备替换。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、提供三维快速建模，优化装配式建筑展示效果虚拟现实系统采用游戏级别的引擎进行三维建模，相比传统的3D图形软件、BIM系统等展示效果更加优异；设计完成后，通过使用VR头盔，可提供沉浸式效果体验，将装配式建筑的设计理念进行精确传递，节约沟通成本，提升沟通效果；2、可交互性虚拟现实系统具备强大的程序模块，可实现各种复杂的交互功能，使用者体验过程中即可实现装配式建筑的交互设计，将体验与设计相结合；3、碰撞检查机制，减少返工利用虚拟现实系统的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案；最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量；4、精确计划，减少浪费装配式建筑支持基于楼层粒度的构件清单导出，结合建筑工时估算，虚拟现实后台程序可将相关信息实时发送到MES系统和ERP系统，为库存管理，物流管理和车间生产计划提供科学依据；5、通过建立三维模型，在紧急情况下，譬如火灾发生时，可及时获取建筑物的消防通道、通风系统、给排水信息、以便及时有效地展开救援。通过建立整个装配式建筑小区的管线信息，并对管线进行标记和分类、可确定每根管线的准确位置，使得管线的查找、维修和改造更加方便，避免了以往盲目挖掘可能损坏管线的弊端。附图说明图1为本专利技术虚拟现实技术应用于装配式建筑的开发流程图。图2为装配式建筑设计系统的信息化平台结构图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术的一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，包括如下步骤，S1：制作装配式建筑构件的3D模型，并赋予装配式建筑构件属性信息；S2：通过虚拟现实系统（或可采用增强现实系统）进行装配式建筑构件装配规则的制定，包括：（1）考虑装配式建筑包含的结构系统、围护系统、内装修系统和设备管线系统中各个系统的装配式建筑构件的装配顺序，以及装配式建筑构件之间的接口连接；（2）基于碰撞检测机理，设置装配式建筑构件之间的表面吸附功能；（3）赋予各装配式建筑构件之间的匹配关系，相似构件具备装配设计的防错机制，当出现装配错误时，出现相关的错误提示；S3：设计人员通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：制作装配式建筑构件的3D模型，并赋予装配式建筑构件属性信息；S2：通过虚拟现实系统进行装配式建筑构件装配规则的制定，包括：（1）考虑装配式建筑包含的结构系统、围护系统、内装修系统和设备管线系统中各个系统的装配式建筑构件的装配顺序，以及装配式建筑构件之间的接口连接；（2）基于碰撞检测机理，设置装配式建筑构件之间的表面吸附功能；（3）赋予各装配式建筑构件之间的匹配关系，相似构件具备装配设计的防错机制，当出现装配错误时，出现相关的错误提示；S3：设计人员通过佩戴VR设备，在VR场景中基于步骤S2的装配式建筑构件装配规则进行装配式建筑构件的拼接搭建，生成装配式建筑；S4：对步骤S3生成的装配式建筑进行合理性验证，若验证成功，则导出装配式建筑构件清单，并基于构件清单信息计算装配式建筑的总质量，具体计算方式如下：令

【技术特征摘要】
1.一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：制作装配式建筑构件的3D模型，并赋予装配式建筑构件属性信息；S2：通过虚拟现实系统进行装配式建筑构件装配规则的制定，包括：（1）考虑装配式建筑包含的结构系统、围护系统、内装修系统和设备管线系统中各个系统的装配式建筑构件的装配顺序，以及装配式建筑构件之间的接口连接；（2）基于碰撞检测机理，设置装配式建筑构件之间的表面吸附功能；（3）赋予各装配式建筑构件之间的匹配关系，相似构件具备装配设计的防错机制，当出现装配错误时，出现相关的错误提示；S3：设计人员通过佩戴VR设备，在VR场景中基于步骤S2的装配式建筑构件装配规则进行装配式建筑构件的拼接搭建，生成装配式建筑；S4：对步骤S3生成的装配式建筑进行合理性验证，若验证成功，则导出装配式建筑构件清单，并基于构件清单信息计算装配式建筑的总质量，具体计算方式如下：令式中，表示第i层种类为j的装配式建筑构件的总质量；表示第i层种类为j的装配式建筑构件的质量；表示第i层种类为j的装配式建筑构件的数量；则，装配式建筑的总质量M：其中，m为装配式建筑中非构件的总质量。2.根据权利要求1所述的一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，其特征在于：所述步骤S1中的构件属性信息包括构件类型、标号、质量的信息，该构件属性信息还能够通过包括maya、3dsmax的图形软件制作的fbx模型直接导入。3.根据权利要求1所述的一种将虚拟现实技术用于装配式建筑行业的方法，其特征在于：所述步骤S4，导出装配式建筑构件清单之前，还需基于装配式建筑构件所在高度赋予装...

【专利技术属性】
技术研发人员：林述清，林威，
申请(专利权)人：福州众衡时代信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35