一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于信息处理技术领域，公开了一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统及方法，包括：定位识别参照图模块、模型建立模块、信息采集器、模板数据库、处理系统、虚拟现实引擎、集成模块。本发明专利技术能够生成公司样板库系统，提升公司对项目质量的把控力度，规范项目施工；本发明专利技术结合BIM技术，实现可重复使用的可视化三维交底。AR施工样板可以解决传统样板存在的占用临建用地，成本高，不够灵活的缺点，在使用过程中样板学习者与样板间有较强的互动性，为学习者提供了新的学习媒介和学习体验，AR施工样板制作完成后可以在多个项目进行重复利用，降低样板制作的成本，另外用手机、平板电脑等移动终端就可完成操作。

A virtual construction template information processing system and method based on location recognition

The invention belongs to the field of information processing technology, and discloses a virtual construction template information processing system and method based on positioning recognition, including: positioning recognition reference diagram module, model building module, information collector, template database, processing system, virtual reality engine and integration module. The invention can generate the company's model library system, improve the company's control of project quality, and standardize project construction; the invention realizes the reusable visual three-dimensional disclosure in combination with BIM Technology. Ar construction template can solve the shortcomings of traditional template, such as occupying temporary construction land, high cost and not flexible enough. In the process of using, there is strong interaction between template learners and templates, providing new learning media and learning experience for learners. After the completion of AR construction template, it can be reused in multiple projects, reducing the cost of template production. In addition, mobile phones are used Tablet computers and other mobile terminals can complete the operation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统及方法
本专利技术属于信息处理
，尤其涉及一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统及方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：智能家居和样板房的诸多理论设想和人性化设计都已经硕果累累，但是其展示和体验效果却始终不尽如人意，在设计和展示之间存在较大的鸿沟，现有技术中并无统一的展示平台能够继承展示所有样板，同时现有样板的展示比较单调，无法进行可视化展示，也无法展示施工的要点。在国外随着ar技术的不断发展，其应用范围也在不断增加。输入和输出设备价格的不断下降、视频显示质量的提高以及功能强大但易于使用的软件的实用化，AR的应用正在日益增长。人工智能、图形仿真、虚拟通讯、遥感、娱乐、模拟训练等诸多领域是现在社会中的主要应用点，这些在家装领域，医疗，游戏，儿童教育领域的应用深度很深，但在建筑主体施工阶段应用AR技术做施工样板还是空白。国内建筑行业也在进行一次技术变革，AR和BIM是为变革提供技术支撑，目前国内建筑行业运用BIM还未普及，将AR技术和BIM技术结合来使用更是少之又少，只有个别项目在实施探索，而在AR施工点状应用中已经取得较为成熟的成效，总结了一套切实可行的应用流程，可在各类型项目中普及使用。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有技术无法集成展示。(2)现有样板仅具备部分展示功能，无法生动、多样的进行展示，也无法展示相应的施工关键点。(3)现有展示平台无法供用户通过移动端进行学习。(4)现有技术建筑主体施工阶段应用ar技术做施工样板还是空白。解决上述技术问题的意义：基于BIM技术的ar虚拟样板引路将虚拟对象与真实环境相融合，通过其较强的交互性给工人带来了更多的学习兴趣，并为工人提供了一种新的学习媒体和学习体验，促使工人在更加愉悦的状态下进行自主探究，提高工人的学习效率和技能水平，增加其就业机会。实体样板拆除会造成一定量的人材机的浪费，而虚拟样板可以避免这种浪费，对生态、环境起到保护作用。在经济层面上，一次性实体样板的成本最高，周转性实体样板虽然较一次性实体样板初次建造成本高且增加了运输成本，但由于其可周转，在建造时间和成本上比较有优势，随着周转次数的增多，成本优势越明显。AR虚拟样板初次建造成本较低，周转次数不受限制，且没有周转成本和日常维护成本、拆除成本等费用，平均成本更低。目前我公司是实体样板和ar虚拟样板结合使用，对通用的施工工艺使用虚拟样板，对项目特殊的施工工艺做实体样板，目前已经在多个项目上进行了推广，平均每个项目节约成本8万元左右。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统包括：通过调用移动设备的摄像机模块，实时传入图像信息，通过像素矩阵比对，识别定位出图像信息，通过跟踪技术实时计算移动设备摄像头与图像信息的相对位置，生成二维和三维坐标信息，通过增强图形算法，在真实世界中叠加虚拟物体，通过生成的相对三维坐标，集体化的对虚拟物体对象进行展示，为使用人员提供更加全方位的基本样板信息。为达到更加精准贴切的展现效果，让使用者更加直观的了解结构信息，增强现实显示的虚拟模型采用基于物理的真实渲染方式制作，制作一比一高精度细节化模型，并制作相对应的结构化简化模型，将高精度模型信息烘焙呈现在结构化模型中；并自定义改进移动设备的GPU渲染管线，实现在移动设备硬件条件下，能够展现出高精度模型效果。根据虚拟物体的真实光滑度，金属度，粗糙度，环境闭塞等信息，制作相应的信息资源，在高精度模型和自定义渲染管线的结合下，将虚拟物体呈现出真实的质感。采用环境光源和定向光源，实时计算虚拟物体的反射高光和阴影，最终达到增强现实虚拟物体和实际摄像机采集到的真实环境完全融合的效果。虚拟物体承载分解信息和搭建动画信息，使用人员可以通过手势操作，程序检测到不同的手势，并通过相对位置信息，从移动设备摄像机发送虚拟射线，通过射线反馈信息，模拟真实的操作虚拟物体，做到虚拟与现实无缝交互。界面系统采用2D平面UI模块结合3D世界UI模块结合完成，基础信息以平面界面形式展现；与虚拟物结合的信息提示界面以3D界面展现。相应的反馈音效采用3D音效技术实现，模拟现实环境中的音效，计算摄像机和虚拟物体的距离，精确计算到发声源的具体三维空间坐标，来控制音量大小和不同环境下的声音效果。所有的样板虚拟模型均独立以可扩充预设体模块存储，通过本地和远程库的读取加载来调用到程序前端进行渲染，减小单次程序下载成本，和提高未来的可拓展性。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统的基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法包括：图像识别信息搭载，作为各个样板的展示目录，为使用人员提供基础样板信息；搭建施工样板内容，作为系统实现的基础；对外部信息采集分析，基于手机、平板电脑摄像头作为外部采集端口，对定位参照图进行识别；将信息采集器获得的图像信息转换为计算机识别的指令信息；将数据库转换的指令信息与模板数据库中预制的模板信息进行匹配，根据匹配结果触发相应的指令信息，将指令信息传递给虚拟现实引擎；承载虚拟模型，对定位识别照片对应的施工样板进行物理效果模拟，根据用户发出的指令，改变施工样板状态，结合动画、声音、文字全方位展示；全部施工样板分类，在手机APP端口整理集成，以企业级学习系统完成呈现。进一步，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法所用定位参照图提供单一的定位坐标信息，虚拟样板样式与坐标一一对应，定位图依据样板类型进行制作，样式多样，对单一样板有唯一性。进一步，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法安装集成APP后，移动采集端无型号限制，根据定位参照图位置，完成虚拟样板识别生成。进一步，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法开发完成的移动端集成APP依据中建二局西南分公司企业施工样板进行分块设计，使用人员需经过内部审核后才能申请账号登录，保证内部信息保密。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法的信息数据处理终端。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：基于本专利技术的AR虚拟样板系统，用户可利用移动端随时学习工法样板制作流程及施工关键点；本专利技术能够生成公司样板库系统，提升公司对项目质量的把控力度，规范项目施工；本专利技术结合BIM技术，实现可重复使用的可视化三维交底。AR施工样板可以解决传统样板存在的占用临建用地，成本高，不够灵活的缺点，在使用过程中样板学习者与样板间有较强的互动性，为学习者提供了新的学习媒介和学习体验，AR施工样板制作完成后可以在多个项目进行重复利用，降低样板制作的成本，另外用手机、平板电脑等移动终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统，其特征在于，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统包括：/n定位识别参照图模块，用于图像识别信息搭载，作为各个样板的展示目录，为使用人员提供基础样板信息；/n模型建立模块，用于搭建施工样板内容，作为系统实现的基础；/n信息采集器，用于对外部信息采集分析，基于手机、平板电脑摄像头作为外部采集端口，对定位参照图进行识别；/n模板数据库，用于将信息采集器获得的图像信息转换为计算机识别的指令信息；/n处理系统，用于将数据库转换的指令信息与模板数据库中预制的模板信息进行匹配，根据匹配结果触发相应的指令信息，将指令信息传递给虚拟现实引擎；/n虚拟现实引擎，用于承载虚拟模型，对定位识别照片对应的施工样板进行物理效果模拟，根据用户发出的指令，改变施工样板状态，结合动画、声音、文字全方位展示；/n集成模块，全部施工样板分类，在手机APP端口整理集成，以企业级学习系统完成呈现。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统，其特征在于，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统包括：
定位识别参照图模块，用于图像识别信息搭载，作为各个样板的展示目录，为使用人员提供基础样板信息；
模型建立模块，用于搭建施工样板内容，作为系统实现的基础；
信息采集器，用于对外部信息采集分析，基于手机、平板电脑摄像头作为外部采集端口，对定位参照图进行识别；
模板数据库，用于将信息采集器获得的图像信息转换为计算机识别的指令信息；
处理系统，用于将数据库转换的指令信息与模板数据库中预制的模板信息进行匹配，根据匹配结果触发相应的指令信息，将指令信息传递给虚拟现实引擎；
虚拟现实引擎，用于承载虚拟模型，对定位识别照片对应的施工样板进行物理效果模拟，根据用户发出的指令，改变施工样板状态，结合动画、声音、文字全方位展示；
集成模块，全部施工样板分类，在手机APP端口整理集成，以企业级学习系统完成呈现。


2.一种实施权利要求1所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理系统的基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法，其特征在于，所述基于定位识别的虚拟施工样板信息处理方法包括：
图像识别信息搭载，作为各个样板的展示目录，为使用人员提供基础样板信息；
搭建施工样板内容，作为系统实现的基础；
对外部信息采集分析，基于手机、平板电脑摄像头作为外部采集端口，对定位参照图进行识别；
将信息采...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星，朱俊成，李冉，程智龙，程淑珍，罗宇，文韬，李川，孔祥利，孙亮，周颖颖，钟力，
申请(专利权)人：中国建筑第二工程局有限公司西南分公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50