基于BIM模型的自动施工方法及施工控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于BIM模型的自动施工方法及施工控制系统，通过区域的三维点云数据一一映射对应的BIM模型，并自动确定墙面的作业数据，及根据区域的导航地图及作业数据对区域进行作业站点及路径规划，发送至机器人，以便机器人自动解析待作业区域的作业数据并按照规划好的作业站点及路径规划对作业区域打磨、补浆等，能够实现建筑环境混凝土成型面的智能作业，以及通过对三维点云数据进行网格化处理及数据轻量化处理，能够降低传输数据量，有利于提高数据传输及解析效率；以及通过对区域进行作业站点的划分，能够减小拼接边界高低差，实现作业边界的均匀过渡，以及有利于实现作业设备作业配置参数的智能匹配，进一步提高了作业效率及准确性。了作业效率及准确性。了作业效率及准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM模型的自动施工方法及施工控制系统


[0001]本专利技术涉及建筑设计
，尤其涉及一种基于BIM模型的自动施工方法及施工控制系统。

技术介绍

[0002]目前住宅的混凝土施工面的处理方法依旧是通过人工用靠尺检测出墙面、天花及地面的打磨区域和补浆区域，然后由人工操控设备进行打磨和人工补浆，以实现完成打磨和补浆。
[0003]然而，实践发现，人工作业效率低，且劳动强度大，现场粉尘大，对人的身心造成严重的影响。因此，提出一种如何实现建筑环境混凝土成型面的智能作业，以提高建筑环境混凝土成型面的作业效率的技术方案显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于BIM模型的自动施工方法及施工控制系统，能够实现建筑环境混凝土成型面的智能作业，提高了建筑环境混凝土成型面的作业效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种基于BIM模型的自动施工方法，所述方法应用于具有施工控制系统的应用场景中，所述施工控制系统包括数据处理端及作业设备，所述方法包括：
[0006]所述数据处理端将采集到的待作业的目标建筑区域的三维点云数据与所述目标建筑区域对应的BIM模型进行一一映射，得到与所述目标建筑区域的实际建筑特征一一对应的目标BIM模型，所述目标BIM模型中包含所述三维点云数据，所述三维点云数据的数量大于等于N，N大于1；
[0007]所述数据处理端基于所述三维点云数据及所述目标BIM模型，确定所述目标建筑区域的作业数据，所述目标建筑区域的作业数据包括所述目标建筑区域的作业区域的作业类型及所述目标建筑区域的作业区域的作业深度；
[0008]所述数据处理端基于所述目标建筑区域的作业数据、所述目标BIM模型及确定出的所述目标建筑区域的导航地图，规划所述目标建筑区域的作业信息，并将所述目标建筑区域的作业信息发送至所述作业设备，所述目标建筑区域的作业信息包括所述目标建筑区域的作业站点及所述目标建筑区域的作业数据；
[0009]所述作业设备接收所述目标建筑区域的作业信息，并解析接收到的所述目标建筑区域的作业信息，以及根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息，控制所述作业设备从当前位置移动至所述目标建筑区域的作业站点，以及控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作。
[0010]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述数据处理端基于所述三维点云数据及所述目标BIM模型，确定所述目标建筑区域的作业数据，包括：
[0011]所述数据处理端基于所述三维点云数据及预先确定出的垂直度条件和/或平整度
条件，确定所述目标建筑区域的作业基准面，并基于所述目标建筑区域的作业基准面及所述三维点云数据，确定所述目标建筑区域的作业区域的作业信息，所述作业区域的作业信息包括所述作业区域的作业类型；
[0012]所述数据处理端对所述目标BIM模型中的三维点云数据执行网格划分操作，得到多个目标网格，每个所述目标网格均对应至少一个所述三维点云数据；
[0013]所述数据处理端根据所述目标建筑区域的作业基准面及所有所述三维点云数据对每个所述目标网格的三维点云数据进行轻量化操作，得到每个所述目标网格的作业深度，并根据所述作业区域的作业信息、所有所述目标网格的作业深度及预设文件格式，生成所述目标建筑区域的作业数据。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述目标建筑区域的作业站点的数量大于1，所述目标建筑区域的作业信息还包括每个所述作业站点的作业顺序和/或每个所述作业站点的作业轨迹；
[0015]所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息，控制所述作业设备从当前位置移动至所述目标建筑区域的作业站点，以及控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作，包括：
[0016]所述作业设备根据解析到的所有所述作业站点的作业顺序及所有所述作业站点的作业轨迹，从所有所述作业站点中选择起始作业站点，并根据解析到的所述导航地图及所述目标BIM模型，从当前位置移动至所述起始作业站点，并从解析到的所述目标建筑区域的作业信息中获取所述起始作业站点对应的作业信息，所述起始作业站点对应的作业信息包括所述起始作业站点的作业区域的作业类别及所述起始作业站点的作业区域的作业深度；
[0017]所述作业设备根据所述起始作业站点对应的作业类别及所述起始作业站点对应的作业深度，控制所述作业设备的执行机构对所述起始作业站点的作业区域执行作业操作，当监测到所述起始作业站点的作业区域完成作业时，将与所述起始作业站点相邻的下一作业站点更新为所述起始作业站点，并重新执行所述的从解析到的所述目标建筑区域的作业信息中获取所述起始作业站点对应的作业信息，根据所述起始作业站点对应的作业类别及所述起始作业站点对应的作业深度，控制所述作业设备的执行机构对所述起始作业站点的作业区域执行作业操作的步骤，直至所有所述作业站点均完成作业。
[0018]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息，控制所述作业设备从当前位置移动至所述目标建筑区域的作业站点，以及控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作，包括：
[0019]所述作业设备根据所述目标BIM模型，确定所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，并根据所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，分析所述目标建筑区域的作业区域的作业方向，所述目标建筑区域的作业方向包括横向作业、纵向作业及斜向作业中的一种或多种；
[0020]所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息、所述目标建筑区域的作业区域的作业方向及所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，确定所述目标建筑区域的作业区域的作业配置参数；
[0021]所述作业设备根据所述目标建筑区域的作业区域的作业配置参数，控制所述作业
设备的执行机构对所述墙面执行作业操作。
[0022]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述方法还包括：
[0023]所述作业设备根据所述目标BIM模型及所述导航信息，判断所述目标建筑区域中是否存在确定出的特殊构件特征，当判断出存在时，为所述特殊构件特征所在的作业区域设置标识信息，并根据所述关键构建特征，确定所述特殊构件特征所在的作业区域的形状，所述特殊构件特征对应的标识信息用于表示当对所述特殊构件特征所在的作业区域进行作业时要避开所述特殊构件特征；
[0024]当所述起始作业站点的作业区域存在所述关键构建特征时，所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息、所述目标建筑区域的作业区域的作业方向及所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，确定所述目标建筑区域的作业区域的作业配置参数，包括：
[0025]所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息、所述目标建筑区域的作业区域的作业方向及所述目标建筑区域的作业区域的边界信息、所述特殊构件特征所在的作业区域的形状及所述特殊构件特征对应的标识信息，确定所述目标建筑区域的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM模型的自动施工方法，其特征在于，所述方法应用于具有施工控制系统的应用场景中，所述施工控制系统包括数据处理端及作业设备，所述方法包括：所述数据处理端将采集到的待作业的目标建筑区域的三维点云数据与所述目标建筑区域对应的BIM模型进行一一映射，得到与所述目标建筑区域的实际建筑特征一一对应的目标BIM模型，所述目标BIM模型中包含所述三维点云数据，所述三维点云数据的数量大于等于N，N大于1；所述数据处理端基于所述三维点云数据及所述目标BIM模型，确定所述目标建筑区域的作业数据，所述目标建筑区域的作业数据包括所述目标建筑区域的作业区域的作业类型及所述目标建筑区域的作业区域的作业深度；所述数据处理端基于所述目标建筑区域的作业数据、所述目标BIM模型及确定出的所述目标建筑区域的导航地图，规划所述目标建筑区域的作业信息，并将所述目标建筑区域的作业信息发送至所述作业设备，所述目标建筑区域的作业信息包括所述目标建筑区域的作业站点及所述目标建筑区域的作业数据；所述作业设备接收所述目标建筑区域的作业信息，并解析接收到的所述目标建筑区域的作业信息，以及根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息，控制所述作业设备从当前位置移动至所述目标建筑区域的作业站点，以及控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作。2.根据权利要求1所述的基于BIM模型的自动施工方法，其特征在于，所述数据处理端基于所述三维点云数据及所述目标BIM模型，确定所述目标建筑区域的作业数据，包括：所述数据处理端基于所述三维点云数据及预先确定出的垂直度条件和/或平整度条件，确定所述目标建筑区域的作业基准面，并基于所述目标建筑区域的作业基准面及所述三维点云数据，确定所述目标建筑区域的作业区域的作业信息，所述作业区域的作业信息包括所述作业区域的作业类型；所述数据处理端对所述目标BIM模型中的三维点云数据执行网格划分操作，得到多个目标网格，每个所述目标网格均对应至少一个所述三维点云数据；所述数据处理端根据所述目标建筑区域的作业基准面及所有所述三维点云数据对每个所述目标网格的三维点云数据进行轻量化操作，得到每个所述目标网格的作业深度，并根据所述作业区域的作业信息、所有所述目标网格的作业深度及预设文件格式，生成所述目标建筑区域的作业数据。3.根据权利要求1或2所述的基于BIM模型的自动施工方法，其特征在于，所述目标建筑区域的作业站点的数量大于1，所述目标建筑区域的作业信息还包括每个所述作业站点的作业顺序和/或每个所述作业站点的作业轨迹；所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息，控制所述作业设备从当前位置移动至所述目标建筑区域的作业站点，以及控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作，包括：所述作业设备根据解析到的所有所述作业站点的作业顺序及所有所述作业站点的作业轨迹，从所有所述作业站点中选择起始作业站点，并根据解析到的所述导航地图及所述目标BIM模型，从当前位置移动至所述起始作业站点，并从解析到的所述目标建筑区域的作业信息中获取所述起始作业站点对应的作业信息，所述起始作业站点对应的作业信息包括
所述起始作业站点的作业区域的作业类别及所述起始作业站点的作业区域的作业深度；所述作业设备根据所述起始作业站点对应的作业类别及所述起始作业站点对应的作业深度，控制所述作业设备的执行机构对所述起始作业站点的作业区域执行作业操作，当监测到所述起始作业站点的作业区域完成作业时，将与所述起始作业站点相邻的下一作业站点更新为所述起始作业站点，并重新执行所述的从解析到的所述目标建筑区域的作业信息中获取所述起始作业站点对应的作业信息，根据所述起始作业站点对应的作业类别及所述起始作业站点对应的作业深度，控制所述作业设备的执行机构对所述起始作业站点的作业区域执行作业操作的步骤，直至所有所述作业站点均完成作业。4.根据权利要求1所述的基于BIM模型的自动施工方法，其特征在于，所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息，控制所述作业设备从当前位置移动至所述目标建筑区域的作业站点，以及控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作，包括：所述作业设备根据所述目标BIM模型，确定所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，并根据所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，分析所述目标建筑区域的作业区域的作业方向，所述目标建筑区域的作业方向包括横向作业、纵向作业及斜向作业中的一种或多种；所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息、所述目标建筑区域的作业区域的作业方向及所述目标建筑区域的作业区域的边界信息，确定所述目标建筑区域的作业区域的作业配置参数；所述作业设备根据所述目标建筑区域的作业区域的作业配置参数，控制所述作业设备的执行机构对所述墙面执行作业操作。5.根据权利要求4所述的基于BIM模型的自动施工方法，其特征在于，所述方法还包括：所述作业设备根据所述目标BIM模型及所述导航信息，判断所述目标建筑区域中是否存在确定出的特殊构件特征，当判断出存在时，为所述特殊构件特征所在的作业区域设置标识信息，并根据所述关键构建特征，确定所述特殊构件特征所在的作业区域的形状，所述特殊构件特征对应的标识信息用于表示当对所述特殊构件特征所在的作业区域进行作业时要避开所述特殊构件特征；当所述起始作业站点的作业区域存在所述关键构建特征时，所述作业设备根据解析到的所述目标建筑区域的作业信息、所述目标建筑区域的作业区域的作业方向及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程德考，曲强，常先伟，卢字轩，姜盛坤，桑爱平，余英海，林小峰，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：