基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于WebGL和无人机的建筑工程可视化监测方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程
，尤其涉及一种基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法
。

技术介绍

[0002]在建筑工程建设过程中，往往使用无人机拍摄工程的场景并结合
BIM
技术建立拍摄后的工程三维模型，利用三维模型对建筑工程施工场景进行监测
。
但传统的 BIM 应用程序一般是基于桌面客户端，通常需要安装高性能图形硬件和安装包，而且具有操作复杂
、
兼容性差等缺点，增加了加载和处理三维数据模型所需要的时间，不利于用户对建筑工程施工场景的监测
。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法，本方法将复杂的工程三维模型数据转化成浏览器能够识别和再渲染的格式，实现模型的轻量化，无需安装高性能图形硬件和安装包，减少了加载和处理三维数据模型所需要的时间，方便实现对建筑工程施工场景的监测
。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法包括如下步骤：步骤一
、
确定无人机移动拍摄的目标位置，通过无人机移动拍摄获取建筑物指定角度的照片，基于
BIM
技术构建建筑工程的
BIM
模型；步骤二
、
获取
BIM
模型的实体和层次结构，从
BIM
模型中提取三维可视化信息；步骤三
、
计算建筑工程中每个建筑物构件的位置旋转矩阵，转换
BIM
模型的几何外形表达；步骤四
、
构建基于建筑物构件空间划分与多叉树森林的混合空间索引；步骤五
、
进行建筑物构件数据调度，应用浏览器端
WebGL
图形引擎对
BIM
模型进行轻量可视化监测
。
[0005]进一步，所述步骤一中，设定无人机飞行路径，获取无人机的当前位置，依据建筑工程位置和无人机当前的位置，在预设的拍摄点对建筑物进行拍摄，获取建筑物指定角度的照片；所述
BIM
模型通过采集建筑工程数据集合，由建筑工程数据集合基于
BIM
技术对建筑工程进行三维建模，生成建筑工程模型
。
[0006]进一步，所述步骤二中，解析
BIM
模型中符合建筑信息模型
IFC
标准的语言描述文件，通过对语言描述文件解析，得到 BIM
模型中实体之间的逻辑层次结构关系，并将结果储存于新的
IFC
文件内；将新的
IFC
文件内的对象与对象之间隐含的结构信息转化为数据结构进行保存，得到三维可视化信息
。
[0007]进一步，所述步骤三中，将每个建筑物构件的元素转换为世界坐标系下的位置旋转
4x4
矩阵，世界坐标系
M 表示
4x4
矩阵，相对坐标系
newM
包括
newZ、newX、newO
；其中，相对
坐标系转换为世界坐标系时，求出
new Z
轴
{0 ,0 ,1}
到
newZ
的旋转过渡矩阵
M1
；令
newM
的旋转部分乘以
M1
，则
newM
的
X
轴等于
{1 ,0 ,0}*M1
，记为
X
；求出
X
轴到
newX
的旋转过渡矩阵
M2
；返回
4x4
矩阵
M
，矩阵
M
的旋转矩阵为
M1*M2
，矩阵
M
的位置矩阵为
newO。
[0008]进一步，所述步骤三中，所述
BIM
模型的几何外形表达转换通过对
BIM
模型中建筑物构件面片进行三角化处理得到
。
[0009]进一步，所述步骤四中，构建多叉树森林的混合空间索引机制描述
BIM
模型中建筑物构件的空间关系，首先录入
BIM
模型中每个建筑物构件的建筑属性，计算每个三维物体的包围盒信息，接着通过外墙和屋顶的包围盒算出室内外空间，从而构建室内外三维场景的多叉树森林混合空间索引
。
[0010]进一步，所述步骤五中，在浏览器端通过遮挡剔除和视域剔除技术找出在当前视椎体范围内需要渲染的三维物体列表，对比已经渲染的三维物体，在图形引擎的多叉树森林上的三维物体列表找出需要加载和卸载的三维物体，实现建筑工程的可视化监测
。
由于本专利技术基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法采用了上述技术方案，即本方法通过无人机拍摄获取建筑物指定角度的照片，构建建筑工程的
BIM
模型；获取
BIM
模型的实体和层次结构，从
BIM
模型中提取三维可视化信息；计算建筑工程中每个建筑物构件的位置旋转矩阵，转换
BIM
模型的几何外形表达；构建基于建筑物构件空间划分与多叉树森林的混合空间索引；进行建筑物构件数据调度，完成浏览器端对
BIM
模型的轻量可视化监测
。
本方法将复杂的工程三维模型数据转化成浏览器能够识别和再渲染的格式，实现模型的轻量化，无需安装高性能图形硬件和安装包，减少了加载和处理三维数据模型所需要的时间，方便实现对建筑工程施工场景的监测
。
附图说明
[0011]下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：图1为本专利技术基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法流程框图
。
具体实施方式
[0012]实施例如图1所示，本专利技术基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法包括如下步骤：步骤一
、
确定无人机移动拍摄的目标位置，通过无人机移动拍摄获取建筑物指定角度的照片，基于
BIM
技术构建建筑工程的
BIM
模型；其中，无人机移动拍摄的目标位置为能够观测到建筑工程施工场景的全貌位置；依据建筑工程位置，确定无人机移动拍摄的目标位置，获取无人机当前的位置，依据建筑工程位置和无人机当前的位置，确定无人机移动拍摄的目标位置；通过设定无人机的有效追踪半径
r
，按设定轨迹飞行，飞行过程中按照预定频率记录观测数据，采集建筑工程施工场景全貌位置照片；步骤二
、
获取
BIM
模型的实体和层次结构，从
BIM
模型中提取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一
、
确定无人机移动拍摄的目标位置，通过无人机移动拍摄获取建筑物指定角度的照片，基于
BIM
技术构建建筑工程的
BIM
模型；步骤二
、
获取
BIM
模型的实体和层次结构，从
BIM
模型中提取三维可视化信息；步骤三
、
计算建筑工程中每个建筑物构件的位置旋转矩阵，转换
BIM
模型的几何外形表达；步骤四
、
构建基于建筑物构件空间划分与多叉树森林的混合空间索引；步骤五
、
进行建筑物构件数据调度，应用浏览器端
WebGL
图形引擎对
BIM
模型进行轻量可视化监测
。2.
根据权利要求1所述的基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法，其特征在于：所述步骤一中，设定无人机飞行路径，获取无人机的当前位置，依据建筑工程位置和无人机当前的位置，在预设的拍摄点对建筑物进行拍摄，获取建筑物指定角度的照片；所述
BIM
模型通过采集建筑工程数据集合，由建筑工程数据集合基于
BIM
技术对建筑工程进行三维建模，生成建筑工程模型
。3.
根据权利要求1所述的基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法，其特征在于：所述步骤二中，解析
BIM
模型中符合建筑信息模型
IFC
标准的语言描述文件，通过对语言描述文件解析，得到 BIM
模型中实体之间的逻辑层次结构关系，并将结果储存于新的
IFC
文件内；将新的
IFC
文件内的对象与对象之间隐含的结构信息转化为数据结构进行保存，得到三维可视化信息
。4.
根据权利要求1所述的基于
WebGL
和无人机的建筑工程可视化监测方法，其特征在于：所述步骤三中，将每个建筑物构件的元素转换为世界坐标系下的位置旋转
4x4

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，杨少武，谭志斌，杨昊，李小刚，左子健，
申请(专利权)人：中国二十冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：