一.背景
建筑行业是世界上数字化程度最低的行业之一,设计施工建造离不开各参建单位的紧密的配合,图纸是其中必不可少的沟通工具。通过图纸,人们可以想象出这个构件在三维空间的样子,在现场施工时可以依照图纸的标识来判定该构件的尺寸、位置等信息来完成施工,往往一个项目的建成可能汇聚了上千页的图纸。但二维的图纸在表达三维下的物体时是有局限性的,它容易产生空间上的误导,从而发生错误导致成本的大幅度提高。
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手机和平板电脑等移动设备的出现使人们的生活变得更加快捷,云计算和数据流基础架构可以使移动设备的数据无缝连接起来。雷达系统和图像算法的引进使得移动设备可以高精度的扫描物体并分析结果,但这些在建筑行业上的应用依旧处于婴儿阶段。
二.什么是增强现实?
首先让我解释一下几种计算机生成的现实之间的区别。所有现实类型都包含在一个称为“扩展现实”(XR)的通用术语中。 XR是一个相当新的术语,指的是由计算机技术和各种移动设备生成的所有真实和虚拟环境以及人机交互。扩展现实一词包括:
AR –增强现实
VR –虚拟现实
MR –混合现实
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通俗的讲,AR可以使用平板电脑或智能手机在现实世界中叠加数字图像。将虚拟信息添加到现实中。这样的信息与特定点相关联,形成标记。虚拟对象将始终显示在标记的顶部。可以四处走动从不同角度查看它。
三.建筑行业中的增强现实
因此,AR在建筑行业中有哪些应用?
1、项目决策
利用BIM+AR技术,用户可以在施工之前以真实的比例真实地看到建筑物。通过将BIM模型加载到移动设备端,利用AR技术在规划红线周围进行虚拟漫步,查看是否存在任何冲突或进行更改,从而避免发生错误,这样可以使得各参建方能够实时看到任何更改的所造成的影响。
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2、沟通与教学
在施工现场中,面对存在争议的环节,通过图纸的沟通可能会造成信息不对称,表达与理解上的冲突,或者是在培育新人进行讲解时,面对现场空无一物的环境而无从下手,通过AR技术可以在施工现场查看该处BIM模型信息,所见即所得,消除沟通障碍,使讲解变得更加通俗易懂。
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3、检查
施工现场的检查过程需要几个人,需要在图纸上进行反复确认,即使这样,也可能会存在误差。有些工序通常是必须重复进行的,从而使过程很费时间。但是,借助AR,检查人员可以准确地将BIM模型与实际构造进行比较。AR使检查人员可以拍照,记录潜在问题,然后将其集成到模型中,在云端发起流程,如果发现问题可以指派相应人员进行整改,整改人员也可以通过AR进行整改回复,提交验收,大幅度提高准确性并节约时间与成本。
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4、查看进度
AR使我们能够向现实世界提供项目信息。通过预先在云端加载好的BIM模型与实际施工情况相比较,移动设备的BIM模型可以携带事先计划好的时间安排,提供有关施工进度的视觉反馈。因此,可以通过AR技术在现场进行必要的更正。
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5、地下工程
在地下铺设电缆或管道时,可能会损坏现有的公用设施,甚至在地下建筑工作中损坏气体管线会引起爆炸。通过AR技术在工作开始之前将已有地下结构物等相关信息传到移动设备,在开挖之前可以看到已有构筑物的位置和深度,从而避免损坏来降低风险。在我们的生活中这样的例子并不少见,小区停水、停电就是常见的现象,原因往往就是某施工单位挖断水管、电线造成的。同时,在运营阶段,可以通过AR技术查看回填后的管道信息,透视至地下,实现安全管理与运营。
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6、其他功能
长度测量、角度测量、水平测量目前已经可以通过移动设备内置的陀螺仪来实现,这些功能更是施工现场中常用的,同时结合IoT技术,可以使项目在运营阶段,实时查看设备的运行数据,与FM管理系统相结合可以形成工作流,因此具有可携带性、准确性、安全性、高效性、节约成本等优势。
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四.总结
过去,纸制图纸是建设项目的基础,从规划到设计到施工甚至到运营都尤为重要。在如今,现代技术的发展应该使得建筑进入新一代的方式。
设计单位和施工单位可以通过高度详细的BIM模型进行有效的协作。增强,虚拟和混合现实的技术也许可以成为建筑业数字化革命的一项重要支撑。
从纸张到屏幕,从二维到三维,从屏幕上的三维到我们周围的真实世界,建筑行业正在走向思维的转变。
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