[发明专利]基于BIM与虚拟现实技术的装配式建筑智能吊装系统及方法

说明书

基于BIM与虚拟现实技术的装配式建筑智能吊装系统及方法,该系统包括服务器模块、虚拟现实场景制作模块、构件查询与报表分析模块、虚拟场景中碰撞检验模块、虚拟场景中的智能寻路模块、施工现场信息采集虚拟仿真模块、施工现场信息采集模块、虚拟场景更新模块、吊装过程的虚拟仿真模块、决策模块、吊装过程的智能控制模块和多平台控制单元模块；其可实现虚拟场景中施工过程中的构件查询与报表分析、虚拟场景中碰撞检验及智能寻路、施工现场信息采集、装配现场和装配过程的虚拟仿真、装配式建筑吊装全过程的实时在线智能控制，可显著地提高装配式建筑的安装质量与效率。

技术领域：

本发明涉及一种基于BIM与虚拟现实技术的装配式建筑智能吊装系统及其工作方法，属于智能建筑技术领域。

背景技术：

装配式建筑是一种新型的建筑结构形式，符合全寿命过程绿色建筑的概念，它响应国家节能减排，绿色施工的号召，使得建筑行业逐渐由现场作业向工厂化、工业化生产的方向发展。装配式混凝结构构件自重较大，吊装困难，安装工序复杂，精准度要求高。目前，装配式建筑的吊装还主要是以人工吊装的方式为主，而人工吊装存在着劳动强度大、效率低、工期长、吊装准确性不佳等问题，严重拖慢了装配式建筑的吊装效率。

发明内容：

发明目的：

本发明提供一种基于BIM与虚拟现实技术的装配式建筑智能吊装系统及方法，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：

一种基于BIM与虚拟现实技术的装配式建筑智能吊装系统，其特征在于：该系统包括服务器模块、虚拟现实场景制作模块、构件查询与报表分析模块、虚拟场景中碰撞检验模块、虚拟场景中的智能寻路模块、施工现场信息采集虚拟仿真模块、施工现场信息采集模块、虚拟场景更新模块、吊装过程的虚拟仿真模块、决策模块、吊装过程的智能控制模块和多平台控制单元模块；服务器模块与现实场景制作模块、构件查询与报表分析模块、施工现场信息采集模块、虚拟场景中碰撞检验模块、虚拟场景中的智能寻路模块、虚拟施工现场信息采集模块、虚拟场景更新模块、吊装过程的虚拟仿真模块、决策模块、吊装过程的智能控制模块以及多平台控制单元模块相通信。

利用上述的基于BIM与虚拟现实技术的装配式建筑智能吊装系统所实施的工作方法，其特征在于：

第一步：根据装配式建筑的特点，在服务器上建立数据库，存储所有与虚拟场景相关的数据信息、施工虚拟仿真数据信息、施工过程控制信息、各种决策指令及多平台控制单元交互控制的信息；

第二步：虚拟现实场景制作模块包括：装配式建筑的整体BIM模型，待装配的预制构件BIM模型，场地的路面及塔吊BIM模型；

第三步：利用构件查询与报表分析模块通过对虚拟场景构件的检索和数据库操作实现对场景内构件查询、检索与报表分析；

第四步：所述虚拟场景中碰撞检验模块通过虚拟场景中构件添加碰撞体组件和触发器组件，再通过算法提取与研究对象发生碰撞的所有构件；

第五步:虚拟场景中的智能寻路模块以碰撞检验作为约束条件，通过智能优化算法在虚拟场景得到最优的路径，并将相应的信息写入到服务器中；

第六步：施工现场信息采集虚拟仿真模块与碰撞检验模块和智能寻路模块通信，确定出施工现场信息采集时塔吊及RFID芯片数据采集器运动路径，形成施工现场信息采集指令存储到决策模块中；

第七步：装配现场信息采集模块包含装配式构件生产时内置的RFID芯片、塔吊臂上设置的RFID芯片数据采集器、数据传送装置及构件定位算法；通过塔吊定时旋转，RFID芯片数据采集器扫描施工现场的中预埋在装配式构件中的RFID芯片，得到RFID芯片内的BIM信息及RFID芯片到数据采集器的距离信息，RFID芯片数据采集器信息通过数据传送装置传送到服务器，服务器通过内置的定位算法计算出构件的现场定位坐标；