[发明专利]基于移动增强现实技术和BIM的工程展示方法

摘要

本发明公开了一种基于移动增强现实技术和BIM的工程展示方法，包括环境和平台准备，三维模型格式转换，三维模型比例自动匹配、组装和基点设置，三维模型信息提取与应用，现实场景三维空间检测与标示，三维模型交互操控，三维模型在现实场景中的灯光材质碰撞设置，尺寸量测。本发明优点在于将移动增强现实技术应用于大中型土木工程，通过在现实场景中放置设计的三维模型，并以人的视角身临其境的观看模型，可方便的对模型进行各种交互操作与信息查询，极大地促进了参与土木工程各方对工程的理解，为随时随地对土木工程技术方案进行讨论和会商提供了支撑平台，对推动土木工程的发展具有重要意义。

主权项

一种基于移动增强现实技术和BIM的工程展示方法，其特征在于：包括环境和平台准备，三维模型格式转换，三维模型比例自动匹配、组装和基点设置，三维模型信息提取与应用，现实场景三维空间检测与标示，三维模型交互操控，三维模型在现实场景中的灯光材质碰撞设置，尺寸量测；所述环境和平台准备为：以移动终端设备作为硬件，将采用三维设计软件构建的工程三维设计模型，转换格式后导入到三维引擎中，用于室内外场景展示；所述三维模型格式转换步骤如下：S11、在所述三维设计软件中设置三维模型不同的图层、颜色和材质，以区分单体设计模型；S12、以通用三维格式从所述三维设计软件中导出三维模型；S13、再将S12步骤中导出的所述三维模型导入到第三方动画制作软件中，然后进行分组，并设置各组基点；S14、以OpenCOLLADA第三方插件将S13步骤中分组后的三维模型导出为DAE格式三维模型；S15、将S14步骤中导出的所述DAE格式三维模型导入到Scenekit三维引擎，并转换为SCN格式三维模型；所述三维模型比例自动匹配、组装和基点设置步骤为：S21、基于所述三维模型真实尺寸和现实空间尺寸对比后，对三维模型进行自动缩放；S22、采取在所述三维设计软件中事先设置不同的图层、颜色和材质以区分三维模型，然后导入第三方动画制作软件后再采用分组和设置组基点；所述三维模型信息提取与应用为：通过对所述三维模型和信息进行唯一的ID标识并建立关联关系，然后在增强现实展示中通过三维模型ID，从信息文本中检索对应的信息ID以提取三维模型信息；所述现实场景三维空间检测与标示为：利用ARKit增强现实开发接口的现实世界平面检测能力检测现实世界平面，并在检测到的现实世界平面中心上方实时构建三维模型进行可视化标示，通过三维模型材质增强标识效果；所述三维模型交互操控为：采用基于所述移动终端设备屏幕触点射线模型检测，和移动终端设备屏幕手势交互相结合的模型操控方法，步骤为：S31、获取所述移动终端设备屏幕触点在现实三维坐标中的位置；S32、以该位置为原点，以垂直于移动终端设备屏幕的方向发射射线进行三维模型的检测；S33、以所有碰到该射线的三维模型为检测到的三维模型，选取第一个碰到的三维模型为需要交互操控的三维模型；S34、采用手指在移动终端设备屏幕上位置的变换，相应对放置在现实中的三维模型进行变换，所述变换包括平移、旋转、缩放、升降、隐藏、显示、变透明；所述三维模型在现实场景中的灯光材质碰撞设置为：利用所述移动终端设备上的光线传感器获取现实世界光线的强弱，并以此为依据相应改变三维模型组的主、次光源的强度；所述尺寸量测为：采用现实尺寸量侧和三维模型尺寸量测两种量测方法之一，现实尺寸量侧是基于移动终端设备屏幕触点位置，或移动终端设备屏幕触点射线与现实平面交点位置；三维模型量测结果为现实量测结果乘三维模型比例。