[發明專利]基于BIM的虛擬現實展示方法和系統

有效

• 申請號: 201410675455.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104484033B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 尹仕友;嚴國林;王朱偉
• 申請（專利權）人: 上海同筑信息科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及建筑信息模型領域，具體地，涉及基于BIM的虛擬現實展示方法和系統。

背景技術

BIM是Building Information Modeling的縮寫，國內通常將其翻譯為建筑信息模型。是一種建筑全生命周期信息化管理技術，具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖五大特點。BIM是一種全新的建筑設計、施工、管理方法，以三維數字信息技術為基礎，將規劃、設計、建造、運營等各階段的數據資料全部包含在3D模型之中，讓建筑物整個生命周期中任何階段的工作人員在使用該模型時，都能根據精確完整的數據做出有效、正確的決策。

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)是綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。

傳統的建筑信息展示方法有：實物展示，沙盤展示，普通基于BIM展示。

實物展示需要建筑已經建造完成，觀察者可以身臨其境，但是，此方法成本高，耗時長，具有單一性，對場地等要求高。

沙盤展示是通過制作理想化建造的模型，觀察者通過模型來觀察，此方法有很大局限性，首先，觀察者只能觀察到建筑的外部結構，內部的具體信息都沒辦法獲得，其次，沙盤展示模型一般較小，外部一些細節性的信息不會被觀察者得到。

當前的基于BIM技術的模型建立，模擬真實信息技術已經很成熟，但是BIM技術的展現方式還是基于單一的平面現實終端，觀察者只是觀察到2維的，平面的信息圖像，并沒辦法到身臨其境的感覺，并沒有給觀察者提供很好的感官效果。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于BIM的虛擬現實展示方法和系統，以解決如下技術問題：

1)基于BIM的虛擬現實展示方法可以1:1的真實的展現建筑的結構

2)基于BIM的虛擬現實展示方法可以低成本的、短周期的完成建筑的展示

3)基于BIM的虛擬現實展示方法可以給觀察者提供沉浸式的感覺，使觀察者身臨其境。

根據本發明提供的一種基于BIM的虛擬現實展示方法，包括如下步驟：

步驟1：生成BIM建筑模型；

步驟2：將BIM建筑模型數據傳輸到觀察者所佩戴的顯示頭盔中；

步驟3：利用安裝于顯示頭盔的傳感器獲取用戶的觀察信息，將用戶的觀察信息傳回BIM建筑模型中，BIM建筑模型接收觀察者的位置信息；

步驟4：根據觀察者的觀察信息更新BIM建筑模型數據，返回步驟2繼續執行。

優選地，觀察信息包括觀察者頭部姿態信息以及觀察者空間位置信息，步驟3包括如下步驟：

步驟3.1：通過設置于顯示頭盔內部的傳感器B獲取觀察者頭部姿態信息；

步驟3.2：通過設置于顯示頭盔外部的傳感器A獲取觀察者空間位置信息。

優選地，步驟3.1包括如下步驟：

步驟3.1.1：傳感器B為三軸陀螺儀，當顯示頭盔姿態發生變化時，利用三軸陀螺儀在重力力矩作用下的進給運動，獲取到觀察者頭部姿態信息，其中，觀察者頭部姿態信息包括姿態變化信息；

步驟3.1.2：將姿態變化信息通過內置在顯示頭盔中的無線通信模塊傳輸給電腦，電腦將姿態變化信息儲存在數據庫中并與BIM建筑模型進行實時匹配。

優選地，步驟3.2包括以下步驟：

步驟3.2.1：布置傳感器A，其中，傳感器A為物理參數完全相同的三個相機，物理參數包括：像素尺寸、焦距、分辨率；所述三個相機安放在觀察者的上方，且所述三個相機之間均有間距，相機用于對空間中物體拍照，任意相鄰兩個相機構成一對相機組；每個相機均與電腦相連接，相機將拍攝到的圖像發送到電腦；

步驟3.2.2：每個顯示頭盔上均有一個特征標志點；電腦對相機所拍攝圖像中特征標志點進行提取匹配，根據雙目視覺的原理，并利用相機間的空間位置關系，計算出顯示頭盔在空間中的實際位置信息作為觀察者空間位置信息。

優選地，步驟3.2.2包括以下步驟：

步驟3.2.2.1：所述三個相機在裝好位置后，通過相機標定的方法，獲取相機之間的旋轉關系R以及平移關系T；

步驟3.2.2.2：所述三個相機中每次只有一對相機工作構成相機組，獲取特征標志點在圖片上的坐標后，通過相機之間的旋轉關系R以及平移關系T，計算出特征標志點在空間中的坐標；

步驟3.2.2.3：根據得到的特征標志點的空間坐標，計算出顯示頭盔在空間中的實際位置。

優選地，步驟3.2.2.2包括以下步驟：