[發明專利]基于BIM和VR的道路3D漫游模擬駕駛系統建立方法

有效

• 申請號: 201910347283.X
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110097635B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 馬濤;唐樊龍;黃曉明;張偉光;朱湘
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T13/20;G06F3/01
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發明公開了一種基于BIM和VR的道路3D漫游模擬駕駛系統建立方法。本發明包括以下步驟：(1)采用無人機技術采集數據；(2)基于BIM技術結合無人機采集的環境數據，完成周圍場景布設；(3)收集擬模擬道路的設計信息，利用BIM在已經建成的場景內完成三維道路模型的建立；(4)將已經完成的三維可視化道路進行模擬駕駛，并校對道路設計文件完善模型，確保駕駛全過程與實際場景一致；(5)將構建的3D道路模型通過VR技術生成漫游動畫并模擬駕駛全過程，實現在VR漫游模擬中即可獲得駕駛體驗。本發明可以做到對正在建設中的高速公路提前預知并真實感觸到其設計的合理性，舒適性與安全性。

技術領域：

本發明涉及高速公路模擬駕駛系統的建立領域，具體涉及一種基于BIM和VR的道路3D漫游模擬駕駛系統建立方法。

背景技術：

高速公路的建設是一個涉及地質工程、公路工程、水土保持、職務生態、現代空間技術和社會科學等多學科的組合研究領域，其設計特點在于因地制宜，復雜多樣。同時高速公路設計的合理性也極大的關系到駕駛人員的駕駛安全，有研究表明高速公路事故多發路段往往都存在或多或少的設計不合理現象，然而由于傳統的設計復核僅僅依靠查看圖紙，使得在遞交高速公路設計圖紙投入施工直至竣工通車都無法全面可靠的檢校設計的合理性，從而造成在已建成的高速公路上多引發由于設計不合理的交通事故。

BIM，即Building?InformationModeling，它通過數字信息仿真模擬建筑物所有的真實信息，包括三維幾何形狀信息，非幾何形狀信息如建筑構件的材料、重量、價格、進度和施工等等。它集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據，為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶等各環節人員提供“模擬和分析”。同時BIM技術的出現較也為傳統CAD技術面臨的種種問題帶來了契機，給道路行業帶了新的希望，掀起一次關鍵技術變革的浪潮。

VR是Virtual?Reality的縮寫，中文的意思就是虛擬現實，虛擬現實技術是一種能夠創建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術，它利用計算機生成一種交互式的三維動態視景，其實體行為的仿真系統能夠使用戶沉浸到該環境中。

為了克服傳統設計的不足，提前預知設計中存在的安全隱患，首先需要在設計階段充分利用設計文件高度還原竣工后的駕駛場景，尋找駕駛過程中可能出現的安全隱患，并基于此反饋于指導施工圖設計，使得傳統的設計更加合理。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于BIM和VR的道路3D漫游模擬駕駛系統建立方法，借助于VR與BIM技術對高速公路駕駛實現漫游模擬，可以做到對正在建設中的高速公路提前預知并真實感觸到其設計的合理性，舒適性與安全性；而對已經建成的高速公路則通過漫游模擬可以實現不用親臨現場即可考察工程全景全貌，極大的節約了時間提高了效率，尤其對工程危險地帶，更可以避開現場風險實現全景勘察。

上述的目的通過以下技術方案實現：

基于BIM和VR的道路3D漫游模擬駕駛系統建立方法，該方法包括以下步驟：

(1)采用無人機技術采集數據；

(2)基于BIM技術結合無人機采集的環境數據，完成周圍場景布設；

(3)收集擬模擬道路的設計信息，利用BIM在已經建成的場景內完成三維道路模型的建立；

(4)將已經完成的三維可視化道路進行模擬駕駛，并校對道路設計文件完善模型，確保駕駛全過程與實際場景一致；

(5)將構建的3D道路模型通過VR技術生成漫游動畫并模擬駕駛全過程，實現在VR漫游模擬中即可獲得駕駛體驗。

進一步的，步驟(1)中所述采用無人機技術采集數據是對對象道路或規劃道路區域全景進行航拍，包括高清射影像的采集、三維實景模型數據的采集、三維地形數據的處理；將采集的影像數據以及圖片進行坐標系地形數據處理，并轉換成BIM軟件支持的文件格式。