[發明專利]基于BIM與VR的測壓管埋設與維護培訓系統及方法

在審

• 申請號: 202210089698.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114329742A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張帥;馮燕明;張禮兵;杜曼玲;羅明清;何曉珊;左生龍;覃珊珊;裴海淇;張能祥;楊光;陳鏇亦
• 申請（專利權）人: 中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司;中國電建集團國際工程有限公司;中國電建集團海外投資有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06Q50/20;G06T17/00;G06T19/00;H04N13/332
• 代理公司: 昆明盛鼎宏圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53203
• 代理人: 胡璇

本申請公開了一種基于BIM與VR的測壓管埋設與維護培訓系統及方法，包括以下步驟：步驟S10：以Unity引擎平臺為核心，采用Revit構建測壓管三維模型；并輸入平臺，Mapbox組件提供埋設及維護三維場景；步驟S20：在3dmaxs中對測壓管及其場景三維模型進行數據輕量化處理，OpenVR使用經處理后的模型進行虛擬交互；步驟S30：參訓人員佩戴VR眼罩，通過虛擬交互界面進行測壓管原理介紹操作、安裝埋設操作、現場測讀操作、日常維護操作模擬訓練。

技術領域

本申請涉及水電工程大壩測壓管監測設施施工及運維培訓技術領域，特別是一種基于BIM與VR的測壓管埋設與維護培訓系統及方法。

背景技術

安全監測作為大壩安全運行管理的重要手段，是利用已埋設安裝的監測傳感器或安裝的監測裝置，全面捕捉水工建筑物運行工況下的變形、滲流、應力應變等效應量，從而了解大壩工作性態，掌握大壩變化規律，及時發現異常現象或者工程隱患的一種監測手段。

測壓管便為其中重要手段，由于其原理深奧，埋設及維護方法復雜，且埋設后隱蔽。因此，一套測壓管埋設與維護培訓系統及方法對于設計院、施工單位以及電廠人員更好的掌握此項業務技能十分必要。

現有手段中傳統培訓成本較高不直觀。主要通過將授課內容放到PPT或WORD文檔中，采用授課文檔通過類似課堂的培訓環節，進行完全被動的學習體驗。當需要現場實地學習測壓管的安裝或組裝時，身處實際操作中一方面容易面臨危險，另一方面還需要搭建完整的培訓環境并購買設備，都會增加培訓成本和時間，并占據大量空間。

目前以VR、BIM等技術為代表的新一代信息技術快速發展，日益應用到游戲、體育等垂直領域。因此，需要研究一種基于BIM與VR的測壓管埋設及維護體驗系統及方法。

發明內容

本申請提供了一種基于BIM與VR的測壓管埋設與維護培訓系統及方法用于解決現有技術中存在的測壓管安裝埋設培訓直觀性差，費時，對設備投入要求高，無法實現現場實操的技術問題。

本申請提供了一種基于BIM與VR的測壓管埋設與維護培訓系統及方法，包括以下步驟：

步驟S10：以Unity引擎平臺為核心，采用Revit構建測壓管三維模型，并輸入平臺，采用Mapbox組件提供埋設及維護三維場景；

步驟S20：在3dmaxs中對測壓管及其場景的三維模型進行數據輕量化處理，采用Open VR使用經處理后的模型進行虛擬交互；

步驟S30：參訓人員佩戴VR眼罩，通過虛擬交互界面進行測壓管原理介紹操作、安裝埋設操作、現場測讀操作、日常維護操作的模擬訓練。

優選的，步驟S20中包括步驟S21：采用三維技術搭建、輕量化適用于虛擬現實設備的測壓管設備三維模型、埋設及維護作業三維場景；將所得模型通過三維軟件導出為FBX通用格式，將模型導入3dmaxs建模軟件中，根據圖紙和照片素材對模型進行減面及輕量化處理。

優選的，當所構件模型需其他細節結構或缺乏原始數據，則按步驟S21進行多邊形建模。

優選的，利用三維技術渲染適用于虛擬現實設備的測壓管設備三維模型、埋設及維護作業三維場景，進行貼圖紋理繪制，使構建模型更貼近實物樣貌，將燈光通過烘托的方式形成貼圖賦予模型，得到低消耗光影效果，而后在引擎中根據需求制作粒子效果。

優選的，利用虛擬現實技術進行U3D、虛擬交互開發，進行手柄射線碰撞識別；確認手柄發射射線是否命中任何碰撞體，進行實操訓練。

本申請提供一種如上述方法所用的基于BIM與VR的測壓管埋設與維護培訓系統，包括：

三維構件模塊：用于以Unity引擎平臺為核心，采用Revit構建測壓管三維模型；并輸入平臺，Mapbox組件提供埋設及維護三維場景；