一种基于增强现实安全帽的施工管控系统及方法与流程

技术特征：

1.一种基于增强现实安全帽的施工管控系统，其特征在于，包括：增强现实安全帽和基于BIM的施工信息管控单元；

增强现实安全帽包括安全帽本体以及装载于本体上的位姿测定仪、位姿信息发射器、施工信息接收器、增强现实眼镜；位姿测定仪用于安全帽本体的位置、水平方向朝向和竖直方向倾斜角度的测定，位姿测定仪测得的安全帽本体的位置、朝向和角度信息通过位姿测定仪的输出端发送到位姿信息发射器的输入端；增强现实眼镜的输入端与施工信息接收器的输出端连接，增强现实眼镜用于显示从施工信息接收器接收到的施工信息；

基于BIM的施工信息管控单元包括处理器以及由该处理器连接的位姿信息接收器、施工信息发射器、工程BIM数据库存储器；位姿信息接收器的输入端连接位姿信息发射器的输出端，位姿信息接收器的输出端连接至处理器；施工信息发射器的输出端连接施工信息接收器的输入端，施工信息发射器的输入端连接工程BIM数据库存储器的输出端；工程BIM数据库存储器中存有工程项目BIM模型以及与该工程项目BIM模型中各施工对象相对应的施工信息；

处理器将位姿信息接收器接收到的安全帽本体的位置、朝向和角度信息输入到工程项目BIM模型中，得到安全帽当前位置、朝向和角度所对应的施工对象，并读取工程BIM数据库存储器中存储的对应该施工对象的施工信息，通过施工信息发射器将该施工信息发射给施工信息接收器，施工信息接收器将该施工信息输送到增强现实眼镜上进行显示。

2.如权利要求1所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控系统，其特征在于，位姿测定仪包括：GPS传感器、电子罗盘、角加速度传感器；GPS传感器用于获取安全帽位置信息，电子罗盘用于获取安全帽在水平方向上的指向信息，角加速度传感器用于确定安全帽在垂直方向上的倾斜角度信息。

3.如权利要求1所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控系统，其特征在于，位姿测定仪包括用于测定安全帽位置的位置传感器，位置传感器包括：设于安全帽本体上的位置信号发射器、设于施工现场的三个不共线的位置信号接收器，以及位置计算器；位置信号发射器的输出端连接三个位置信号接收器的输入端；三个位置信号接收器的输出端均连接位置计算器的输入端；位置计算器用于根据三个位置信号接收器接收到位置信号的时间差计算出安全帽的位置；

位置计算器设于安全帽本体上，位置计算器的输出端连接位姿信息发射器的输入端；

或者，位置计算器由基于BIM的施工信息管控单元的处理器兼任。

4.如权利要求1-3所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控系统，其特征在于，增强现实安全帽还包括施工信息推送开关，用于控制施工信息推送的启动及停止；

施工信息推送开关为手动开关，手动控制施工信息推送的启动及停止；

或者，施工信息推送开关为安装在安全帽本体上的速度检测仪，检测到安全帽移动时停止推送，检测到安全帽静止时启动推送；

或者，施工信息推送开关由基于BIM的施工信息管控单元的处理器兼任，当处理器检测到安全帽本体的位置、朝向和角度信息维持一定时间不变，则启动施工信息推送；当处理器检测到接收的安全帽本体的位置、朝向和角度信息中的任意一个发生变化，则停止施工信息推送。

5.如权利要求4所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控系统，其特征在于，增强现实眼镜枢接在安全帽本体上，以便折叠及展开，施工信息推送开关为手动开关，手动开关设置在增强现实眼镜上或者安全帽本体上，当增强现实眼镜折叠在安全帽本体上时，手动开关处于增强现实眼镜和安全帽本体之间，以通过增强现实眼镜的折叠和展开触发。

6.如权利要求5所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控系统，其特征在于，增强现实安全帽上设有画面定格开关，画面定格开关连接增强现实眼镜，用于将增强眼镜上显示的画面定格。

7.一种基于增强现实安全帽的施工管控方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)构建工程项目BIM模型，并存储工程项目BIM模型中各施工对象相对应的施工信息；

(2)读取安全帽的位姿信息，包括安全帽本体的位置、水平方向朝向和竖直方向倾斜角度的测定；

(3)将安全帽的位姿信息输入工程项目BIM模型中进行视线模拟，根据工程项目BIM模型中模拟的视线选定施工对象；

(4)调取对应施工对象的施工信息；

(5)将步骤(4)调取的施工信息推送至安全帽上的增强现实眼镜进行显示。

8.如权利要求7所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控方法，其特征在于，步骤(3)中选定施工对象的方法如下：

根据读取的位姿信息，在BIM模型中模拟安全帽的位置A、水平偏移角度α和垂直倾斜角度β，根据A、α、β建立虚拟视觉射线AD，将BIM模型中与虚拟视觉射线AD干涉的第一个施工对象作为选定施工对象；

或者，以虚拟视觉射线AD为中心、以角度为半径建立虚拟的视角范围，当该视角范围内仅有一个施工对象时，将该施工对象作为选定施工对象；当该视角范围内有多个施工对象时，将其中与位置A距离最近的施工对象作为选定施工对象。

9.如权利要求7或8所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控方法，其特征在于，还包括信息推送判断步骤，信息推送判断步骤设于步骤(1)～(5)中任意相邻两个步骤之间，所述信息推送判断步骤为：需要查看施工信息，则继续执行后续步骤；不需要查看施工信息，则暂停或终止后续步骤的执行。

10.如权利要求9所述的一种基于增强现实安全帽的施工管控方法，其特征在于，当增强现实眼镜成功显示施工信息之后，将显示的内容定格。