一种VR虚拟建造系统及其双向实时同步方法与流程

一种vr虚拟建造系统及其双向实时同步方法
技术领域
1.本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种vr虚拟建造系统及其双向实时同步方法。


背景技术：

2.目前，对于艺术宫殿类的装饰工程，设计师一般是凭借灵感进行方案设计，而对于方案中构件的比例关系以及效果呈现却无法凭想象掌控，完全靠现场的实体样板展示设计结果，从而实现对设计方案的验证。而尤其是仿古的宫殿场景，实体打样的部位有上百处。设计师对实体样板不满意时，就进行拆改，造成上百吨钢材、上千平方木板等材料的浪费；而高达数十次的拆改，也会影响施工作业班组、管理人员的工作热情，对项目管理也会产生非常不利的影响。
3.而上述项目正是虚拟现实技术展示的最佳舞台，在lumion、formz、navisworks等三维展示工具中，3dmax是装饰效果展示的最佳工具。所以就需要有一种虚拟现实工具，能接收和处理来自3dmax的信息，将3dmax逼真、完美的效果展示代入虚拟现实中。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种vr虚拟建造系统及其双向实时同步方法，旨在解决现有技术中的靠现场的实体样板实现对设计方案的验证，造成材料的浪费，对项目管理产生不利影响的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的一种vr虚拟建造系统，包括客户终端、信息交互终端和虚拟应用终端；
6.所述客户终端、所述信息交互终端和所述虚拟应用终端彼此连接；
7.所述客户终端：用于获取客户数据和客户指令，并将所述客户数据和所述客户指令上传至所述虚拟应用终端，以及存储至所述信息交互终端；
8.所述虚拟应用终端：用于获取所述客户数据和所述客户指令，并生成相应的场景模型，将所述场景模型转换和输出，以及存储至所述信息交互终端；
9.所述信息交互终端：用于记录和存储所述客户数据、所述客户指令和所述场景模型。
10.其中，所述客户终端包括数据采集模块和指令采集模块，所述数据采集模块与所述信息交互终端和所述虚拟应用终端连接，所述指令采集模块与所述数据采集模块和所述虚拟应用终端连接；
11.所述数据采集模块：用于读取和解析所述客户数据，获得建筑数据，将所述建筑数据存储至所述信息交互终端，以及上传至所述虚拟应用终端；
12.所述指令采集模块：用于获取所述客户指令，并生成相应的控制指令，将所述控制指令上传至所述数据采集模块和所述虚拟应用终端。
13.其中，所述客户终端还包括搜索模块，所述搜索模块与所述信息交互端连接；
14.所述搜索模块：用于获取客户搜索信息，并上传至所述信息交互终端进行搜索，提取相应的搜索结果。
15.其中，所述虚拟应用终端包括渲染模块和转换模块，所述渲染模块与所述数据采集模块和所述信息交互终端连接，所述转换模块与所述渲染模块连接；
16.所述渲染模块：用于获取所述建筑数据，并对所述建筑数据进行渲染，生成虚拟影像，将所述虚拟影像存储至所述信息交互终端，以及传送至所述客户终端；
17.所述转换模块：用于将获取的所述虚拟影像进行转换和输出。
18.其中，客户终端还包括查看模块，所述查看模块与所述渲染模块和所述指令采集模块连接；
19.所述查看模块：用于获取客户反馈指令，并将所述客户反馈指令上传至所述指令采集模块，生成实时查看场景。
20.其中，所述数据采集模块读取单元和解析单元，所述读取单元与所述信息交互终端连接，所述解析单元与所述读取单元连接和所述渲染模块连接；
21.所述读取单元：用于获取所述客户数据，并将所述客户数据存储至所述信息交互终端，以及上传至所述解析单元；
22.所述解析单元：用于获取所述客户数据，并将所述客户数据生成建筑数据，将所述建筑数据存储至所述信息交互端，以及上传至所述渲染模块。其中，
23.一种vr虚拟建造双向实时同步方法，包括以下步骤：
24.通过数据采集模块对客户数据进行读取和解析，并获得建筑数据；
25.通过渲染模块对所述建筑数据进行渲染，并获得虚拟影像，同时将所述虚拟影像上传至查看模块；
26.所述查看模块将客户查看指令与所述虚拟影像结合，获得实时查看场景。
27.本发明的vr虚拟建造系统及其双向实时同步方法，通过所述客户终端上传绘制好的3d建筑图纸，所述虚拟应用终端将建筑图纸渲染成虚拟场景模型，再反馈回所述客户终端，用户通过所述客户终端查看到虚拟场景模型，再通过所述修改单元，可以对建筑图纸进行更改，而后所述渲染模块对虚拟场景模型进行实时更改，用户实时同步的根据虚拟场景模型更改建筑图纸，最后通过所述转换模块转换出所需格式图纸，所述信息交互终端存储最初数据、最终数据和中间修改数据，便于用户后期查找，进而将三维图纸带入虚拟现实中，方便对设计方案进行验证，避免材料浪费，有利于项目管理，用户体验感更佳。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明的vr虚拟建造系统的结构示意图。
30.图2是本发明的读取单元的结构示意图。
31.图3是本发明的vr虚拟建造双向实时同步方法的步骤图。
[0032]1‑
客户终端、2
‑
信息交互终端、3
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虚拟应用终端、11
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数据采集模块、12
‑
指令采集
模块、13
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搜索模块、14
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查看模块、31
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渲染模块、32
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转换模块、111
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读取单元、112
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解析单元、113
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修改单元、121
‑
语音采集单元、122
‑
动作采集单元。
具体实施方式
[0033]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]
请参阅图1和图2，本发明提供了一种vr虚拟建造系统，包括客户终端1、信息交互终端2和虚拟应用终端3；
[0036]
所述客户终端1、所述信息交互终端2和所述虚拟应用终端3彼此连接；
[0037]
所述客户终端1：用于获取客户数据和客户指令，并将所述客户数据和所述客户指令上传至所述虚拟应用终端3，以及存储至所述信息交互终端2；
[0038]
所述虚拟应用终端3：用于获取所述客户数据和所述客户指令，并生成相应的场景模型，将所述场景模型转换和输出，以及存储至所述信息交互终端2；
[0039]
所述信息交互终端2：用于记录和存储所述客户数据、所述客户指令和所述场景模型。
[0040]
在本实施方式中，所述客户终端1为vr头盔或vr眼镜一种或多种，首先，用户在计算机端利用3d建模软件autodeskrevit、3dmax等建立建筑图纸，然后将绘制好的3d建筑图纸输入所述客户终端1，所述客户终端1读取和解析建筑图纸，并利用插件revit
‑
to
‑
lumion
‑
bridge将建立好的建筑图纸转换为3d渲染软件可读取的文件格式，将转换好文件格式的建筑图纸文件导入到所述虚拟应用终端3，利用3d渲染软件对建筑图纸进行材质的渲染以及真实环境的模拟，获得场景模型，在渲染完成的场景模型内，设立不同的全景观察点，利用激光定位器在体验区内对用户的坐标进行追踪定位，激光定位器包括状态指示灯、led镜头，其中状态指示灯用于显示激光定位器的运行状态，led镜头则是用来发射与捕捉激光光束，在矩形体验区的对角位置设置两个激光定位器，每个激光定位器分别在水平和垂直方向轮流对体验区空间发射横竖激光以扫描矩形体验区的定位空间，通过计算机连接外设设备，将场景模型以全景视角场景投影到用户所佩戴的vr头盔内，用户可验证设计方案是否合理，同时，用户可通过语音和动作传达指令，更改场景模型，实时修改建筑图纸，最后再利用所述虚拟应用终端3输出最终图纸数据，所述信息交互终端2监控用户修改指令，实时记录数据变化，便于用户后期查找对比文件，进而将三维图纸带入虚拟现实中，方便对设计方案进行验证，避免材料浪费，有利于项目管理，用户体验感更佳。
[0041]
进一步地，请参阅图1，所述客户终端1包括数据采集模块11和指令采集模块12，所述数据采集模块11与所述信息交互终端2和所述虚拟应用终端3连接，所述指令采集模块12与所述数据采集模块11和所述虚拟应用终端3连接；
[0042]
所述数据采集模块11：用于读取和解析所述客户数据，获得建筑数据，将所述建筑数据存储至所述信息交互终端2，以及上传至所述虚拟应用终端3；
[0043]
所述指令采集模块12：用于获取所述客户指令，并生成相应的控制指令，将所述控制指令上传至所述数据采集模块11和所述虚拟应用终端3。
[0044]
在本实施方式中，首先，用户在计算机端利用三维软件设计出建筑图纸，然后，将建筑图纸上传至所述数据采集模块11，所述数据采集模块11读取和解析建筑图纸，将建筑图纸转化为适合3d渲染软件的格式，获得建筑数据，将建筑数据上传至所述虚拟应用终端3进行渲染，同时建筑图纸和建筑数据存储至所述信息交互终端2，便于用户后期查找；所述指令采集模块12判断和分析用户的语音和动作，转化为用户的控制指令，将控制指令上传至所述虚拟应用终端3，可根据用户的转动和选择，观察不同方位的场景模型，便于用户对设计方案的验证，同时还能将用户更改数据的指令上传至所述数据采集模块11，对建筑图纸进行更改，实时修改场景模型，得到最佳设计方案，进而将三维图纸带入虚拟现实中，方便对设计方案进行验证，避免材料浪费，有利于项目管理，用户体验感更佳。
[0045]
进一步地，请参阅图1，所述客户终端1还包括搜索模块13，所述搜索模块13与所述信息交互端连接；
[0046]
所述搜索模块13：用于获取客户搜索信息，并上传至所述信息交互终端2进行搜索，提取相应的搜索结果。
[0047]
在本实施方式中，所述搜索模块13根据用户搜索的信息，提取关键词，而后上传至所述信息交互终端2，在所述信息交互终端2匹配相似关键词内容，最后将匹配结构反馈给用户，便于用户查找历史数据，有利于对设计方案进行优化，用户体验感更佳。
[0048]
进一步地，请参阅图1，所述虚拟应用终端3包括渲染模块31和转换模块32，所述渲染模块31与所述数据采集模块11和所述信息交互终端2连接，所述转换模块32与所述渲染模块31连接；
[0049]
所述渲染模块31：用于获取所述建筑数据，并对所述建筑数据进行渲染，生成虚拟影像，将所述虚拟影像存储至所述信息交互终端2，以及传送至所述客户终端1；
[0050]
所述转换模块32：用于将获取的所述虚拟影像进行转换和输出。
[0051]
在本实施方式中，所述渲染模块31利用渲染软件对建筑图纸进行材质的渲染以及真实环境的模拟，并将生成的虚拟影像反馈给所述客户终端1，使用户进入虚拟场景中，对设计方案进行验证；所述转换模块32将虚拟影像进行转换，输出用户选择格式，便于用户保留数据包，有利于后期的图纸制作，用户体验感更佳。
[0052]
进一步地，请参阅图1，客户终端1还包括查看模块14，所述查看模块14与所述渲染模块31和所述指令采集模块12连接；
[0053]
所述查看模块14：用于获取客户反馈指令，并将所述客户反馈指令上传至所述指令采集模块12，生成实时查看场景。
[0054]
在本实施方式中，所述查看模块14至少包括相机镜头和追踪感应器，相机镜头用于用户透过头盔观察建筑模型的全景视角场景，追踪感应器测量两个激光定位器分别发出的x轴激光和y轴激光到达头盔追踪感应器时间，通过各个追踪感应器的位置差，计算出vr头盔在体验区中的位置和运动轨迹，并通过vr头盔将位置信息和运动轨迹上传至计算机中，进而能不同方向的观察虚拟影像，有利于对设计方案的验证，用户体验感更佳。
[0055]
进一步地，请参阅图2，所述数据采集模块11读取单元111和解析单元112，所述读取单元111与所述信息交互终端2连接，所述解析单元112与所述读取单元111连接和所述渲染模块31连接；
[0056]
所述读取单元111：用于获取所述客户数据，并将所述客户数据存储至所述信息交互终端2，以及上传至所述解析单元112；
[0057]
所述解析单元112：用于获取所述客户数据，并将所述客户数据生成建筑数据，将所述建筑数据存储至所述信息交互端，以及上传至所述渲染模块31。
[0058]
在本实施方式中，所述读取单元111将建筑行业制图的revit软件导出bim模型中的ifc文件，并读取ifc文件，以及上传至所述解析模块，所述解析模块通过bim模型中对ifc文件存储的标准，找到在unity中对应函数计算方法，通过对应的方法结合自定义的数据存储属性对ifc文件进行数据的深度解析，其中解析的部分定义属性固定采用数据一对一映射的标准，另一部分则采用一对多的数据映射关系，生成建筑数据，并上传至所述渲染模块31，获得场景模型，进而对设计方案进行验证，避免材料浪费，有利于项目管理，用户体验感更佳。
[0059]
进一步地，请参阅图2，所述指令采集模块12包括语音采集单元121和动作采集单元122，所述语音采集单元121与所述渲染模块31连接，所述动作采集单元122与所述数据采集模块11连接；
[0060]
所述语音采集单元121：用于获取用户语音信息，并对所述语音信息进行识别和匹配，生成相应的语音控制指令，将所述语音控制指令存储至所述信息交互终端2，以及上传至所述渲染模块31；
[0061]
所述动作采集单元122：用于获取用户动作信息，并对所述动作信息进行识别和匹配，生成相应的动作控制指令，将所述动作控制指令上传至所述数据采集模块11，以及存储至所述信息交互端。
[0062]
在本实施方式中，所述语音采集单元121，用于对用户的语音进行识别，并将所捕捉到的语音与所述渲染模块31进行交互，语音控制虚拟场景的变换，所述动作采集单元122包括述红外光学跟踪定位器和体感交互器，红外光学跟踪定位器用于确定用户动作捕捉的预定范围，并跟踪用户的动作范围，且进一步在判别所跟踪到的用户的动作范围位于预定范围后，确定用户动作具有有效性；体感交互器，用于在红外光学跟踪定位器判别用户动作具有有效性后，捕捉用户的各类动作，并将所捕捉到的用户的各类动作与所述虚拟应用终端3中预设的所述渲染模块31进行交互，动作包括身体动作和手势动作，进而实时观察不同的虚拟场景，有利于设计方案的验证，用户体验感更佳。
[0063]
进一步地，请参阅图2，所述数据采集模块11还包括修改单元113，所述修改单元113与所述读取单元111连接和所述动作采集单元122连接；
[0064]
所述修改单元113：用于获取客户修改动作指令和所述建筑数据，并对所述建筑数据进行更改，然后将更改数据上传至所述读取单元111。
[0065]
在本实施方式中，首先，用户体验到设计方案被虚拟化，然后需要对设计方案进行优化，通过动作或语音，提出修改地方和修改参数，通过所述动作采集单元122或所述语音采集单元121生成相应的修改指令，修改建筑数据，同时虚拟场景被修改，进而方便对设计方案进行验证，避免材料浪费，有利于项目管理，用户体验感更佳。
[0066]
请参阅图3，一种vr虚拟建造双向实时同步方法，包括以下步骤：
[0067]
s101：通过数据采集模块11对客户数据进行读取和解析，并获得建筑数据。
[0068]
s102：通过渲染模块31对所述建筑数据进行渲染，并获得虚拟影像，同时将所述虚拟影像上传至查看模块14。
[0069]
s103：所述查看模块14将客户查看指令与所述虚拟影像结合，获得实时查看场景。
[0070]
在本实施方式中，首先，用户将设计好的三维建筑图纸上传至所述数据采集模块11，所述数据采集模块11中所述读取模块读取建筑图纸，所述解析单元112将建筑图纸转换成三维渲染软件格式，获得建筑数据，然后，将建筑数据上传至所述渲染模块31，所述渲染模块31通过三维渲染软件对建筑数据进行材质的渲染以及真是环境的模拟，将建筑图纸生成虚拟影像，再将虚拟影像反馈回所述客户终端1的所述查看模块14，所述查看模块14将客户语音或动作反馈信息发送至所述指令采集模块12，所述指令采集模块12将客户反馈信息转换成客户指令，而后控制所述虚拟影响变换，进而实现实时查看设计方案的虚拟影像；同时，用户还能通过所述修改模块对建筑数据进行修改，而后实时转换成修改后的虚拟影像，有利于设计方案的优化，然后通过所述虚拟应用终端3的所述转换模块32将最终成型虚拟影像转换成用户所需格式，便于对建筑图纸的修改；所述信息交互终端2实时记录和存储用户操作步骤和建筑数据，用户后期通过所述搜索模块13进行查询建筑数据，有利于建筑图纸的制作，进而将三维图纸带入虚拟现实中，方便对设计方案进行验证，避免材料浪费，有利于项目管理，用户体验感更佳。
[0071]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。