一种基于BIM模型的施工监理方法及系统与流程

一种基于bim模型的施工监理方法及系统
技术领域
1.本发明涉及智能化施工监理领域，具体涉及一种基于bim模型的施工监理方法及系统。


背景技术：

2.在施工过程中，工程质量的进度、质量检测、施工安全等问题均需要做好监理记录，这也是监理单位的职责所在，然而现实中的监理资料由人工实现各个项目的监理记录以及归档，无法进行过程跟踪，效率也很低下。
3.现有技术中提出了采用无人机和定位的测量方式以提升监理的工作效率，然而，由于无人机的本体占用位置以及定位的精度不够的问题，另外，还需要定位无人机到特定位置处以实现测量，交互方式不够便捷。


技术实现要素：

4.因此，本发明提供一种基于bim模型的施工监理方法及系统，以解决无人机实现监理测量时精度不够以及交互方式不够智能以及人性化的问题。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种基于bim模型的施工监理方法，包括如下步骤：s1、监理人员在便携式终端中打开装载有bim模型的监理软件，并初始化无人机位置；s2、在bim模型中调取二维或者三维施工图，在bim模型中测量设计尺寸，所述监理软件获取所述测量设计尺寸的定位数据，并将所述定位数据通过所述便携式终端分别传输至多个无人机；s3、所述多个无人机根据接收到的定位数据信息飞行至定位位置，所述无人机开启激光测距并获取无人机至障碍物的测距数据；s4、便携式终端获取多个无人机的定位信息以及测距数据并计算实际测量数据，在监理软件中显示实际测量数据以及bim模型中的设计尺寸。
5.进一步的，所述s1中的监理软件包括装载有第三方bim运行软件，能够获取第三方bim软件运行bim模型的定位数据以及设计尺寸信息，所述监理软件还能够将定位信息发送至无人机并控制无人机运行至定位位置；进一步的，所述s1中的初始化无人机位置包括如下：在bim模型中找出临时水准点，并将该临时水准点作为三维坐标原点（0,0,0），然后将其中一架无人机放置于三维坐标原点处或者附近（需要测量无人机定位模块距离临时水准点的实际三维距离以便纠正虚拟三维原点位置），定位其中一架无人机位置，并将该位置作为三维坐标原点或者纠偏后的三维坐标原点显示至bim模型中，最后将其他无人机的位置也相应显示至bim模型中相应位置处。
6.进一步的，所述s2中的在bim模型中测量设计尺寸的类型包括：测量控制桩位置、工程施工定位测量、建筑物沉降等。
7.进一步的，所述s2中的所述监理软件获取所述测量设计尺寸的定位数据进一步包括如下步骤：s21、获取操作起始点、间断点以及终点；所述间断点是指测量操作中间点位的尺寸（如果没有间断点则只获取起始点和终点）；s22、施工监理人员确认设计尺寸测量结束；s23、将操作的起始点、间断点以及终点的位置信息转换为三维位置数据分发给不同的无人机。
8.进一步的，所述s3中的无人机判断测量是高程数据还是水平数据，如果测量高程数据则开启下面无人机的高度激光测具；如果测量水平数据则开启具有障碍物阻挡的无人机的水平激光测距；进一步的，所述无人机还具有三轴陀螺仪，在执行定位以及测量操作时，无人机获取三轴陀螺仪的数据以保持无人机测距时的稳定以及姿态标准，以保证测距时的水平以及垂直度。
9.进一步的，所述无人机还具有测距和交互验证的功能；进一步的，所述测距和交互验证的实现方式为：读取位置后，水平或者垂直 移动无人机至另一位置，激光测距获取的测量数据与定位变化数据比较以达到交互验证功能，一般以激光测距的距离为准，但不绝对。
10.进一步的，所述s4中还进一步包括求取实际测量数据与bim模型中的设计尺寸的差值，并将所述差值与设置的标准偏差阈值相比较，得出是否符合标准的结论。
11.本发明还提供一种基于bim模型的施工监理系统，包括便携式终端和复数个无人机；所述便携式终端中包括具有bim模型的监理软件，所述监理软件能够获取bim模型中的操作动作以及操作动作对应的定位数据；所述复数个无人机根据所述定位数据运动至相应的定位点，并将定位数据反馈至便携式终端。
12.进一步的，所述无人机包括定位模块以及激光测距模块，所述激光测距模块通过吊装模块安装于无人机底部，所述吊装模块包括收纳腔、伸缩杆以及夹头；所述伸缩杆一端安装于收纳腔内，伸缩杆另一端连接夹头；所述夹头呈u型，并在u型夹头的上安装两个轴承，所述两个轴承相对呈中心对称安装，所述两个轴承中间转动固定有轴，所述轴中间固定激光测距模块；进一步的，所述激光测距模块重量分布均匀且呈垂直线对称分布，并在一端设置重物，能够使得激光测距模块在悬空时垂直地平面；进一步的，所述激光测距模块包括两个垂直测距探头和两个水平测距探头，所述两个垂直测距探头分别设置在激光测距模块的垂直两端，所述两个水平测距探头分别设置在激光测距模块中间位置上下两处。
13.进一步的，所述操作动作包括起始点、间断点以及终点的点击动作，点击可选为触摸屏点击或者鼠标点击。所述起始点、间断点以及终点对应的位置以及相互间的间隔会被根据bim模型中的信息而被计算出来作为定位数据。
14.进一步的，所述监理软件还能够根据操作动作而分配无人机到bim模型中起始点、间断点以及终点位置相对应施工现场相对应的位置，以实现对各个点位位置的测量。进一步的，所述监理软件还能够根据无人机定位位置以及定位数据规划无人机飞行路径；如1号无人机距离施工现场相对应的起始点更近，则被监理软件分配到bim模型中起始点相对应
的施工现场中的实际位置，同样的，2号无人机被分配到间断点相对应的位置，等无人机到达指定位置后反馈位置信息至便携式终端，然后无人机上配备的激光测距模块实现测距，将所述测距数据传输至便携式终端，根据测距距离大小大致判断无人机是否到了指定位置。
15.进一步的，所述监理软件根据待测尺寸确定是否采用多个无人机，如测量的是短距离的垂直数据，则仅仅采用激光测距模块中的垂直测距探头即可实现垂直测距。如果测量的是长距离的水平数据则启用定位以及水平测距探头，将定位数据以及水平激光测距数据发送至监理软件计算实际水平尺寸；进一步的，所述监理软件还通过控制无人机沿水平方向运动测量多个点位的定位数据和激光测距数据以验证和校准定位。如在测量水平方向的数据时，无人机沿激光测量方向运动一定距离悬停稳定后开启定位测量和水平激光测距，得到的水平定位和上一次的水平定位位置求差，与水平测距两次测量数据的差进行比较。另外，无人机在悬停时会产生振动，导致测量的定位数据和激光测距数据时刻变化，优选同一位置多次测量求取平均值作为测量数据。
16.进一步的，便携式终端获取多个无人机的定位信息以及测距数据并计算实际测量数据，在监理软件中显示实际测量数据以及bim模型中的设计尺寸。
17.本发明的有益效果是：本发明利用无人机飞行定位与监理bim模型中的定位信息交互，实现实际测量尺寸与bim模型中的尺寸相互比较，而且，定位测量和激光测距相结合实现定位的校准以及测距死角的相互补充。
附图说明
18.图1为基于bim模型的施工监理流程图；图2为一种无人机获取定位数据流程图；图3为施工监理系统架构；图4为实施例2中的无人机定位图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.实施例1请参阅附图1， 一种基于bim模型的施工监理方法，包括如下步骤：s1、监理人员在便携式终端1中打开装载有bim模型的监理软件，并初始化无人机2位置；s2、在bim模型中调取二维或者三维施工图，在bim模型中测量设计尺寸，所述监理软件获取所述测量设计尺寸的定位数据，并将所述定位数据通过所述便携式终端1分别传输至多个无人机2；s3、所述多个无人机2根据接收到的定位数据信息飞行至定位位置，所述无人机2
开启激光测距并获取无人机2至障碍物的测距数据；s4、便携式终端1获取多个无人机2的定位信息以及测距数据并计算实际测量数据，在监理软件中显示实际测量数据以及bim模型中的设计尺寸。
21.作为一种优选的实施方式，所述s1中的监理软件包括装载有第三方bim运行软件，能够获取第三方bim软件运行bim模型的定位数据以及设计尺寸信息，所述监理软件还能够将定位信息发送至无人机2并控制无人机2运行至定位位置；作为一种优选的实施方式，所述s1中的初始化无人机2位置包括如下：在bim模型中找出临时水准点，并将该临时水准点作为三维坐标原点（0,0,0），然后将1号无人机放置于三维坐标原点处或者附近（如果将1号无人机置于三维坐标附近，则需要测量1号无人机定位模块距离临时水准点的实际三维距离以便纠正虚拟三维原点位置），定位其中1号无人机位置，并将1号无人机位置作为三维坐标原点显示至bim模型中，然后将2号无人机、3号无人机的位置也相应显示至bim模型中相应位置处。
22.作为一种优选的实施方式，所述s2中的在bim模型中测量设计尺寸的类型包括：测量控制桩位置、工程施工定位测量、建筑物沉降等。
23.作为一种优选的实施方式，如图2所示，所述s2中的所述监理软件获取所述测量设计尺寸的定位数据进一步包括如下步骤：s21、获取操作起始点、间断点以及终点；所述间断点是指测量操作中间点位的尺寸（如果没有间断点则只获取起始点和终点）；s22、施工监理人员确认设计尺寸测量结束；s23、将操作的起始点、间断点以及终点的位置信息转换为三维位置数据分发给不同的无人机2；作为一种优选的实施方式，所述s3中的无人机2判断测量是高程数据还是水平数据，如果测量高程数据则开启下面无人机2的高度激光测具；如果测量水平数据则开启具有障碍物阻挡的无人机2的水平激光测距；作为一种优选的实施方式，所述无人机2还具有测距和交互验证的功能；所述测距和交互验证的实现方式为，读取位置后，水平或者垂直移动无人机2至另一位置，激光测距获取的测量数据与定位变化数据比较以达到交互验证功能，一般以激光测距的距离为准，但不绝对。
24.作为一种优选的实施方式，所述s4中还进一步包括求取实际测量数据与bim模型中的设计尺寸的差值，并将所述差值与设置的标准偏差阈值相比较，得出是否符合标准的结论。
25.实施例2如图3所示，本发明还提供一种基于bim模型的施工监理系统，包括便携式终端1和复数个无人机2；所述便携式终端1中包括具有bim模型的监理软件，所述监理软件能够获取bim模型中的操作动作以及操作动作对应的定位数据；所述复数个无人机2根据所述定位数据运动至相应的定位点，并将定位数据反馈至便携式终端1。
26.作为一种优选的实施方式，所述无人机2包括定位模块以及激光测距模块，所述激光测距模块通过吊装模块安装于无人机2底部，所述吊装模块包括收纳腔、伸缩杆以及夹头；所述伸缩杆一端安装于收纳腔内，伸缩杆另一端连接夹头；所述夹头呈u型，并在u型夹头的上安装两个轴承，所述两个轴承相对呈中心对称安装，所述两个轴承中间转动固定有
轴，所述轴中间固定激光测距模块；所述激光测距模块重量分布均匀且呈垂直线对称分布，并在一端设置重物，能够使得激光测距模块垂直地平面；所述激光测距模块包括两个垂直测距探头和两个水平测距探头，所述两个垂直测距探头分别设置在激光测距模块的垂直两端，所述两个水平测距探头分别设置在激光测距模块中间位置上下两处。
27.作为一种优选的实施方式，所述操作动作包括起始点、间断点以及终点的点击动作，点击可选为触摸屏点击或者鼠标点击。所述起始点、间断点以及终点对应的位置以及相互间的间隔会被根据bim模型中的信息而被计算出来作为定位数据。
28.作为一种优选的实施方式，所述监理软件还能够根据操作动作而分配无人机2到bim模型中起始点、间断点以及终点位置相对应施工现场相对应的位置，以实现对各个点位位置的测量。所述监理软件还能够根据无人机2定位位置以及定位数据规划无人机2飞行路径；如1号无人机2距离施工现场相对应的起始点更近，则被监理软件分配到bim模型中起始点相对应的施工现场中的实际位置，同样的，2号无人机2被分配到间断点相对应的位置，等无人机2到达指定位置后反馈位置信息至便携式终端1，然后无人机2上配备的激光测距模块实现测距，将所述测距数据传输至便携式终端1，根据测距距离大小大致判断无人机2是否到了指定位置。
29.所述监理软件根据待测尺寸确定是否采用多个无人机2，如测量的是短距离的垂直数据，则仅仅采用激光测距模块中的垂直测距探头即可实现垂直测距。如果测量的是长距离的水平数据则启用定位以及水平测距探头，将定位数据以及水平激光测距数据发送至监理软件计算实际水平尺寸。
30.作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述s3中的无人机为三架时的位置分别为：1号无人机飞行至起始点位置，2号无人机飞行至间断点位置，3号无人机飞行至终点位置。
31.所述监理软件还通过控制无人机2沿水平方向运动测量多个点位的定位数据和激光测距数据以验证和校准定位。如在测量水平方向的数据时，无人机2沿激光测量方向运动一定距离悬停稳定后开启定位测量和水平激光测距，得到的水平定位和上一次的水平定位位置求差，与水平测距两次测量数据的差进行比较。另外，无人机2在悬停时会产生振动，导致测量的定位数据和激光测距数据时刻变化，优选同一位置多次测量求取平均值作为测量数据。
32.在无人机悬停稳定后，吊装模块中的伸缩杆带动激光测距模块伸出收纳腔，同时，激光测距模块由于重力的作用垂直地平面后开启相应的水平或者垂直激光测距操作。
33.所述无人机2还具有三轴陀螺仪，在执行定位以及测量操作时，无人机2获取三轴陀螺仪的数据以保持无人机2测距时的稳定以及姿态标准，以保证测距时的水平以及垂直度。
34.便携式终端1获取多个无人机2的定位信息以及测距数据并计算实际测量数据，在监理软件中显示实际测量数据以及bim模型中的设计尺寸，实现对比参照。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。