AR即将变革建筑行业,仍面临的挑战是什么?_万间科技-工程行业BIMVR领导者

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去年我国GDP接近70万亿元,其中建筑业占了19万亿。2020年全球建筑市场将达到10.3万亿美元。建筑业是一个错误代价极其昂贵的行业:工程返工成本通常占项目成本的12%,在大型项目上达到数千万美元。但增强现实技术(AR)可以改变这个现状,这就是为什么建筑行业成为第一批开始探索在日常工作中使用AR的行业之一。

 

针对建筑行业中的AR应用状况以及接下来的发展趋势的总结,作者跟Paracosm创始人兼首席执行官Amir Rubin谈过。Paracosm为施工团队提供移动端的现实场景捕获,并且已经构建了硬件和软件来完善产品。

 
 

 

  
大到BIMs

建筑、结构和施工的专业人员使用建筑信息建模(BIM)来完成项目的3D设计和施工管理。这些BIM模型是他们所完成的项目的完美表示。用于设计BIM模型的主流软件工具包括Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD和Bentley Microstation。

 

由于施工队在项目现场工作,将实际工作现场与BIM模型进行比较,是抓住两者差异并进行及时纠偏的有力手段。

 

如今,施工人员使用激光三脚架扫描仪来扫描项目现场,然后将数据与BIM模型进行比较。Faro和Leica Geosystems提供两种最受欢迎的扫描仪。虽然这些系统功能强大而精确(低至1毫米或更好),但系统速度较慢:扫描20k平方英尺的站点需要2-4个小时,而回到办公室还需要几个小时才能对工作站点的数据进行后期处理。它加起来需要大约半天到一整天扫描一个中小型施工现场,再加上一两天的处理。如此昂贵和费时,所以通常很少在项目上使用扫描仪进行这项检查的工作。

 
 
  
SLAM革命

将AR引入建设项目的最重要进展之一就是即时定位与地图构建技术(SLAM)。SLAM起源于机器人技术,允许自动驾驶车辆通过它们首次遇到的环境。SLAM系统使用传感器数据,通常通过激光雷达来跟踪车辆的位置并映射其周围的空间。显然,这个过程必须即时完成,否则如果不能定位环境和周围的物体,那么快速移动的汽车将会陷入困境。这是SLAM的好处:它可以实时工作,不需要GPS。

 

它也适用于建筑业,SLAM让工人步入项目现场,并在几分钟内将其进行极其细致的地图构建。这个3D的现实场景捕捉可以显示项目现场正在发生的情况,精度约为2cm至5mm。它不如三脚架扫描系统1mm的准确度,但它速度很快。三脚架扫描仪需要几天时间,SLAM扫描是实时发生的。

 

 

为了了解为什么SLAM可能是建筑行业的一个很大的应用场景,我们来看看未来在工作现场的一天:

 

  1. 工作人员手持激光雷达传感器在现场走一圈,这只需要花几分钟。当他走动时,同时在创建一个高度精确的现场地图并实时上传到云端。

  2. 云端的管理软件将他刚刚扫描获得的地图与BIM模型进行比较,从而将项目的物理现实的进度情况与计划的预期进度进行比较。

  3. 不在BIM模型中的任现场施工错误都直接高亮显示出来,让工人尽早解决。

  4. 该软件还跟踪项目完成情况,让团队了解进度、计划和成本。

  5. 随着项目的继续,每天或每周重复步骤1-4,获得更好的最新视图。

 
 
  
认识Paracosm

 

以上的工作流程是万间科技的愿景,也是Paracosm的愿景。该团队开始了机器人技术的研究,花了几年时间在该领域建立了自己的3D地图构建软件,之后才意识到自己最大的机会在建筑行业。然后,他们开发了自己的硬件来配合他们的软件,使用激光雷达测量物体之间的距离。由于自动驾驶和计算机视觉技术的迅速商用和爆发式的开发,激光雷达在过去几年中已经变得更加便宜,功能也更加强大。

 

今天,工作人员可以使用Paracosm的扫描硬件来遍历一个站点并捕获准确的3D数据,但最终Paracosm希望通过地面机器人和无人机自动执行扫描。扫描后,Paracosm将捕获的数据的坐标系自动对齐到项目的BIM模型。一旦对齐,他们可以与Skur等引擎进行比较。那么Paracosm的可视化工具可以提供关于项目进展情况的分析和预见,无论是在规范上的,还是潜在的问题的位置定位。

 

 

Paracosm今天的目标是使扫描工作变得轻松,毫不费力,让工人每天都可以做到这一点,并围绕质量控制获得紧密的反馈。其他竞争对手也在开发类似的功能用途,比如Shapetrace使用现成的硬件覆盖图纸、BIM和模型来减少错误),以及GeoSLAM(用于捕获和分析测量数据的硬件和软件)。

 
 

 

  
 即将迎来的 

建筑、结构和施工可能是AR应用的先驱领域。而消费者采用AR取决于有足够的人购买头盔等硬件,施工领域已经有很多有趣和有用的应用,以及投资开发的资金。到目前为止,我们已经看到一些鼓舞人心的项目。

 

2016年6月,微软宣布与提供位置定位技术和3D建模的Trimble(天宝)合作;世界上最大的工程公司之一的AECOM也将HoloLens AR引入其项目中。AR(MR)的主要用途包括BIM模型的全息显示、团队成员之间的协作、施工计划的沉浸式表现。

 

 

在2016年8月份广泛传播的概念证明实验中,Scope AR与干法施工墙体分包商Martin Bros.合作,仅使用在HoloLens上建立的AR应用来完成浴室隔断的安装指导。实验表明,无需实际建筑计划图纸甚至卷尺,可以在受控环境中进行室内施工。工人使用浮动在AR中的3D模型来指导其放置每一块构件。

 

 

专注于建筑领域的VR和AR黑客马拉松活动,如AEC Hackathon,在全国各地的大型公司如Autodesk的支持下获得了成功。

 

一些早期公司提供的工具可让用户在VR中查看BIM模型,如Iris和VIMtrek,并帮助设计人员比以往任何时候更加深入地展示他们的项目。一旦开始进入施工,像Scope AR和Daqri这样的公司可以让工作人员看到并在AR眼镜/头盔或手机上给出操作说明。这些系统还是很新的,还没有广泛使用。

 

 

万间科技目前研发的VR安全培训软件和施工工艺培训与考核系统软件,是针对施工阶段的安全和质量管理方面的应用的。其他公司针对VR中的房地产和室内设计的应用,更多地关注成品空间而不是正在施工中的。Floored让用户在室内平面上虚拟地建立并查看商业房地产空间。Matterport使用自己的3D相机来捕获房屋内部装修空间,可用于VR漫游或转换为数字模型。Navvis也捕获室内空间,让用户扫描区域进行数字化映射,甚至将其转换为BIM文件。

 
 
  
 什么在阻止我们往前? 

 

 

最终,施工人员希望扫描足够准确,以至于工作人员可以戴着AR眼镜,走过空间,并在其上实时查看BIM模型,了解现场本身的进度情况。他们可以使用AR / VR可视化来弥合BIM模型与实地建造的实际建筑之间的差距。

 

这仍然还只是一种可行的出路,因为追踪的准确性还不够完善,不能在AR中进行BIM的实时覆盖。要达到在工地上查看BIM模型,不仅仅是一个新奇点,它的覆盖准确度需要达到八分之一英寸的精度之内,否则AR元素将不符合物理元素的位置,无法提供有效的分析判断。

 

 

如果你正在从事建筑工程行业,将AR和VR带入您的工作流,将是您未来的竞争优势。我们距离最强大的用例出现还需几年的时间,但是现在已经有很多工具可以扩展您的工具包并降低成本了,万间也正在投身于AR/MR在施工阶段的应用方案研发工作中。

 
 

 

本文转自https://uploadvr.com/vr-and-ar-in-construction/,万间科技翻译整理并适当改编,供您阅读学习,欢迎转发分享。

 

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