从AR辅助施工看AR技术将如何改变建筑行业

2016年11月24日 12:53:39 来源 : VR网 作者 : boluo

从AR技术辅助施工看AR技术将如何改变建筑行业

  到2020年,全球建筑市场价值将达到10.3万亿美元。但在这个市场中,犯错通常都要付出昂贵代价:返工成本最高可占项目预算的12%。这意味着,在大型项目中,这笔钱可能达到数亿美元。但是增强现实(AR)技术将可以改变这种情况,这也就是建筑行业为何成为探索使用AR技术的先驱的原因。

从AR技术辅助施工看AR技术将如何改变建筑行业

  Paracosm创始人兼首席执行官Amir Rubin日前接受采访,谈及建筑行业的AR现状以及未来趋势。Paracosm主要为施工队伍提供移动现实捕捉方面的帮助,并为此开发出相关硬件和软件。建筑设计、工程以及施工人员都需要使用建筑信息模型(BIM) ,制作项目的3D设计图。这些BIM模型应该可以完美展现建筑完工后的状态。绘制BIM模型的流行软件包括Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD以及Bentley Microstation。

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  当施工队伍开始工程时,将施工现场与BIM模型进行对比是发现两者之间存在差异的常用方式。如今,建筑人员通常使用激光三角扫描仪捕捉项目现场,然后将数据与BIM模型对比。Faro和Leica Geosystems提供两种最受欢迎的扫描仪。尽管它们非常强大和精确,但速度却非常缓慢。

  这些扫描仪需要2到4个小时才能扫描1.86平方米的施工现场,然后还需要更长时间在办公室中对这些现场数据进行后续处理。通常,它们扫描中小型施工现场需要1天半左右,然后需要1到2天时间处理数据。此外,这些系统十分昂贵、费时,而且十分稀少。

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  将AR引入建筑项目的最重要进步就是同时定位与地图构建(SLAM)。SLAM最初起源自机器人研究,可以让自动汽车在首次遇到的环境中移动。SLAM系统使用传感数据(通常是激光雷达)追踪汽车位置,然后绘制出其周围地图。显然,这个过程需要更快完成,否则快速移动的汽车就会遇到麻烦。这就是SLAM的优势:它可以实时工作,而且不需要GPS系统。

  应用到建筑行业中后,SLAM可以让建筑工人通过整个建筑现场,在数分钟内绘制出非常详细的地图。这种3D现实捕捉技术可以显示项目现场到底发生了什么,误差仅在2厘米到5毫米之间。请注意,尽管它不像Faro和Leica Geosystems的扫描仪那样精确,但速度却更快。这些扫描仪需要3天时间,而SLAM扫描可实时进行。

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  为了理解SLAM对建筑行业来说为何如此重要,让我们畅想下未来的施工现场:

  1.建筑工人持有激光雷达传感器走过施工现场,这只需几分钟时间即可完成。在他行走过程中,他会创建高精确度的现场地图,并将其上传到云端;

  2.云端软件会将刚刚绘制的施工现场地图与BIM模型对比,实际上这是将截至目前项目的进展情况与计划中的预期结果进行对比;

  3.施工现场的任何错误会被立刻发现,施工人员可以提前纠正;

  4.软件也会追踪项目的完成情况,包括施工队伍到目前为止取得的进展、预期以及成本情况;

  5.随着项目的持续,每天或每周持续上述1到4的步骤,你会得到项目进展的直观印象。

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  这种未来工作流程是Paracosm设计的愿景。这个团队从研究机器人起家,已经花费数年时间研发3D地图软件。但是直到最近,他们才意识到自己的最大机遇在建筑领域。他们已经研发自己的硬件设备,以配合软件和激光雷达使用。过去几年,随着自动汽车和计算机视觉的进步,激光雷达变得越来越便宜,功能却越来越强大。

  今天,施工人员可以利用Paracosm的扫描硬件穿过施工现场,并捕捉精确的3D数据,但是Paracosm最终想要利用地面机器人和无人机自动完成这种扫描。完成扫描后,Paracosm还可自动将捕捉的数据与项目的BIM模型进行对比,其可视化工具则会给出项目进展情况的分析与见解,比如是否符合要求,是否存在问题等。

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  Paracosm当前的目标是让施工人员扫描现场变得更轻松,正获得围绕质量控制产生的反馈。其他公司也正研发类似技术瞄准了建筑行业,比如Shapetrace和GeoSLAM等。

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  建筑设计、工程以及施工领域通常都是AR探索和应用的先驱。消费者采用AR主要依赖于足够等人购买头盔和硬件,而建筑行业已经有很多有趣和有用的AR应用,并在继续投资研发。下面,我们就看看几个令人兴奋的项目。

  2016年6月份,微软宣布与Trimble和AECOM结为合作伙伴。其中,Trimble主要提供定位技术和3D模型,AECOM则是世界上最大的工程公司之一。这三家企业计划将微软增强现实头盔HoloLens应用到工程项目中。AR的主要应用包括对BIM模型进行全息显示,在团队之间进行协调,以及制作沉浸式的施工计划等。

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  2016年8月份,Scope AR与石膏板分销商Martin Bros联手,只利用HoloLens提供的AR建造浴室。实验证明,在可控环境中,即使没有物理建筑计划或卷尺,室内建筑依然是可行的。施工人员可以使用AR中漂浮的3D模型进行作业。

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  在建筑行业,有关VR和AR的黑客马拉松比赛也很常见,比如AEC Hackathon。这些活动正日益受到大公司的青睐,包括Autodesk。Iris和VIMtrek等少数初创企业也在开发工具,以方便用户在VR中观看BIM模型,帮助设计师比以往更深入地可视化它们的项目。当工作开始时,Scope AR和Daqri等公司可以让施工人员在AR眼镜、头盔或移动设备上直观看模型。这些系统都是最近出现的,还没有被广泛使用。

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  目前有很多公司在尝试利用VR技术进军房地产和室内设计领域,但多数专注于已经完成建筑的空间,而非正在建设的建筑。Floored可让用户虚拟建立和查看房地产空间的平面图。Matterport则利用3D摄像头捕捉房地产内部场景,然后帮助用户进行VR之旅或建造数字模型。Navvis也可捕捉室内空间,让用户扫描和数字化,甚至转换成BIM文件。

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  最终,施工人员希望能够对现场进行精确扫描,以便工人带着AR头盔穿过空间,并现场观看到BIM模型。他们将能够利用AR和VR技术,在BIM模型和正在建造的建筑之间搭建起可视化桥梁。但是要想在建筑现场观看BIM模型并不容易。在建筑行业,在工作流程中引入AR和VR科技增强竞争优势。距离实现这个目标可能还有很长时间,但如今已经有大量工具可扩展你的工具包,并帮助削减成本。

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