本發(fā)明涉及設(shè)備位置檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行施工時(shí)，進(jìn)行確認(rèn)集中控制器所存儲(chǔ)的多個(gè)機(jī)電設(shè)備的安裝位置數(shù)據(jù)與機(jī)電設(shè)備的實(shí)際的安裝位置是否一致的安裝位置確認(rèn)作業(yè)。但是現(xiàn)有的確認(rèn)機(jī)電設(shè)備確認(rèn)方法大多依賴人力去依次排查建筑內(nèi)設(shè)備安裝位置是否符合使用要求。隨著建筑內(nèi)置結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，單純依靠人力量無法實(shí)現(xiàn)有效的排查，并且需要消耗大量的人力資源，故亟需一種全新的機(jī)電設(shè)備。

2、中國專利文獻(xiàn)cn201510088665.7“位置檢測裝置以及位置檢測方法”。采用了判定部，其判定指示體的種類；檢測部，其檢測所述指示體的指示位置；存儲(chǔ)部，其按每種所述指示體存儲(chǔ)與所述檢測部檢測出的指示位置的變動(dòng)相關(guān)的基準(zhǔn)變動(dòng)量；以及校正部，其從所述存儲(chǔ)部取得與由所述判定部判定出的所述指示體的種類對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)變動(dòng)量，根據(jù)取得的所述基準(zhǔn)變動(dòng)量，對(duì)所述檢測部檢測出的指示位置進(jìn)行校正。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠與所使用的指示體無關(guān)地適當(dāng)進(jìn)行指示位置的校正。但是該專利無法快速有效分析建筑內(nèi)不同位置機(jī)電設(shè)備安裝位置是否正確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要解決原有無法高效排查建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備安裝位置是否準(zhǔn)確的技術(shù)問題，提供一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法及裝置，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)和bim模型相互協(xié)同提高獲取建筑b內(nèi)部信息的準(zhǔn)確程度，并結(jié)合ifc語義信息與幾何相似性對(duì)模型中剩余模糊區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)化顯示，提高對(duì)于建筑內(nèi)機(jī)電位置信息的準(zhǔn)確度，以清晰的bim建筑空間模型完成對(duì)建筑內(nèi)機(jī)電安裝位置的分析，判斷機(jī)電設(shè)備是否安裝到位。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：本發(fā)明包括s1借助點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取待分析建筑基于bim的空間結(jié)構(gòu)模型；

3、s2利用融合ifc語義信息與幾何相似性對(duì)獲取的基于bim建筑空間模型中的模糊區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化顯示；

4、s3結(jié)合已處理的bim建筑空間模型對(duì)建筑和設(shè)定的機(jī)電安裝信息完成對(duì)實(shí)際機(jī)電安裝位置的分析和判斷。

5、作為優(yōu)選，所述借助點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取建筑空間模型時(shí)，需進(jìn)行配準(zhǔn)，選取n個(gè)平面進(jìn)行平面配準(zhǔn)，其中n-1個(gè)平面之間不成對(duì)平行，且剩余的平面不同時(shí)與其余n-1個(gè)平面為共平面，但與其中任一平面平行，再從bim模型與點(diǎn)云的數(shù)據(jù)集中分別定義n個(gè)平面集，若點(diǎn)云模型的總體平面數(shù)少于bim模型，則判定為點(diǎn)云驅(qū)動(dòng)；若點(diǎn)云模型的總體平面數(shù)量多于bim模型，則判定為bim模型驅(qū)動(dòng)。

6、作為優(yōu)選，所述配準(zhǔn)后，一方面進(jìn)行點(diǎn)云平面，提取使用基于協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量的方法進(jìn)行點(diǎn)云平面斑塊的提取，一旦計(jì)算點(diǎn)云中所有點(diǎn)的平面斑塊描述符并使用迭代過程提取平面斑塊；另一方面進(jìn)行bim模型平面提取，進(jìn)行模型渲染并使用區(qū)域增長算法從模型中提取平面補(bǔ)丁，若干次迭代中，隨機(jī)選取尚未定義平面的三角形并將其設(shè)置為新的平面基礎(chǔ)。

7、作為優(yōu)選，所述對(duì)點(diǎn)云平面提取或bim模型平面提取結(jié)果進(jìn)行修補(bǔ)，選取給定模型平面斑塊列表和預(yù)先計(jì)算的幾何關(guān)系，從點(diǎn)云平面配準(zhǔn)或者bim模型平面配準(zhǔn)結(jié)果中隨機(jī)選取i個(gè)平面基，并測試查看各平面之間是否構(gòu)成有效的i平面基，若滿足測試條件，則判定為無需修補(bǔ)，若不滿足測試條件，則判斷為需要修補(bǔ)。

8、作為優(yōu)選，所述步驟s2中，強(qiáng)化顯示時(shí)考慮if幾何引用語義信息的前提下，使用icp算法和豪斯多夫距離計(jì)算幾何相似性，實(shí)現(xiàn)對(duì)bim構(gòu)件實(shí)例信息的精確提取，并在針對(duì)bim場景中常見的拉伸體構(gòu)件進(jìn)行特殊拉伸體的實(shí)例信息快速提取。

9、作為優(yōu)選，所述步驟s3中包括通過基于bim模型幾何信息的碰撞檢測方法，比較bim模型和實(shí)際點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的距離，判斷建筑內(nèi)的機(jī)電元素是否發(fā)生實(shí)際碰撞。

10、作為優(yōu)選，所述針對(duì)管道和設(shè)備定位誤差檢測方法時(shí)，基于bim模型與點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管道和設(shè)備定位誤差檢測，通過比較管道設(shè)備在bim模型和點(diǎn)云場景中的空間位置，判斷其實(shí)際偏差情況的方法以點(diǎn)云中提取的管道軸線中心點(diǎn)為實(shí)際位置，建立二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后計(jì)算二者在三維場景中的偏差距離，記錄下所有管道設(shè)備的實(shí)際偏差后，統(tǒng)計(jì)位置信息，判斷影響定位精度的因素；分析誤差分布規(guī)律。

11、作為優(yōu)選，所述步驟s1中根據(jù)實(shí)際調(diào)取平面需求將bim模型平面與點(diǎn)云平面進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換步驟具體如下：

12、s11僅考慮同余的兩組i平面基的i個(gè)質(zhì)心進(jìn)行質(zhì)心轉(zhuǎn)換；

13、s12考慮所有點(diǎn)云平面補(bǔ)丁進(jìn)行平面轉(zhuǎn)換；

14、s13對(duì)相似的轉(zhuǎn)換進(jìn)行聚類；

15、s14考慮實(shí)際點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。

16、一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析裝置，包括：

17、機(jī)電設(shè)備位置采集模塊，包括若干個(gè)機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，與中央處理模塊相連接；中央處理模塊，對(duì)機(jī)電設(shè)備位置信息進(jìn)行集中處理以生成處理結(jié)果；

18、位置坐標(biāo)提取模塊，進(jìn)行位置提取處理，并獲取不同機(jī)電設(shè)備相對(duì)于所處建筑的理論安裝值；對(duì)比分析模塊，通過對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)際位置和理論安裝值的分析，結(jié)合安裝安裝允許誤差值判斷建筑內(nèi)不同區(qū)域的機(jī)電設(shè)備安裝位置是否存在問題。

19、作為優(yōu)選，所述對(duì)比分析模塊包括：比較單元，將機(jī)電設(shè)備的實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)安裝位置進(jìn)行比較作差，判斷差值是否超出位置允許誤差；預(yù)測單元，根據(jù)現(xiàn)有建筑狀態(tài)以及機(jī)電設(shè)備的安裝位置信息，分析并預(yù)測機(jī)電設(shè)備安裝位置偏移的量值曲線以及超出位置偏移允許誤差的發(fā)生時(shí)間。

20、本發(fā)明的有益效果是：準(zhǔn)備條件下，采取點(diǎn)云數(shù)據(jù)與bim模型同步協(xié)助獲取建筑空間結(jié)構(gòu)信息以及建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備的安裝位置信息，通過平面配準(zhǔn)以及修補(bǔ)的方式，盡可能提高兩種形式獲取空間信息的準(zhǔn)確性。并且還對(duì)可能存在的空間模糊區(qū)域使用融合ifc語義信息與幾何相似性的方法強(qiáng)化清晰模糊區(qū)域，使得相關(guān)使用者能夠更清晰的確認(rèn)機(jī)電安裝信息。在明確建筑空間結(jié)構(gòu)以及機(jī)電安裝位置后，以bim建筑空間模型為基礎(chǔ)和設(shè)定安裝位置進(jìn)行空間比較，判斷機(jī)電安裝位置與設(shè)定位置之間的安裝誤差是否超過誤差允許值。分線判斷過程降低對(duì)于人力的依賴，并且空間模型的清洗使用能夠降低數(shù)據(jù)傳遞過程中的誤差累積，提高機(jī)電安裝位置的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，包括步驟s1借助點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取待分析建筑基于bim的空間結(jié)構(gòu)模型；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述借助點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取建筑空間模型時(shí)，需進(jìn)行配準(zhǔn)，選取n個(gè)平面進(jìn)行平面配準(zhǔn)，其中n-1個(gè)平面之間不成對(duì)平行，且剩余的平面不同時(shí)與其余n-1個(gè)平面為共平面，但與其中任一平面平行，再從bim模型與點(diǎn)云的數(shù)據(jù)集中分別定義n個(gè)平面集，若點(diǎn)云模型的總體平面數(shù)少于bim模型，則判定為點(diǎn)云驅(qū)動(dòng)；若點(diǎn)云模型的總體平面數(shù)量多于bim模型，則判定為bim模型驅(qū)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述配準(zhǔn)后，一方面進(jìn)行點(diǎn)云平面，提取使用基于協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量的方法進(jìn)行點(diǎn)云平面斑塊的提取，一旦計(jì)算點(diǎn)云中所有點(diǎn)的平面斑塊描述符并使用迭代過程提取平面斑塊；另一方面進(jìn)行bim模型平面提取，進(jìn)行模型渲染并使用區(qū)域增長算法從模型中提取平面補(bǔ)丁，若干次迭代中，隨機(jī)選取尚未定義平面的三角形并將其設(shè)置為新的平面基礎(chǔ)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述對(duì)點(diǎn)云平面提取或bim模型平面提取結(jié)果進(jìn)行修補(bǔ)，選取給定模型平面斑塊列表和預(yù)先計(jì)算的幾何關(guān)系，從點(diǎn)云平面配準(zhǔn)或者bim模型平面配準(zhǔn)結(jié)果中隨機(jī)選取i個(gè)平面基，并測試查看各平面之間是否構(gòu)成有效的i平面基，若滿足測試條件，則判定為無需修補(bǔ)，若不滿足測試條件，則判斷為需要修補(bǔ)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述步驟s2中，強(qiáng)化顯示時(shí)考慮if幾何引用語義信息的前提下，使用icp算法和豪斯多夫距離計(jì)算幾何相似性，實(shí)現(xiàn)對(duì)bim構(gòu)件實(shí)例信息的精確提取，并在針對(duì)bim場景中常見的拉伸體構(gòu)件進(jìn)行特殊拉伸體的實(shí)例信息快速提取。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述步驟s3中包括通過基于bim模型幾何信息的碰撞檢測方法，比較bim模型和實(shí)際點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的距離，判斷建筑內(nèi)的機(jī)電元素是否發(fā)生實(shí)際碰撞。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述針對(duì)管道和設(shè)備定位誤差檢測方法時(shí)，基于bim模型與點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管道和設(shè)備定位誤差檢測，通過比較管道設(shè)備在bim模型和點(diǎn)云場景中的空間位置，判斷其實(shí)際偏差情況的方法以點(diǎn)云中提取的管道軸線中心點(diǎn)為實(shí)際位置，建立二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后計(jì)算二者在三維場景中的偏差距離，記錄下所有管道設(shè)備的實(shí)際偏差后，統(tǒng)計(jì)位置信息，判斷影響定位精度的因素；分析誤差分布規(guī)律。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，所述步驟s1中根據(jù)實(shí)際調(diào)取平面需求將bim模型平面與點(diǎn)云平面進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換步驟具體如下：

9.一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析裝置，適配于權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析方法，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于bim的機(jī)電安裝位置分析裝置，其特征在于，所述對(duì)比分析模塊包括：比較單元，將機(jī)電設(shè)備的實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)安裝位置進(jìn)行比較作差，判斷差值是否超出位置允許誤差；預(yù)測單元，根據(jù)現(xiàn)有建筑狀態(tài)以及機(jī)電設(shè)備的安裝位置信息，分析并預(yù)測機(jī)電設(shè)備安裝位置偏移的量值曲線以及超出位置偏移允許誤差的發(fā)生時(shí)間。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于BIM的機(jī)電安裝位置分析方法，涉及設(shè)備位置檢測領(lǐng)域，包括借助點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取待分析建筑基于BIM的空間結(jié)構(gòu)模型；利用融合IFC語義信息與幾何相似性對(duì)獲取的基于BIM建筑空間模型中的模糊區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化顯示；結(jié)合已處理的BIM建筑空間模型對(duì)建筑和設(shè)定的機(jī)電安裝信息完成對(duì)實(shí)際機(jī)電安裝位置的分析和判斷。還包括一種基于BIM的機(jī)電安裝位置分析裝置，包括機(jī)電設(shè)備位置采集模塊，中央處理模塊，位置坐標(biāo)提取模塊，對(duì)比分析模塊。以BIM建筑空間模型為基礎(chǔ)和設(shè)定安裝位置進(jìn)行空間比較，判斷機(jī)電安裝位置與設(shè)定位置之間的安裝誤差是否超過誤差允許值，空間模型的清洗使用能夠降低數(shù)據(jù)傳遞過程中的誤差累積，提高機(jī)電安裝位置的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：李國華,張磊磊,沈巍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19