基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法技术方案

本申请公开了一种基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法，包括以下步骤：步骤S10：以Unity引擎平台为核心，采用Revit构建测压管三维模型；并输入平台，Mapbox组件提供埋设及维护三维场景；步骤S20：在3dmaxs中对测压管及其场景三维模型进行数据轻量化处理，OpenVR使用经处理后的模型进行虚拟交互；步骤S30：参训人员佩戴VR眼罩，通过虚拟交互界面进行测压管原理介绍操作、安装埋设操作、现场测读操作、日常维护操作模拟训练。日常维护操作模拟训练。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法


[0001]本申请涉及水电工程大坝测压管监测设施施工及运维培训
，特别是一种基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法。

技术介绍

[0002]安全监测作为大坝安全运行管理的重要手段，是利用已埋设安装的监测传感器或安装的监测装置，全面捕捉水工建筑物运行工况下的变形、渗流、应力应变等效应量，从而了解大坝工作性态，掌握大坝变化规律，及时发现异常现象或者工程隐患的一种监测手段。
[0003]测压管便为其中重要手段，由于其原理深奥，埋设及维护方法复杂，且埋设后隐蔽。因此，一套测压管埋设与维护培训系统及方法对于设计院、施工单位以及电厂人员更好的掌握此项业务技能十分必要。
[0004]现有手段中传统培训成本较高不直观。主要通过将授课内容放到PPT或WORD文档中，采用授课文档通过类似课堂的培训环节，进行完全被动的学习体验。当需要现场实地学习测压管的安装或组装时，身处实际操作中一方面容易面临危险，另一方面还需要搭建完整的培训环境并购买设备，都会增加培训成本和时间，并占据大量空间。
[0005]目前以VR、BIM等技术为代表的新一代信息技术快速发展，日益应用到游戏、体育等垂直领域。因此，需要研究一种基于BIM与VR的测压管埋设及维护体验系统及方法。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法用于解决现有技术中存在的测压管安装埋设培训直观性差，费时，对设备投入要求高，无法实现现场实操的技术问题。
[0007]本申请提供了一种基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S10：以Unity引擎平台为核心，采用Revit构建测压管三维模型，并输入平台，采用Mapbox组件提供埋设及维护三维场景；
[0009]步骤S20：在3dmaxs中对测压管及其场景的三维模型进行数据轻量化处理，采用Open VR使用经处理后的模型进行虚拟交互；
[0010]步骤S30：参训人员佩戴VR眼罩，通过虚拟交互界面进行测压管原理介绍操作、安装埋设操作、现场测读操作、日常维护操作的模拟训练。
[0011]优选的，步骤S20中包括步骤S21：采用三维技术搭建、轻量化适用于虚拟现实设备的测压管设备三维模型、埋设及维护作业三维场景；将所得模型通过三维软件导出为FBX通用格式，将模型导入3dmaxs建模软件中，根据图纸和照片素材对模型进行减面及轻量化处理。
[0012]优选的，当所构件模型需其他细节结构或缺乏原始数据，则按步骤S21进行多边形建模。
[0013]优选的，利用三维技术渲染适用于虚拟现实设备的测压管设备三维模型、埋设及维护作业三维场景，进行贴图纹理绘制，使构建模型更贴近实物样貌，将灯光通过烘托的方式形成贴图赋予模型，得到低消耗光影效果，而后在引擎中根据需求制作粒子效果。
[0014]优选的，利用虚拟现实技术进行U3D、虚拟交互开发，进行手柄射线碰撞识别；确认手柄发射射线是否命中任何碰撞体，进行实操训练。
[0015]本申请提供一种如上述方法所用的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统，包括：
[0016]三维构件模块：用于以Unity引擎平台为核心，采用Revit构建测压管三维模型；并输入平台，Mapbox组件提供埋设及维护三维场景；
[0017]三维处理交互模块：用于在3dmaxs中对测压管及其场景三维模型进行数据轻量化处理，Open VR使用经处理后的模型进行虚拟交互；
[0018]训练模块：用于参训人员佩戴VR眼罩，通过虚拟交互界面进行测压管原理介绍操作、安装埋设操作、现场测读操作、日常维护操作模拟训练。
[0019]优选的，所述训练模块包括：
[0020]测压管原理介绍模块，用于结合测压管三维模型向受训人员降讲解压管原理；
[0021]安装埋设模块：用于受训人员操作测压管三维模型进行VR模拟安装埋设的操作和学习；
[0022]现场测读模块：用于受训人员操作测压管三维模型进行VR模拟现场测读的操作和学习；
[0023]日常维护模块：用于受训人员操作测压管三维模型进行VR模拟测压管的日常维护操作和学习。
[0024]本申请能产生的有益效果包括：
[0025]1)本申请所提供的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法，能够适用于设计、施工及运维等单位技术培训，固化、数字化的专家经验通过培训系统传输，不仅有效降低学习成本，而且能提高实操准确率和知识留存率，克服了以往培训效率低、留存率不足等问题。
附图说明
[0026]图1为本申请提供的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训系统及方法示意图；
[0027]图2为本申请提供的用于测压管埋设与维护的培训系统图；a)系统界面状态一图；b)系统界面状态二图；
[0028]图3为本申请提供的用于测压管埋设与维护的培训系统及方法流程结构图；
[0029]图4为本申请提供的用于测压管埋设与维护的培训系统模块连接结构示意图；
[0030]图例说明：
[0031]10、三维构件模块；11、三维处理交互模块；12、训练模块。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0035]参见图1～3，本申请提供的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训方法，包括以下步骤：
[0036]步骤S10：以Unity引擎平台为核心，采用Revit构建测压管三维模型，并输入平台，采用Mapbox组件提供埋设及维护三维场景；
[0037]步骤S20：在3dmaxs中对测压管及其场景的三维模型进行数据轻量化处理，采用Open VR使用经处理后的模型进行虚拟交互；
[0038]步骤S30：参训人员佩戴VR眼罩，通过虚拟交互界面进行测压管原理介绍操作、安装埋设操作、现场测读操作、日常维护操作的模拟训练。
[0039]图1为本专利技术方法途径流程图。以Unity引擎平台为核心，Open VR实现系统中虚拟现实功能，Mapbox组件提供埋设及维护三维场景，Revit构建测压管三维模型，3dmaxs提供三维模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10：以Unity引擎平台为核心，采用Revit构建测压管三维模型，并输入平台，采用Mapbox组件提供埋设及维护三维场景；步骤S20：在3dmaxs中对测压管及其场景的三维模型进行数据轻量化处理，采用Open VR使用经处理后的模型进行虚拟交互；步骤S30：参训人员佩戴VR眼罩，通过虚拟交互界面进行测压管原理介绍操作、安装埋设操作、现场测读操作、日常维护操作的模拟训练。2.根据权利要求1所述的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训方法，其特征在于，步骤S20中包括步骤S21：采用三维技术搭建、轻量化适用于虚拟现实设备的测压管设备三维模型、埋设及维护作业三维场景；将所得模型通过三维软件导出为FBX通用格式，将模型导入3dmaxs建模软件中，根据图纸和照片素材对模型进行减面及轻量化处理。3.根据权利要求2所述的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训方法，其特征在于，当所构件模型需其他细节结构或缺乏原始数据，则按步骤S21进行多边形建模。4.根据权利要求2所述的基于BIM与VR的测压管埋设与维护培训方法，其特征在于，利用三维技术渲染适用于虚拟现实设备的测压管设备三维模型、埋设及维护作业三维场景，进行贴图纹理绘制，使构建模型更贴近实物样貌，将灯光通过烘托的方式形成贴图赋予模型，得到低消耗光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，冯燕明，张礼兵，杜曼玲，罗明清，何晓珊，左生龙，覃珊珊，裴海淇，张能祥，杨光，陈镟亦，
申请(专利权)人：中国电建集团国际工程有限公司中国电建集团海外投资有限公司，
类型：发明
国别省市：