一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108537890 A(43)申请公布日 2018.09.14

(21)申请号 201810295991.9(22)申请日 2018.04.04

(71)申请人 悉地（苏州）勘察设计顾问有限公司

地址 215123 江苏省苏州市新市路70号(72)发明人 张琪峰　顾天奇　侯兆军　陈晨　(74)专利代理机构 苏州国诚专利代理有限公司

32293

代理人 韩凤(51)Int.Cl.

G06T 19/00(2011.01)G06T 3/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法

(57)摘要

本发明公开了一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法，将BIM模型和实景模型全面融合，真实模拟设计方案在现状环境中建成后的效果，同时利用融合后的模型，通过发送链接或二维码的方式，方便快捷的让他人在移动端浏览设计方案。本发明通过坐标系的转换准确定位，利用BIM软件的强大模型能力对实景模型进行完善，打通了实景模型数据格式与BIM模型数据格式的壁垒，在同一的环境中使实景模型与BIM模型完美融合；创造性的运用“实景模型+BIM模型+全景图片”的组合方式进行方案分享，可以实现任意视角对真实场景的随时分享，且可以对比设计后与设计前的区别，以验证设计方案的合理性。

CN 108537890 ACN 108537890 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、利用倾斜摄影技术，通过无人机对项目地形进行航拍，获得高精度且符合建模要求的图片序列；

步骤2、采用实景建模软件，导入图片序列并获取其地理信息，经过运算重构出整个场景的三维实景模型，并导出通用模型数据格式；

步骤3、基于BIM建模软件创建项目的设计BIM模型，模型精度达到相应设计阶段的要求，并导出通用模型数据格式；

步骤4、在BIM模型整合软件中同时导入三维实景模型和BIM模型，通过坐标系进行准确对位，并对实景模型进行完善调整，使其与BIM模型融合，将融合后的模型文件也导出一个通用模型数据格式；

步骤5、在全景图生成软件中导入融合后的模型文件，设置环境参数，定义视点，生成全景图片。

2.如权利要求1所述的融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法，其特征是，将步骤5生成的全景图片发布到公有的全景展示平台，生成对应的访问二维码或链接。

3.如权利要求1所述的融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法，其特征是，所述步骤4的方法如下：

步骤4.1基于测量数据的坐标系选定项目基点，项目基点选取原则是位于整个项目范围的中心区域，并记录下该项目基点坐标为(x,y)；

步骤4.2在BIM模型整合软件中导入BIM模型，并将这个BIM模型移动向量(-x,-y)；步骤4.3在BIM模型整合软件中导入实景模型，如果实景模型的坐标系与测量坐标系一致，则将实景模型移动向量(-x,-y)，否则需要先将实景模型坐标系转换到测量坐标系，再移动上述向量(-x,-y)；

步骤4.4此时，实景模型和BIM模型已叠合在一起，为了呈现出融合的效果，需要手动将实景模型失真和多余的部分进行修整和剔除；

步骤4.5将融合后的实景模型和BIM模型整体导出一个通用模型数据格式。

2

CN 108537890 A

说　明　书

1/4页

一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法

技术领域

[0001]本发明涉及实景建模技术领域，具体是一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法。

背景技术

[0002]目前BIM技术和实景建模技术应用于工程设计，通常是分开进行的，BIM技术用于对二维设计成果翻模，实景建模用于了解项目环境，进行方案展示时，对于BIM模型可以进一步加工生成漫游动画或效果图，对于实景模型可以通过查看器实时查看。[0003]现有技术存在以下两个缺点：[0004]1、没有将BIM模型和实景模型很好的结合起来，无法真实模拟设计内容与现状周边环境的准确关系。[0005]2、在方案展示手段上，还是以视频和效果图为主，视频往往数据量大，传输慢，图片的信息量较少，无法全面了解方案。发明内容

[0006]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法，将BIM模型和实景模型全面融合，真实模拟设计方案在现状环境中建成后的效果，同时利用融合后的模型，通过发送链接或二维码的方式，方便快捷的让他人在移动端浏览设计方案。

[0007]按照本发明提供的技术方案，所述的融合BIM建模和实景建模的全景图片移动终端展示方法包括以下步骤：[0008]步骤1、利用倾斜摄影技术，通过无人机对项目地形进行航拍，获得高精度且符合建模要求的图片序列；[0009]步骤2、采用实景建模软件，导入图片序列并获取其地理信息，经过运算重构出整个场景的三维实景模型，并导出通用模型数据格式；[0010]步骤3、基于BIM建模软件创建项目的设计BIM模型，模型精度达到相应设计阶段的要求，并导出通用模型数据格式；[0011]步骤4、在BIM模型整合软件中同时导入三维实景模型和BIM模型，通过坐标系进行准确对位，并对实景模型进行完善调整，使其与BIM模型融合，将融合后的模型文件也导出一个通用模型数据格式；[0012]步骤5、在全景图生成软件中导入融合后的模型文件，设置环境参数，定义视点，生成全景图片。[0013]最后，将步骤5生成的全景图片发布到公有的全景展示平台，生成对应的访问二维码或链接。

[0014]具体的，所述步骤4的方法如下：

[0015]步骤4.1基于测量数据的坐标系选定项目基点，项目基点选取原则是位于整个项

3

CN 108537890 A

说　明　书

2/4页

目范围的中心区域，并记录下该项目基点坐标为(x,y)；[0016]步骤4.2在BIM模型整合软件中导入BIM模型，并将这个BIM模型移动向量(-x,-y)；[0017]步骤4.3在BIM模型整合软件中导入实景模型，如果实景模型的坐标系与测量坐标系一致，则将实景模型移动向量(-x,-y)，否则需要先将实景模型坐标系转换到测量坐标系，再移动上述向量(-x,-y)；[0018]步骤4.4此时，实景模型和BIM模型已叠合在一起，为了呈现出融合的效果，需要手动将实景模型失真和多余的部分进行修整和剔除；

[0019]步骤4.5将融合后的实景模型和BIM模型整体导出一个通用模型数据格式。[0020]本发明的优点是：[0021]1、实景模型和BIM模型，一实一虚，将两者结合起来，实现在真实场景中对新建工程的虚拟展现，具有较强的现实指导意义；[0022]2、通过坐标系的转换准确定位，利用BIM软件的强大模型能力对实景模型进行完善，打通了实景模型数据格式与BIM模型数据格式的壁垒，在同一的环境中使实景模型与BIM模型完美融合；[0023]3、创造性的运用“实景模型+BIM模型+全景图片”的组合方式进行方案分享，可以实现任意视角对真实场景的随时分享，且可以对比设计后与设计前的区别，以验证设计方案的合理性。

附图说明

[0024]图1是本发明的流程图。

具体实施方式

[0025]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。[0026]本发明实施流程见图1，总体流程包括：[0027]1、利用倾斜摄影技术，通过无人机对项目地形进行航拍，获得高精度且符合建模要求的图片序列；[0028]2、采用实景建模软件，导入图片序列并获取其地理信息，经过运算重构出整个场景的三维实景模型，并导出通用模型数据格式；[0029]3、基于BIM建模软件创建项目的设计BIM模型，模型精度达到相应设计阶段的要求，并导出通用模型数据格式；[0030]4、在BIM模型整合软件中同时导入三维实景模型和BIM模型，通过坐标系进行准确对位，并对实景模型进行完善调整，使其与BIM模型融合，将融合后的模型文件也导出一个通用模型数据格式；[0031]5、在全景图生成软件中导入融合后的模型文件，设置环境参数，定义视点，生成全景图片。[0032]6、将步骤5生成的全景图片发布到公有的全景展示平台，生成对应的访问二维码或链接。

[0033]目前，本发明可使用的一些现有软件有：所述实景建模软件是指Bentley ContextCapture，BIM建模软件是指Autodesk Revit、Autodesk Civil3D、Bentley 

4

CN 108537890 A

说　明　书

3/4页

MicroStation等，BIM模型整合软件是指Autodesk、3Dmax，全景图生成软件是指Lumion。[0034]下面以苏州高新区步青路道路改造工程设计为例进行详述：[0035]1、选用能够利用程序自动飞行拍摄有效图片的无人机型号和控制程序，如大疆Mavic Pro无人机和Altizure app控制程序。所述有效图片是指图片具有较高精度(例如4000*3000像素或以上)、带有GPS地理信息和相机参数信息、图片序列之间具有70％以上的重合度。根据项目的范围、周边环境，以及项目设计对实景模型精度的要求，设置合理的飞行高度、拍照间隔等参数，然后进行飞行航拍，获得4K图片801张。如果项目范围很大，很难一次性拍摄完成，那就需要将项目范围进行分区，分区的原则要同时考量无人机的续航能力和后期模型拼接的方便性。[0036]2、在实景建模软件ContextCapture中导入上述拍摄得到的图片序列后，首先是对图片进行空间定位信息生成，就是通过提取图片的地理信息和相机参数，生成对应的空间位置和图像；然后进行模型构建，模型构建需要进行分块设置、坐标设置和文件格式设定等，分块设置的原则是单个区块构建所需的内存不能超过计算机内存，坐标设置尽量选择与cad文件一致的坐标系，如果没有则选择较为常用的，文件格式为了便于后期整合，选择.fbx。

[0037]3、道路BIM建模需采用专业的BIM软件，如Civil3D、Roadleader等，明确设计文件采用的坐标系，准确表达道路的平、纵、横、超高、变宽等信息，模型创建完成后导出BIM模型文件。如果采用Civil3D需要先将道路模型提取实体再导出格式为.dwg的模型文件。如果采用Roadleader，需要在三维查看状态下导出.fbx格式模型文件。[0038]4、选用可以同时接收BIM模型和实景模型的软件(本文称为BIM模型整合软件)，如3Dmax，在其中同时导入步骤2得到的实景模型和步骤3得到的BIM模型，如果两者坐标系本身一致，那总体位置已确定，如果两者坐标系不一致，则将实景模型按照两者坐标系的转化规则进行移动；在两者模型准确贴合的基础上，手动对实景模型的失真、改造部分进行修整和剔除，直到最终呈现的是设计和现状融合的状态；最后再次导出融合后的模型文件。[0039]具体的模型坐标移动方法如下：

[0040]4.1基于测量数据的坐标系选定项目基点，项目基点选取原则是位于整个项目范围的中心区域，并记录下该项目基点坐标为(x,y)；[0041]4.2在BIM模型整合软件中导入BIM模型，并将这个BIM模型移动向量(-x,-y)；[0042]4.3在BIM模型整合软件中导入实景模型，如果实景模型的坐标系与测量坐标系一致，则将实景模型移动向量(-x,-y)，否则需要先将实景模型坐标系转换到测量坐标系，再移动上述向量(-x,-y)。[0043]此时，实景模型和BIM模型已叠合在一起，为了呈现出融合的效果，需要手动将实景模型失真和多余的部分进行修整和剔除；最后将融合后的实景模型和BIM模型整体导出一个通用模型数据格式，如格式为.fbx。[0044]5、选用可以生成全景图片的软件，本项目选用Lumion，在其中导入模型后，首先设置日照、云层等环境参数，其次可以在场景中布置景观、绿化，使场景更加丰富美观，最后定义全景视点，即能生成全景图片。此处可以同时制作单独的现状全景图片(设计前)和叠加BIM模型后的融合全景图片(设计后)。[0045]6、将全景图片发布到公有的全景展示平台，如720云，设置项目相关信息，设置图

5

CN 108537890 A

说　明　书

4/4页

片的初始角度，将同一组设计前和设计后全景设置相同的初始视角，以便在展示时对比更加直接，最后生成此项目的二维码或链接。[0046]7、通过二维码或链接的发送，实现在各项目参与方之间分享设计方案。[0047]本发明为了综合运用相关软件，以实现以往单一软件不可能实现的功能和效果，创造性的探索出了一套有可能密切配合的软件，本发明通过控制坐标、精度、格式等内容，保证了模型和数据能在不同软件之间有效传递，且实现新的用途。具体来说，通过系统性的运用实景建模工具、BIM建模工具、全景生成工具，以(实景+设计+全景)的方式来呈现设计方案，实现任意视角对真实场景的随时分享，且可以对比设计后与设计前的区别，以验证设计方案的合理性。

6

CN 108537890 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

7