AR增强现实让你在施工现场“穿墙而入”

想象一下,你正在盖一座新的办公楼:施工中途你去到现场,检查暖通空调系统的安装。戴上一顶外形有趣的建筑头盔,你从电梯里走出来,当你抬头的时候,看到吊顶已安装完毕,但是你想知道它背后的情况。

通过头盔上的面罩,你可以调出BIM信息,它会迅速投射在你的视野范围内。当你沿着走廊走,随着你的视线移动,你能看到加热管道、水管和电气箱。透过面罩,你可以将模型一层层地剥去,观察建筑物的钢结构、绝缘层和材料表面。这就像漫画风格的x光透视,这很快就会在建筑工地上成为现实。

这款神奇的帽子就是DAQRI智能头盔,它是一种可穿戴的增强现实系统,用于工业制造行业,特别是建筑和施工行业。从本质上说,智能头盔可以让建筑工人、工程师和设计师把他们的BIM模型带到施工现场,嵌入到头盔里,并让佩戴者体验到一种沉浸式、全景式的3D环境。

让建筑工人接触到这些多层的建筑信息,可以让他们更好地看到空间关系,可以更早发现MEP碰撞;可以更快、更明智地决策,并减少错误。DAQRI的首席产品官Roy Ashok说:“这让你能在工地现场做出决定,而不用等到你换班后再跟上司汇报。它给建筑工人赋予了力量。”

随着DAQRI开始试运行,以及与Mortenson建筑公司和Autodesk的合作,这些头盔(在早期开发阶段的成本为1.5万美元)慢慢开始进入建筑工地。作为概念测试的一部分,Mortenson建筑公司在美国明尼阿波里斯市的亨尼平医疗中心的建设项目中使用了该头盔。

“BIM模型只是第一步,”Mortenson建筑公司的项目解决方案高级总监Ricardo Khan说到,“现实情况是,模型的价值大概是整个项目价值的25%,剩下的75%体现在将施工团队与空间中的其他数据信息关联起来。”

与谷歌眼镜不同的是,DAQRI头盔专注于工业应用。在这个竞技场,像这些头盔一样的头戴式设备很容易被接受,而且很少涉及隐私问题。

在硬件方面,头盔上装有三种不同类型的摄像头,它们可以协同工作,定位用户的特定位置,并解读其周围的几何结构。第一种是一个166度的广角灰度镜头,它可以精确到厘米地定位用户在环境里的位置。第二种是深度感应相机,可以解读空间的几何形状及其中的物体,并告诉你“这是一扇门,这是一扇窗户,这是一张桌子。”Roy Ashok说,这种认知能让你依据空间来放置虚拟物体并更改模型。感应相机还记得每一个房间的“地图”,这几乎就是一种绘图功能。第三种是热能相机,它允许用户将感应到的温度数据映射到3D的物体上。Roy Ashok说:“结合佩戴的视觉测量系统和你周围的事物,你几乎就知道了关于这个世界的一切。”

DAQRI头盔软件设计的灵感来源于对建筑工地独特而危险环境的功能性担忧。最初的想法是使用手势信号,手势信号被头盔的摄像头捕捉到后进入头盔目录,但这并没有起作用。

Roy Ashok说:“有两个原因:一个是可靠性。这项技术还不够成熟到有99.99%的可靠性,因此,其耐久有待考量。”而且,建筑工地是一个很危险的地方,不合适疯狂地挥舞胳膊来指明一堆尚未建成的照明设备。这是不使用手势信号的第二个原因。

建筑工地上充满着喷溅的火花、旋转的叶片、暴露的电线以及大量的金属,你希望每个人都全神贯注于手头工作和周边环境。“一旦你将你的注意力从周围的事情中转移出来,我们就会暴露在工作的潜在危险中,”Ricardo Khan说到。

为了解决这些问题,DAQRI团队决定将头盔设计成完全不用手操作的,工程师们称之为“凝视系统”。RoyAshok说:“当你移动你的头时,你的视野中有一个网状形象在移动,就像鼠标和光标一样。”如果你在菜单项、超链接或模型层上停留几秒钟,它就会被选中。这些头盔联合Autodesk BIM 360软件开发,但主要由每个公司定制其需要的软件(DAQRI支持),因为该产品的使用范围非常广泛。DAQRI头盔运行的数据可以基于Autodesk Revit采集的初始设计数据,或者由Revit进行建模后的实景数据,通过Autodesk软件的连接,数据真正地实现从设计到施工,从模型到现场的贯穿。

在工程的建设阶段使用DAQRI头盔似乎是一种最直观的应用,但Roy Ashok说,在项目“设计的第一天”就开始使用也很有意义。在施工开始前,建筑师可以向工程师和施工人员展示设计模型,他们可以在错误更容易、成本更低的时候指出潜在的问题。该系统清晰的视觉界面可以为施工人员提供竣工查核事项表,甚至竣工后维护的指导。

“AR对社会与环境信息的互动产生了深远影响,”Ricardo Khan说。“对于建筑行业来说,我们认为这是解决一系列商业问题的必要颠覆者,例如提高施工人员的安全意识。作为产业下游的价值,我们的客户可以利用AR来极大地改善其设施的运营和维护。”

现在DAQRI公司的产品旨在改变建筑的建造方式,但它仍然依赖于导入一个建筑物的静态虚拟模型,并将模型覆盖在实际建筑体上。下一个前沿将是创建一个设备,而它可以检测隐藏在视线后的组件,并不论它们是否包含在模型中都能动态地将其展示给用户。这将把增强现实技术带到X光透视应用的尖端,使建筑行业进入一个“全知”的世界。

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