淺談無人機(jī)三維建模與revit相結(jié)合的工程實(shí)踐

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摘要：無人機(jī)作為當(dāng)前發(fā)展最為迅速的新興技術(shù)，其作用不僅僅只是單一的無人飛行器，價(jià)值更加體現(xiàn)在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工作業(yè)，使復(fù)雜的工作簡(jiǎn)單化;信息化;可視化。而revit作為一款較為成熟且運(yùn)用日漸廣泛的軟件，涉及到工程實(shí)踐的全領(lǐng)域，本文將以無人機(jī)三維掃描建模與revit技術(shù)相結(jié)合，淺談二者結(jié)合對(duì)目前的工程管理實(shí)踐領(lǐng)域的影響，深入討論部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或即將實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)，淺談其在大力提倡傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的大背景下的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：revit技術(shù);無人機(jī);三維掃描;工程管理;虛擬現(xiàn)實(shí)

引言

無人機(jī)是近些年內(nèi)崛起的新興技術(shù)，我國(guó)在此方面的尚處于國(guó)際領(lǐng)先地位，其重要標(biāo)志便是信息化;無人化;智能化。在大力提倡信息化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的今天，是時(shí)代發(fā)展乃至未來很長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展主流。而revit在近些年內(nèi)在建筑，機(jī)電等領(lǐng)域的地位，愈發(fā)提升，從對(duì)軟件本身的研究，到實(shí)際參與運(yùn)用到工程實(shí)踐中，綜上所述三者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程管理的規(guī)范化;智能化;可視化;信息化。

1淺談無人機(jī)平臺(tái)的優(yōu)劣

我國(guó)無人機(jī)技術(shù)起步較早，到目前已經(jīng)逐步發(fā)展成集民用，軍事，特種作業(yè)等多方向，國(guó)際化的成熟產(chǎn)業(yè)，占據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的半壁江山，以大疆為首的民用無人機(jī)企業(yè)擁有著一套較為完善的全產(chǎn)業(yè)鏈無人機(jī)家族。

其最大的優(yōu)點(diǎn)便是便捷靈活，智能集成，模塊替換。這里以起步較早的使用較廣的電力行業(yè)舉例，中國(guó)電網(wǎng)有限公司是我國(guó)比較早大規(guī)模使用無人機(jī)的企業(yè)之一，以無人機(jī)巡線代替了傳統(tǒng)的翻山越嶺跋山涉水且效率較為低下的有人巡線。以搭載激光模塊的無人機(jī)，代替了傳統(tǒng)人工登高帶電的清除作業(yè)，以搭載吊掛模塊的無人機(jī)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工的人力吊籃?？梢栽谝欢ǚ秶鷥?nèi)實(shí)現(xiàn)無人化，智能化，信息化。

但是其也具有一定的局限性，例如：受電池因素影響大，受作業(yè)環(huán)境限制大，價(jià)格較為昂貴，操作具有一定專業(yè)性等，當(dāng)然隨著時(shí)代的推進(jìn)，技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)的通病也在一步步的改善升級(jí)。

總體來說，無人機(jī)技術(shù)作為一門新興技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)生了一定的沖擊，也在一定的程度上，改變了傳統(tǒng)行業(yè)的作業(yè)模式，進(jìn)一步推動(dòng)了傳統(tǒng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，也順應(yīng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)代大背景。

2三維掃描技術(shù)概述

主流的三維掃描分為三類原理，即：結(jié)構(gòu)光掃描原理;激光掃描原理;三坐標(biāo)原理。又細(xì)分為五個(gè)種類;拍照式;關(guān)節(jié)臂式;三坐標(biāo)（固定式）;激光跟蹤式;激光掃描式。精度，范圍，成本，適用范圍各有不同。這里我們以適合工程實(shí)踐的掃描方式，即拍照式和激光跟蹤式擴(kuò)展詳述：

拍照式的優(yōu)點(diǎn)為有較大的掃描范圍，有較快的掃描速度，有較高的掃描精度，且價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單。采用一種結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)、相位測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測(cè)量技術(shù)，其掃描的點(diǎn)云雜點(diǎn)少，系統(tǒng)內(nèi)置標(biāo)志點(diǎn)自動(dòng)拼接并自動(dòng)刪除重復(fù)數(shù)據(jù)。在工程實(shí)踐領(lǐng)域一般多運(yùn)用于地面建筑物構(gòu)筑物，地形地貌的勘測(cè)，搭配地勘雷達(dá)對(duì)地面以及地下進(jìn)行精確的三維建模，主要運(yùn)用于大面積的，大縱深的建筑物群掃描建模，實(shí)際運(yùn)用場(chǎng)景多為一段時(shí)間的工程進(jìn)度管理，工程效果圖的對(duì)比，工程偏差的糾正，用地紅線的校對(duì)，是一種大規(guī)模的，中等精度的掃描建模方式，其局限性在于對(duì)單一建筑物構(gòu)筑物的建模精度不夠，由此僅適用于大規(guī)模的工程平面布置管理。

激光跟蹤式有著對(duì)大型建筑構(gòu)筑物精確掃描的能力，即對(duì)單一建筑物，甚至單一建筑結(jié)構(gòu)，例如梁板柱，鋼筋接頭部分精確建模的能力，有能力對(duì)建筑的整體至細(xì)部結(jié)構(gòu)做精確整體建模，實(shí)現(xiàn)了激光跟蹤儀對(duì)空間靶球的自動(dòng)尋找、自動(dòng)測(cè)量的功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大部件的空間精確定位。在工程管理實(shí)踐中，將無人機(jī)實(shí)測(cè)得到的原始建模數(shù)據(jù)導(dǎo)入revit軟件，形成由無人機(jī)掃描得到的原始實(shí)測(cè)三維模型，通過功能篩分，對(duì)不同部分部位的實(shí)測(cè)模型與工程設(shè)計(jì)的revit模型做碰撞。

且上述兩種掃描方式所需儀器體積小，質(zhì)量輕，耗電量小，工況簡(jiǎn)單，工作環(huán)境范圍大，在做一定的改裝后，完全可以由無人機(jī)平臺(tái)攜帶。通過遠(yuǎn)近掃描距離，高低掃描精度，大小掃描范圍的互補(bǔ)，做到適應(yīng)大部分的工程實(shí)踐。

3Revit建模技術(shù)運(yùn)用

Revit作為我國(guó)目前運(yùn)用最為廣泛的一種BIM建模軟件，是集合了設(shè)計(jì)，施工，運(yùn)營(yíng)，工作的協(xié)調(diào)，以可靠的信息流為基礎(chǔ)，構(gòu)成的項(xiàng)目集成流程，而Revit本身所支持的施工設(shè)計(jì)，項(xiàng)目管理，碰撞檢測(cè)，是在傳統(tǒng)的二維圖紙的基礎(chǔ)上，將項(xiàng)目信息三維可視化處理。同時(shí)更好的處理工程師，設(shè)計(jì)師，現(xiàn)場(chǎng)施工以及業(yè)主方的要求。

從技術(shù)上來看，revit相較于平面制圖軟件的優(yōu)勢(shì)在于可視化的三維模型，能在同一個(gè)模型上，體現(xiàn)出建筑，結(jié)構(gòu)，機(jī)電，設(shè)備安裝，裝飾工程，細(xì)部做法，水電管綜等多種本屬于不同專業(yè)的設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)全過程，將全專業(yè)，全流程組織起來，在同一個(gè)平臺(tái)交互作業(yè)。極大的提高工作效率。其次，revit具備了Revit自帶的點(diǎn)云工具，可以將三維掃描的結(jié)果直接導(dǎo)入revit生成掃描模型，通過在Revit MEP軟件的環(huán)境中，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)可視化處理，進(jìn)一步加快了工作進(jìn)度，提高了工作效率，其接口更是支持DWG、DWF、DXF和DGN等多種不同的三維掃描格式，具備很強(qiáng)的包容性。

4三維模型與Revit碰撞檢查

在上述三節(jié)我們分別論證討論了無人機(jī)的優(yōu)劣，三維掃描技術(shù)的概述，以及Revit技術(shù)的討論，在已經(jīng)得出實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)掃描模型和實(shí)際施工階段模型后，如何讓兩種模型交互，得出工程質(zhì)量，不同專項(xiàng)工程，工程進(jìn)度等多方面的偏差。對(duì)此我們采用了碰撞檢查分析，將原本需要比對(duì)圖紙的復(fù)雜漫長(zhǎng)工作交由計(jì)算機(jī)處理，大大提升了工作效率。

碰撞檢查是指在電腦中提前預(yù)警工程項(xiàng)目中各不同專業(yè)（結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架等）在空間上的碰撞沖突，我們將兩種模型做碰撞處理，進(jìn)而得出不同之處，生成相應(yīng)的錯(cuò)誤報(bào)告文件，對(duì)照文件進(jìn)行二次排查整改，甚至可以對(duì)比關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的工期差異，做到信息化管理。

本文討論了將三維掃描模型與BIM建模技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用碰撞檢查處理數(shù)據(jù)模型的新型工程管理模式，順行了國(guó)家大力推行的傳統(tǒng)行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型，讓工程管理插上翅膀。