一种基于增强现实技术的测放方法、头盔设备及介质与流程

    技术2024-11-20  3


    本发明涉及建筑施工,具体而言,涉及一种基于增强现实技术的测放方法、头盔设备及介质。


    背景技术:

    1、实时动态载波相位差分定位技术(rtk)凭借其算法简单、收敛快、定位精度高和可靠性强等优点被广泛应用于测绘、监测、导航等方面。随着全球导航卫星系统(gnss)的不断发展和完善,基于gnss的rtk技术在理论算法、工程应用、数据处理等方面也取得了巨大的进步。例如,实时动态载波相位差分定位技术已经能够实现厘米级的实时动态定位。rtk作为其中的代表性技术,目前已经非常成熟,能够在局域范围内提供厘米级的实时定位服务。另外超宽带uwb技术、超声波雷达定位技术或其他高精度定位技术也能达到使用要求。

    2、现有技术传统的施工测量方式通常依赖地面标志物或移动测量设备,需要多人到达测量点进行操作,耗时费力。特别是在架设仪器困难或视线受阻的情况下更为棘手的,尤其是在复杂环境下的仪器架设困难、视线受阻时,导致测量困难的问题。


    技术实现思路

    1、鉴于此,本发明提出了一种基于增强现实技术的测放方法、头盔设备及介质,旨在解决现有施工测量方式耗时费力且复杂环境下仪器架设困难、视线受阻时测量困难的问题。

    2、一方面,本发明提出了一种基于增强现实技术的测放方法,该测放方法包括如下步骤:功能选择步骤,获取头盔设备的当前测放功能为测量还是放样;测量步骤,如果头盔设备的当前测放功能为测量时,通过获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据以及头戴设备与视野中待测点之间的距离数据,进行数据处理,得到并显示叠加有待测点影像位置的实时场景影像以及待测点的三维坐标,以完成待测点的测量;放样步骤,如果头盔设备的当前测放功能为放样时,通过获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据,进行数据处理,得到并显示叠加有待放样几何的实时场景影像,以完成待放样几何的放样;其中,所述待放样几何为点、线、面、体或bim模型。

    3、进一步地,上述基于增强现实技术的测放方法,所述测量步骤包括如下子步骤:测量数据获取子步骤,获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据以及头戴设备与视野中待测点之间的距离数据;测量头盔数据处理子步骤,对头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据进行处理,确定头戴设备在空间中的绝对位置、朝向和姿态;测量点数据处理子步骤,对头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备与视野中待测点之间的距离数据进行数据处理,结合头戴设备在空间中的绝对位置和朝向,得到视野中待测点的三维坐标;测量数据显示子步骤,将头戴设备视野范围内的实时影像与视野中待测点的三维坐标进行叠加和显示,以通过头盔镜片显示叠加有待测点影像位置的实时场景影像以及待测点的三维坐标,以完成测量。

    4、进一步地,上述基于增强现实技术的测放方法,所述测量数据获取子步骤之前,还包括如下子步骤:设备调整子步骤,调整头盔设备的位置,直至待测点置于视野范围内。

    5、进一步地,上述基于增强现实技术的测放方法,所述放样步骤包括如下子步骤:放样数据子步骤,获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据;放样头盔数据处理子步骤,对头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据进行处理,确定头戴设备在空间中的绝对位置和朝向;参考点数据处理子步骤,对头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据进行数据处理,得到实时场景影像中参考点的空间位置信息;放样数据显示子步骤,根据待放样几何的位置数据以及实时场景影像中参考点的坐标,确定待放样几何映射至实时场景影像的影像位置,得到并显示叠加有待放样几何的实时场景影像。

    6、进一步地,上述基于增强现实技术的测放方法,所述头戴设备的空间数据包括:头戴设备的姿态数据、运动加速度和运动角速度;所述头戴设备与视野中待测点之间的距离数据的获取方式:通过头戴设备上的激光束发射器实时向视野中待测点发射激光束,以使激光束沿直线前进,直至激光束遇到障碍物被反射回来,反射回来的激光束被头戴设备上的激光接收器接收处理,根据所述激光束发射器发射的激光以及所述激光接收器接收的激光,确定头戴设备与视野中待测点之间的距离数据。

    7、另一方面,本发明还提出了一种基于增强现实技术的头戴设备,功能选择模块,用于获取头盔设备的当前测放功能为测量还是放样;测量模块,用于如果头盔设备的当前测放功能为测量时,通过获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据以及头戴设备与视野中待测点之间的距离数据,进行数据处理,得到并显示叠加有待测点影像位置的实时场景影像以及待测点的三维坐标,以完成待测点的测量;放样模块,用于如果头盔设备的当前测放功能为放样时,通过获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据,进行数据处理,得到并显示叠加有待放样几何的实时场景影像,以完成待放样几何的放样;其中,所述待放样几何为点、线、面、体或bim模型。

    8、进一步地,上述基于增强现实技术的头戴设备,所述测量模块包括:测量数据获取子模块,用于获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据以及头戴设备与视野中待测点之间的距离数据;测量头盔数据处理子模块,用于对头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据进行处理,确定头戴设备在空间中的绝对位置、朝向和姿态;测量点数据处理子模块,用于对头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备与视野中待测点之间的距离数据进行数据处理,结合头戴设备在空间中的绝对位置和朝向,得到视野中待测点的三维坐标;测量数据显示子模块,用于将头戴设备视野范围内的实时影像与视野中待测点的三维坐标进行叠加和显示,以通过头盔镜片显示叠加有待测点影像位置的实时场景影像以及待测点的三维坐标,以完成测量。

    9、进一步地,上述基于增强现实技术的头戴设备,所述放样模块包括:放样数据子模块,用于获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据;放样头盔数据处理子模块,用于对头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据进行处理,确定头戴设备在空间中的绝对位置和朝向;参考点数据处理子模块,用于对头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据进行数据处理,得到实时场景影像中参考点的空间位置信息;放样数据显示子模块,用于根据待放样几何的位置数据以及实时场景影像中参考点的坐标,确定待放样几何映射至实时场景影像的影像位置,得到并显示叠加有待放样几何的实时场景影像。

    10、又一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

    11、又一个方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括:处理器;用于存储所述处理器可执行指令的存储器;所述处理器,用于从所述存储器中读取所述可执行指令,并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

    12、本发明提供的基于增强现实技术的测放方法、头戴设备及介质,可以实现用户视角位置的地理信息实时获取,该头戴设备具备实时高精度空间定位功能,能够实时获取用户视角下某点的地理位置详细信息,包括坐标和高程等数据;与传统的测量方法/装置相比,其作业效率更高,施工过程更安全。用户可输入坐标信息,实现对输入几何数据(如点、线、面、体)进行放样,用户通过本设备在施工现场可以直观地看到放样的几何信息的位置,与传统的测量方法/装置相比,其作业效率更高,施工过程更安全,还可以实现对bim模型进行放样,结合本设备的高精度定位技术,可以准确的得知bim信息化模型与现实场景的关系,结合增强现实技术以1:1的比例叠加至现实场景当中,用户可直观了解模型中各构件的位置和特征,本技术内容与传统的bim模型查看方法/装置相比,其精度更高,对施工的指导更全面。因此,该方法将高精度定位技术、测量技术与ar增强现实技术相结合,具有提高作业效率、增强施工安全性、提升精度和全面性等诸多优点,对现有技术具有显著的创新和改进,解决了现有施工测量方式耗时费力且复杂环境下仪器架设困难、视线受阻时测量困难的问题。


    技术特征:

    1.一种基于增强现实技术的测放方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的测放方法,其特征在于,所述测量步骤包括如下子步骤:

    3.根据权利要求2所述的基于增强现实技术的测放方法,其特征在于,所述测量数据获取子步骤之前,还包括如下子步骤:

    4.根据权利要求1至3任一项所述的基于增强现实技术的测放方法,其特征在于,所述放样步骤包括如下子步骤:

    5.根据权利要求1至3任一项所述的基于增强现实技术的测放方法,其特征在于,

    6.一种基于增强现实技术的头戴设备,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的基于增强现实技术的头戴设备,其特征在于,所述测量模块包括:

    8.根据权利要求6或7所述的基于增强现实技术的头戴设备,其特征在于,所述放样模块包括:

    9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行如权利要求1至5任一项所述的方法。

    10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:


    技术总结
    本发明提供了一种基于增强现实技术的测放方法、头盔设备及介质。该方法包括:获取头盔设备为测量还是放样;通过获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据以及头戴设备与视野中待测点之间的距离数据,进行数据处理,显示实时场景影像以及待测点的三维坐标;通过获取头戴设备视野范围内的实时场景影像、头戴设备的位置数据、头戴设备的空间数据、头戴设备与视野中已知点之间的距离数据以及待放样几何的位置数据,进行数据处理,显示实时场景影像。本发明将高精度定位技术、测量技术与AR增强现实技术相结合,具有提高作业效率、增强施工安全性、提升精度和全面性等诸多优点。

    技术研发人员:邓选奇,朱松,苗闫闫,方吉,王辉,郝跃龙
    受保护的技术使用者:中国二十冶集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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