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建筑任务参考

阅读:1041发布:2020-05-31

专利汇可以提供建筑任务参考专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及建筑任务参考,尤其是涉及用于在工地环境(4)中自动得出 电子 测量和/或标记设备(1)的安置区域(10)的方法、设备和系统。该方法包括查询 数据库 (DB)以获得工地环境(4)的施工计划信息且获取要执行的工地任务的工地任务信息。工地任务信息尤其包括施工计划中要完成工地任务而必须被测量和/或标记的空间点(2、13)。还包括获取实际现实世界工地环境(4)的至少粗略的3D数据,且合并至少粗略的3D数据和施工计划信息以形成工地环境的实际状态模型(4)。建立实际状态模型内的至少一个安置区域(10)的自动计算,安置区域(10)包括至少一个安置 位置 ,设备(1)可从该安置位置无障碍进行空间点(2、13)的测量和/或标记。,下面是建筑任务参考专利的具体信息内容。

1.一种用于在工地环境(4)中自动得出电子测量和/或标记设备(1)的安置区域的方法,所述设备(1)被配置用于在所述工地环境(4)进行测量和/或标记,所述方法包括:
○查询数据库(DB)以得到所述工地环境(4)的施工计划信息,以及
○获得要执行的工地任务的工地任务信息,
所述工地任务信息包括所述施工计划中要完成所述工地任务而必须被测量和/或标记的空间点(2、13),
○获得实际现实世界工地环境(4)的至少粗略的3D数据,
○合并所述至少粗略的3D数据和所述施工计划信息,以形成所述工地环境(4)的实际状态模型,
○在所述实际状态模型内自动计算至少一个安置区域(10),该区域包括至少一个安置位置,所述设备(1)能够从所述安置位置无障碍地进行所述空间点(2、13)的测量和/或标记。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述安置位置通过以下各项中的至少一项来限定:
○针对所述设备(1)的标记和/或测量,能够访问最大数量的所述空间点(2、13)的位置;
○所述设备能够以最佳可能的精度、尤其是以优于所限定的阈值的精度对所述空间点(2、13)进行标记和/或测量的位置;
○需要对所述设备(1)进行最少次数的重新安置的位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述粗略的3D模型的获取由所述设备(1)利用相应的3D传感器单元来完成,尤其是利用RIM相机传感器、立体成像传感器、结构光传感器、三测量传感器、来自运动传感器的结构、即时定位和制图传感器或深度图像传感器来完成,尤其是通过操作员在所述工地(4)处随身携带所述设备(1)来实现。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述粗略的3D模型的获取由操作员在所述工地(4)处随身携带的手持计算单元(14)来完成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述设备(1)安置在所述安置区域(10)内之后,由所述设备(1)通过由所述设备(1)的测量功能从所安置的设备(1)对所述工地处的多个参考点进行测量来自动检查和/或精细参考所述设备(1)的实际安置位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,将所述安置区域(10)提供给操作员以在所述工地处安置所述设备(1)包括所述安置区域的视觉标记,尤其是在渲染
2D视图、渲染的3D视图、增强现实视图、虚拟现实视图中或者通过在真实世界工地(4)处投射所述安置区域(10)的标记。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,用于安置所述设备(1)的所述安置区域(1)包括针对所述设备(1)的安置高度信息和2D平面图区域。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述实际状态模型作为增强现实视图或虚拟现实视图被提供,包括所述安置区域(10)的视觉标记。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,计算所述至少一个安置区域(10)包括确定从待标记和/或测量的空间点(2、13)到所述实际状态模型中的障碍物的轮廓的投影线,以得出所述安置区域(10)的边界,尤其是其中,安全裕度以使得所述安置区域(10)的尺寸减小的方式应用于所述轮廓。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,计算所述至少一个安置区域(10)包括确定来自假定的安置位置的视线与限定所述空间点(2、13)的表面之间的倾斜角度,并排除来自所述安置区域(10)的导致所述倾斜角度超出所限定的阈值的那些假定的安置位置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,计算所述至少一个安置区域(10)包括根据从所述安置区域(10)内的安置位置进行测量和/或标记的可实现精度对该安置位置进行评级,尤其是其中,根据所述设备(1)与所述空间点(2、13)之间的测量几何结构和/或根据所述设备(1)的测量和/或标记特征来评估所述可实现精度。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,对所述安置位置的评级由不同的标记或颜色指示,以指示所述安置区域(10)内的或多或少的最佳安置位置。
13.一种电子测量和/或标记设备(1),该电子测量和/或标记设备(1)包括用于获得至少粗略的3D数据的3D传感器单元以及被配置用于根据权利要求1至12中任一项所述的方法的计算单元。
14.一种被配置用于根据权利要求1至12中任一项所述的方法的系统,该系统包括电子测量和/或标记设备(1)以及具有3D传感器单元和显示器的远程手持计算单元(14),所述3D传感器单元被配置成得出至少粗略的3D数据,所述显示器被配置成可视地提供所述安置区域(10)。
15.一种计算机程序产品,该计算机程序产品具有存储在机器可读介质上或实现为电磁波的程序代码,该程序代码被配置成自动得出工地环境(4)中用于电子测量和/或标记设备(1)的安置区域(10),优选地,如在根据权利要求1至13中任一项所述的方法中,尤其是如果所述程序在根据权利要求14的系统的电子测量和/或标记设备(1)或根据权利要求13的设备的数字计算单元上执行,则包括:
查询数据库(DB)以得到所述工地环境(4)的数字施工计划信息,并获得要执行的工地任务的数字工地任务信息,所述工地任务信息包括所述施工计划中要完成所述工地任务而必须被测量和/或标记的空间点(2、13),
获得实际现实世界工地环境(4)的至少粗略的3D数据,合并所述至少粗略的3D数据和所述数字施工计划信息,以形成所述工地环境(4)的数字实际状态模型,以及在所述实际状态模型内自动计算至少一个安置区域(10),该安置区域(10)包括所述数字状态模型中的至少一个安置位置,所述设备(1)能够从所述安置位置无障碍地进行所述空间点(2、13)的测量和/或标记。

说明书全文

建筑任务参考

技术领域

[0001] 本发明总体涉及用于在工地环境中自动得出电子测量和/或标记设备的安置区域 的方法,以及相应的设备、系统和计算机程序产品。

背景技术

[0002] 在建筑工地上,特别是建筑物的建筑工地上,许多任务需要空间参考。为了实现 或辅助这样的参考,因此而使用的电子工具优选可以访问关于要执行的任务、建筑工 地、计划、手册等的数字信息。例如,从EP 3 222 969已知具有用于工地的自动空间 参考的电子测量设备,其可以与建筑信息模型(BIM)系统交互,例如,EP 3 054 404、 EP 2 629 210、US 2014/268064、CN 103886139、JP 5489310、US 2014/192159等中的 工地管理方法和系统。
[0003] 可以在本发明的上下文中使用、修改或涉及的标记和/或测量设备的一些示例、 特别是关于空间参考、测量和标记例如是EP 2 698 602,示出了用于电子距离测量 (=EDM)的手持工具,其具有带有接头的支撑件,该角接头提供用于收集房间的 几何数据的角度参考信息。EP 2 458 328示出了用于在建筑工地测量和标记点(例如, 用于管道)的监视仪器。在EP 2 781 880中,示出了具有自调平激光旋转器和激光接 收器的结构激光系统。EP 2 053 353示出了参考线投影单元,其具有EDM和沿限定 的参考路径引导的可见参考激光束。EP 2 453 205示出了一种具有EDM、角度传感器 和摄像机单元的测量仪器,其提供用于确定点的扫描功能。EP 2 620 746提出了一 种用于在任意形状的表面上测量和标记空间坐标的仪器。在EP 2 502 712中,提出了 一种用于确定手持式电动工具在墙壁上的位置的方法和系统。
[0004] 除了这些或多或少主要专用的测量和/或标记设备之外,诸如平板计算机、智能 电话、智能手表笔记本电脑、VR-机、AR-眼镜等的手持计算设备在工地几乎无 处不在。除了它们的通信和准实时全球数据访问能之外,这些设备还可以包括本地 存储装置和不同类型的传感器。例如,在这种设备的实施方式中经常可以找到惯性测 量单元(IMU)、导航系统环境传感器、2D相机系统和/或3D相机系统,如立体成 像、三角测量、结构光、飞行时间范围成像系统,无线电通信和无线电导航系统,诸 如蓝牙、红外线、声波、ZigBee、近场通信等全球和本地数据链路。此外,例如用 于户外和/或室内导航、增强现实图像处理和分析、人工智能机器学习、神经网 络、测量、情境感知的相应的软件框架和API在许多这样的设备中是现有技术
[0005] 但是,这些通用传感器和系统中很少能够实现建筑工地任务所需的合理精度和/ 或明确性,因此使用专用测量和/或标记设备。
[0006] 因此,在根据本发明的许多情况和一些实施方式中,两种设备都可以参与完成施 工现场任务,优选地在它们之间具有有线或无线数据链路。在根据本发明的一些实施 方式中,这种手持计算设备的一些功能还可以与上述测量和/或标记功能组合成用于 建筑工地用途的单件设备。
[0007] 为了建立工地任务的空间测量和/或标记,相应的设备必须安置在工地的某个地 方。这种安置的位置在其中通常是重要的,不仅要考虑合理性、妨碍其工作区域和所 有所需测量和/或标记的有效可达性,而且要考虑合理的准确性,例如,通过避免标 记或测量光束相对于表面的低倾斜、掠过交叉点、保持在设备的范围内或在给定任务 的最佳准确度范围内等。普通工作人员通常不完全清楚所有这些约束及其相互依赖关 系,而是随机或他认为直观和明显地安置设备。另一方面,在办公室的前期规划阶段 预定义设备的安置位置通常是不可行的,因为难以预测实际施工现场条件的所有细节。 例如,许多意想不到的物品可能会被随意地摆放,如建筑材料、工具、梯子、废弃物、 盒子等。

发明内容

[0008] 因此,本发明的一个目的是提供一种用于改善建筑工地上的空间参考标记和/或 测量任务的方法、系统和/或设备。其中的特殊目的可以是避免这种设备的低效安置、 过度的重新安置、考虑到准确性和/或可达性的不利的安置、工作路径上的安置等。
[0009] 具体目标是以至少部分自动化的、优选地自动的方式实现这一目的,或者至少为 使用该设备的工作人员提供用户指导或交互过程以建立这样的安置,并为他所要面临 的任务分别提供随后的测量和/或标记。
[0010] 优选地,这通过(优选但不是必须地在线)访问数据库来完成,该数据库包括建 筑工地相关信息、计划、时间表、实际状态或进度信息、要建立的施工现场任务等的 数字表示中的至少一个,例如在现代高度计算机化和自动化的BIM环境中。换句话 说,本发明的目的之一是实现针对在建筑工地上对测量和/或标记设备进行复杂安置 的半自动或自动引导,甚至对于非技术工作人员也是如此。
[0011] 本发明涉及一种用于在工地环境中自动得出和/或提供用于电子测量和/或标记设 备的安置区域的方法。该设备在其中被配置成用于在工地环境中进行测量和/或标记, 特别是通过定向光束,例如,通过测平(boning)单元。
[0012] 该方法包括查询数据库或数据文件以获得工地环境的施工计划信息,以及获取要 执行的工地任务的工地任务信息。该工地任务信息尤其包括施工计划中的要完成工地 任务而必须被测量和/或标记的空间点。该方法还包括获取实际现实世界工地环境的 至少粗略的3D数据以及至少粗略的3D数据和施工计划信息的几何合并,以形成工 地环境的实际状态模型。
[0013] 通过在实际状态模型内自动计算或得出至少一个包括至少一个安置位置的安置 区域,设备可从该安置位置无阻碍地访问空间点的测量和/或标记。特别是可在设备 与空间点之间的视线不受阻碍的情况下进行访问。
[0014] 这可以包括虚拟地计算实际状态模型中的多个位置,其特征在于,鉴于针对工地 任务的空间点所得到的测量和/或标记精度,提供最佳或有利的测量和/或标记特性。 它还可以包括向操作员提供一个或更多个用于安置联网的电子测量设备的安置区域, 以便对设备进行粗略的物理安置,特别是通过提供其中标记了安置区域的平面图或增 强现实视图。本发明尤其可以涉及室内施工现场工地任务。
[0015] 此外,它还可以选择性地包括通过电子测量和/或标记设备(安置在所计算出的 安置区域中的一个处)测量工地上的至少一个测量点,以便获得设备相对于工地的精 细位置信息作为要标记和/或测量的空间点的空间参考。
[0016] 其中,其中一个安置位置可以由以下各项中的至少一项来定义:
[0017] ○存在最大数量的空间点可以从其访问或到达标记和/或测量设备的位置,特别 是安置区域可以由多个工地位置限定,其特征在于避免障碍物在虚拟放置的设备与这 些点之间,例如通过没有障碍地从安置位置到空间点的直接投影线;
[0018] ○可以由设备以优于定义的阈值的精度或者优选地以与其它安置位置相比最佳 的可能精度标记和/或测量空间点的位置;
[0019] ○需要最小数量的设备重新安置以覆盖工地任务的所有空间点的位置,优选地, 其中考虑工地任务过程中的空间点的时间顺序以避免重新安置。
[0020] 其中粗略的3D模型的捕获可以通过具有相应3D传感器单元的测量和/或标记设 备来完成。3D传感器单元尤其可以实现为RIM相机传感器、立体成像传感器、结构 光传感器、三角测量传感器、来自运动传感器的结构、即时定位与制图传感器或深度 图像传感器,特别是通过操作员在工地上携带设备。
[0021] 可选地,也可以通过手持计算单元来完成粗略的3D模型的捕获,例如,通过利 用其增强现实框架、ARkit、ARCore等。通过由操作员在工地上携带它,可以捕获工 地的所有工地任务相关部分。
[0022] 然后可以建立向操作员提供安置区域以在工地上安置设备,其可以包括安置区域 的视觉标记,特别是在渲染的2D视图、渲染的3D视图、增强现实视图、虚拟现实 视图中或者通过在现实世界工地上投射安置区域的标记。用于安置设备的安置区域可 以在其中包括2D平面图区域和用于设备的安置高度信息。实际状态模型可以作为增 强现实视图或虚拟现实视图提供,其包括安置区域的视觉标记。
[0023] 在由工作人员或操作员在安置区域内安置设备之后,该方法还可以包括自动检查 和/或精确参考设备的实际安置位置,其可以包括从安置的设备通过该设备的测量功 能测量工地处的多个参考点。
[0024] 计算至少一个安置区域的实施方式可以例如包括确定从待标记和/或测量的空间 点到实际状态模型中的障碍物的轮廓的投影线,用于得出安置区域的边界。尤其是, 其中安全余量可以以使得安置区域的尺寸减小的方式应用于轮廓。计划中的这些障碍 可以在工地计划中识别,而计划外的障碍可以例如在3D数据中识别,其中计划数据 和3D数据之间的差异可以揭示计划外的障碍。在另一实施方式中,障碍物的轮廓可 以纯粹基于3D数据的数值分析得出。例如,这可以包括虚拟投影线、平面或体积或 阴影模型,从空间点处的源到由3D数据限定的体积空间。
[0025] 在实施方式中,计算至少一个安置区域可以包括确定来自假定的安置位置的视线 与定义空间点的表面之间的倾斜角度。然后可以从安置区域中排除导致倾斜角度超出 限定阈值的那些假定的安置位置。
[0026] 计算至少一个安置区域可以包括根据从该安置位置的测量和/或标记的可实现精 度对安置区域内的安置位置的评级。例如,可以根据设备和空间点之间的测量几何来 评估可实现的精度。还可以包括所使用的设备的特定测量和/或标记特性。安置位置 的这种评级可以通过不同的标记或颜色来指示,以指示安置区域内的更多或更少的最 佳安置位置,例如,关于(至少在理论上)可实现的精度和/或关于可以覆盖的点的 数量。
[0027] 本发明还涉及一种电子测量和/或标记设备,例如,如上所述,其包括用于获取 至少粗略的3D数据的3D传感器单元,以及配置成用于根据本发明的方法的计算单 元。电子测量和/或标记设备可以在其中例如包括:作为该设备的至少一个测量功能 的光电距离测量单元(EDM);用于将该设备安置在工地上的安置装置;以及用于调 节距离测量方向的指向铰链。该设备还可以包括用于偏转电子距离测量单元的测量光 的方向的动力偏转单元,用于将距离测量自动地指向可确定的方向以瞄准空间点。这 可以例如通过带位置编码器的电动铰链完全自动完成。没有电动铰链的另一实施方式 可以包括指示器,用于引导用户手动调节指向铰链以将距离测量指向朝向测量点的方 向。尤其是,后者可以包括用于将测量基本上指向空间点的方向的粗略的手动调节- 与用于精细调节测量和/或标记光的方向的动力自动偏转单元组合。
[0028] 本发明还涉及一种系统,该系统被配置成用于根据本发明的方法,并且至少包括 电子测量和/或标记设备及其远程手持计算单元,该计算单元具有3D传感器单元,该 3D传感器单元被配置成得出至少粗略的3D数据,并且具有配置成可视地提供安置 区域的显示器。
[0029] 电子测量和/或标记设备可以联网并且包括数据访问单元,用于建立到手持计算 单元和/或到远程服务器计算机处的数据库数据的自动双向(优选地在线且基本上实 时)在线无线数据通信链路。
[0030] 根据本发明的设备或系统包括微控制器、微计算机、DSP或可编程或硬连线数字 逻辑,因此本发明可以涉及具有程序代码的计算机程序产品,该程序代码存储在机器 可读介质上或体现为电磁波(例如有线或无线数据信号),其至少部分地以软件实现 根据本发明的功能-因此也是本发明的实施方式。
[0031] 计算机程序产品包括配置成执行和操作用于工地环境中的电子测量和/或标记设 备的安置区域的自动得出的程序代码。具体地,该代码可以包括查询数据库以获取工 地环境的数字施工计划信息以及获取要执行的工地任务的工地任务信息的指令集,工 地任务信息包括施工计划中要完成工地任务而必须被测量和/或标记的空间点。该代 码还包括获取实际现实世界工地环境的至少粗略的3D数据(例如来自链接至计算设 备的3D传感器单元)、合并所述至少粗略的3D数据和所述施工计划信息以形成或得 出工地环境的实际状态模型的指令集。代码然后在实际状态模型内建立至少一个安置 区域的自动计算,该安置区域包括数字状态模型中的至少一个安置位置,所述设备能 从该安置位置没有障碍地测量和/或标记空间点,优选地,如这里描述的。尤其是, 该程序代码可以在本文所呈现的设备和/或系统的数字计算单元上执行。附图说明
[0032] 下面参考附图中示意性示出的工作示例,仅通过示例的方式更详细地描述或解释 根据本发明的设备、方法、系统、设置和计算机程序。具体地,
[0033] 图1示出了其中在工地应用本发明的第一实施方式的示例;
[0034] 图2示出了其中在工地应用本发明的第二实施方式的示例;
[0035] 图3a示出了根据本发明的安置区域的实施方式的第一示例;
[0036] 图3b示出了根据本发明的安置区域的实施方式的第二示例;
[0037] 图3c示出了根据本发明的安置区域的实施方式的第二示例;
[0038] 图4示出了其中在建筑工地应用本发明的第三实施方式的示例;
[0039] 图5示出了根据本发明的数据流程图的示例。

具体实施方式

[0040] 不应将附图的示意图视为按比例绘制。在适当的情况下,相同的附图标记用于相 同的特征或具有类似功能的特征。附图标记的不同索引用于区分示例性示出的特征的 不同实施方式。术语“基本上”用于表示特征可以、但通常不需要精确地实现高达 100%,而是仅以可以实现类似或相同技术效果的方式实现。特别是出于技术、制造、 结构考虑等可能发生轻微偏差,同时仍然在范围的含义内。
[0041] 图1示出了在建筑施工现场位置4处的本发明的示例的实施方式。工作人员11 具有用于辅助他完成工地任务(如建筑任务、测量任务和/或标记任务)的便携式电 子测量和/或标记设备1。
[0042] 可以存在到一个或更多个数据库DB的在线通信链接,例如,到一个或更多个 BIM服务器单元15,其可以存储一般建筑数据库DB,包括虚拟对象实体的结构化数 据集,其表示工地上的计划或已建立的物理建筑组成部分。数据库DB(或其同步的 至少部分副本)可被访问和/或至少临时存储在设备1的本地、工作人员11的手持计 算单元14或工地的某处或远离工地的某处4。该数据库尤其可以包括或生成物理建 筑组成部分的CAD-(计算机辅助设计)信息的数据集,通过该数据集将建立期望的 建筑结果。除了机器可读形式的那些CAD数据之外,该数据库DB还可以包括物理 建筑组成部分的其它属性信息,例如供应信息、价格、变体、手册、订单、订单确认、 会计信息。除了期望的最终结果之外,该数据库DB还包括实际状态信息,其反映了 构建过程中的当前进展,其中术语“实际”优选地是实时或几乎实时状态,而且也可 以进行批量更新,例如在每个任务或子任务之后、在工作日结束时等。该数据库DB 还可以包括工作人员11必须接下来要执行的实际工地任务的信息。该工地任务信息 包括要执行的任务的描述,特别是包括必须执行任务的工地4的位置的空间点信息, 例如,计划中的位置、尺寸、测量等。这种工地任务信息通常至少部分地以数字和/ 或机器可读的形式提供,或者以其它方式手动输入计算系统。除了至少部分地自动提 供来自BIM数据库的工地任务信息之外,还可以通过工作人员11的老板将其提供给 工作人员11,优选地至少部分地以数字形式,例如,发送到他的移动计算单元14。
[0043] 然而,上述工地4的理论“实际状态”往往并不能反映工地4的所有特点。在现 实世界的工地4处,经常会出现竟想不到的情况和物品。例如,可能会有很多物品(如 建筑材料8b、工具箱8a、机器、废弃物、建筑构件等)被放置在工地或施工现场。 当使用测量或标记设备1时,这种情况和物品会影响测量和/或标记设备1的使用。
[0044] 为此,本发明获取现实世界工地4的至少粗略的3D数据,例如,由测量和/或标 记设备1自身捕获,或由单独的设备14捕获,该设备可以是另一个测量设备或手持 式计算14设备,如智能手机、平板计算机等。其中,这样的至少粗略的3D数据的 准确性和明确性不需要高度准确。例如,几厘米量级或分米量级的尺寸精度通常是足 够的。其中的这种3D数据通常不需要具有(但可选地可以具有)足够精确的分辨率, 以用于建筑工作中的严谨测量任务-这通常例如需要以毫米或厘米的量级进行参考。
[0045] 在所示的示例中,工作人员11可以例如使用他的手持计算设备14来捕获他必须 执行其任务的工地的房间4的粗略的3D数据。例如,这可以包括用手持计算设备14 指向和走动,该设备14包括被构建或配置成用于捕获3D数据的单元。手持计算设 备14在其中可选地还可以向其操作者11提供一些指导,需要捕获房间4的哪些部分, 以便获得房间4(可选地,整个房间4)的至少所有工地任务相关部分的足够完整的 粗略的3D数据。
[0046] 在另一实施方式中,测量和/或标记设备1可以包括被构建或配置成用于捕获至 少粗略的3D数据的单元。后者可以至少部分地通过设备1的测量功能来建立,或者 它可以作为单独的专用单元包括在其中。例如,至少粗略的3D数据然后可以由测量 和/或标记设备1自身捕获,例如,来自工作人员的一个或更多个随机的估计安置点, 或者在捕获房间4的至少粗略的3D数据时随身携带设备1。
[0047] 这种至少粗略的3D数据的捕获(通过测量和/或标记设备1本身或通过外部设备 (例如手持设备14))可以通过本领域已知的原理建立,例如,通过根据飞行时间(TOF) 原理、根据三角测量计算、根据结构光原理、根据立体成像原理等的距离测量来建立。 捕获单元例如可以是RIM相机、3D扫描单元、一个以上以立体基线排列的2D相机、 光模式投影仪和2D相机、通过即时定位与制图(SLAM)算法分析的一个或更多个 2D相机、运动结构(SFM)分析等。该评估还可以包括来自惯性测量单元(IMU)、 陀螺仪加速度计、倾斜传感器、罗盘等的附加读数。至少粗略的3D数据可以例如 以深度图像的形式、以点云的形式、以3D模型的形式等得出。
[0048] 测量和/或标记设备1可以是一种类型的设备,例如,在上文的序言中所提到的。 例如,它可以包括用于将光束指向期望方向的单元,例如,通过移动光源、移动一些 光学元件以引导光束和/或移动设备1的至少一部分。该光束可以是可见或不可见光 束,其可用于直接或借助额外的探测器或反射器来标记所需的空间点。其中,标记可 以形成点、线或图形,例如,通过移动或扫描光束和/或通过整形光束。可以使用相 同的和/或另一个光束来测量距离,例如,根据飞行时间、相位和/或干涉测量原理。 这些设备的示例可以类似于诸如测速仪、经纬仪、全站仪、激光扫描仪、激光跟踪仪、 激光旋转器、激光平仪等设备来实现。
[0049] 基于实际工地4的至少粗略的3D数据结合工地4的虚拟计划数据,本发明自动 得出用于安置用于即将到来的任务的设备1的优选位置,并且以优选安置区域10的 形式向安置该设备的操作员11提供这样的位置。在具体实施方式中,设备1还可以 包括在自主陆地或空中飞行器中,其将自动地移动到所提供的安置区域10或所提供 的根据本发明得出的安置位置。安置区域10可以例如是期望的2D平面图区域,但 也可以可选地包括期望的安置高度。
[0050] 为了实现这一点,必须注意将设备1安置在工地中设备1的测量和/或标记功能 不会受到阻碍的位置。例如,如图所示,从设备1到标记位置2b、2b和/或到测量点 13a、13b、13c的视线不受阻碍。在所示的设备1的放置位置,设备1到标记位置2b 的视线被纸板箱8b阻挡,因此该点不能被标记,因此所示的安置位置对于固定灯12 的当前任务是不利的。
[0051] 在许多实施方式中,用于选择安置位置的主要标准之一可以是实现期望的建筑结 果(如在工地任务信息中定义的那样),而不用(或者如果不可能没有的话至少尽可 能少)重新安置设备1。换句话说,应该在设备的空间位置优化其初始安置,以实现 当前工地任务信息的突出测量和/或标记任务所需的期望空间参考。根据本发明,存 在计算单元,优选包括在设备1中,其被配置成通过在工地4的所获得的实际状态模 型中的潜在安置位置处虚拟地数值评估设备1的视线来实现这一点,例如根据它们对 来自工地任务信息的期望空间点2、13的可达性得出对潜在安置位置的评级-其中 多个位置也可以归纳成区域。在一个改进的实施方式中,这种计算还可以包括通过等 效性考虑而实现的一些灵活性,该等效性考虑可以从工地计划数据或从工地的实际状 态模型得出。例如,标记点2b和2c是空间定义的固定点,其不允许等效,但是与其 相关的测量点13a、13b、13c提供一些灵活性,因为它们可以在不改变它们的技术效 果的情况下在它们所在的壁面内移动。在另一个此处未示出的示例中,其中仅点13c 被遮挡,本发明可以优选地自动计算出替代解决方案,其甚至使用实际安置位置3, 但是将否则被阻挡的参考点13c移位到同一墙壁处的等效点,该等效点将导致相同的 空间参考,但不会被阻碍。
[0052] 除了上述工地任务所要求的空间点2a、2b、13a、13b、13c的物理可达性标准之 外,特别是没有障碍物等,本发明的实施方式还可以考虑用于评估优选设备安置位置 的其它标准。例如,测量和/或标记的另一个重要标准是可实现的精度,例如标记的 位置的可实现的精度、距离测量的可实现的距离精度等。作为一般示例,用于标记和 /或距离测量的准直激光束将在目标基本垂直于光束的光轴被击中时提供最佳位置和/ 或距离精度。倾斜击中也可以解决,但是当发生轻微偏差时,常常增加不确定性和/ 或更容易出错。
[0053] 然而,当从单个安置位置3操作设备1时,基本上垂直于目标表面地瞄准目标点 2、13在大多数情况下是不可行的。但是,仍然可以通过选择合理的安置位置3来避 免特殊的倾斜或锐角,其选择方式是使得要标记和/或测量的期望空间点2、13优选 地基本上以能够以基本上最佳的准确度实现标记和/或测量的方式进行瞄准-或者至 少在期望的准确度水平内。
[0054] 而且,特定测量和/或标记设备1具有其最佳精度范围。例如,已知经纬仪在天 顶或天底方向上可能具有某些缺点,或者光电测距仪可具有最佳精度的已知距离范围 等。通过选择合理的安置位置,设备1可以以如下方式进行设置:要标记和/或测量 的期望空间点2、13优选地基本上在设备1的最佳精度范围内。
[0055] 在本发明的实施方式中,设备1的运算或计算单元被配置成包括自动计算设备1 的安置区域中的至少一个上述方面。除了来自安置位置的空间点2a、2b、13a、13b、 13c的仅仅无障碍的视线可达性之外,来自该安置位置3的可实现的精度也可以包括 在安置区域的得出中和/或对安置区域的评级中。
[0056] 例如,可以对安置位置3进行数值分析,以得出空间点2a、2b、13a、13b、13c 是否(至少基本上)在设备1的优选测量范围内。优选测量范围可以是例如提供尽可 能高的精度的范围,或者空间点2、13的测量和/或标记至少基本上在期望的精度范 围阈值内。在另一示例中,附加地或可选地,可以对安置位置3进行数值分析以得出 空间点2a、2b、13a、13b、13c是否(至少基本上)以将提供或导致合理的准确性的 倾斜角度被瞄准。例如,这可以根据从设备1到目标表面的倾斜角度来判断,或者基 于可以影响可实现精度的其它几何因素来判断。在另一个示例中,上述两个示例不仅 可以分开使用,还可以组合使用。
[0057] 在实施方式中,例如,这可导致每个潜在安置位置的加权系数-该系数可以作 为最佳安置位置的评级呈现给操作员11。例如,通过从绿色(=最佳)到红色(=最 差)的颜色梯度和/或仅通过提供具有一定水平的加权系数的那些区域,或通过一些 其它指示符。由此,根据该评级,操作员可以根据该评级从所提供的安置区域中选择 优选的安置位置。
[0058] 然后,工作人员11可以将设备1安置在提供给他的安置区域10周围,例如,在 他的移动设备14的平面图中。一旦被安置,电子测量和/或标记设备1的测量能力就 可以在电子测量设备1的空间环境中确定和测量至少一个测量点13,优选地基本上 自动地通过设备1来完成。由此,电子测量设备1可以得到其正确的实际位置,然后 可以在朝向测量点和/或标记点2c、2b的方向上进行测量,如工地任务中所定义的那 样。当这样做时,另外还可以包括另外的空间信息,例如由测角仪、罗盘得出的方位、 由电子水准仪或重力传感器得出的铅垂或水平方向等。
[0059] 在所示的实施方式中,使用多个不同的测量点13a、13b、13c,其可以由电子测 量设备1根据施工计划信息自动选择,使得这些测量点13a、13b、13c在几何上最适 合于解决当前确定的精细位置信息的模糊或不准确之处和/或解决要建立的工地任务 所需的测量和/或标记。例如,在一些最终的、平坦的、坚固的建筑工作(例如成品 混凝土墙)中的测量点可以是这样的优选测量点13a、13b、13c,其是在必须建立工 地任务的区域附近得出的。对于所示出的安装灯12的工地任务,相应的工地任务信 息定义位置2b和2c,其中工作人员
11需要钻用来安装灯12的安装孔。优选地,测 量点13a、13b、13c可以是在工地任务信息中被预定义的,或者由设备1处的(或数 据链接到设备1的)计算系统自动得出的,例如,根据工地任务信息自动选择成与所 需尺寸一致的部分。例如,所示出的点13a、13b、13c相对于安装孔2b、2c所期望 的位置进行选择,使得它们被配置成得出如所示一维箭头所示的平面一维测量。
[0060] 如图所示,设备1的所示安置位置3是不满意的。根据本发明,存在安置区域 10,在该安置区域10内,设备1可以完成当前工地任务的必要步骤。与一些其它安 置相比,该区域为所有期望点2a、2b、13a、13b、13c提供物理可达性。与基座7处 或待安装的灯12下方的位置相比,它还使得能够实现对点13a和13b的有利且精确 的测量-从靠近基座7的位置容易出错,特别是由于测量光几乎平行于包括点13a、 13b的壁部分。
[0061] 一旦在预定边界内定义了精确位置,但仍然不足以精确地被认为是最终的,根据 本发明,可以在施工计划信息或者从数据库得出的实际状态信息内的特征点处自动选 择另外的测量点。例如,这样的特征点可以是限定平面的三个或更多个点、限定(优 选水平或垂直)直线的两个或更多个点、限定(优选地垂直)边缘或角落的多个点等。 这些特征点尤其可以是以如下方式自动选择,它们降低了实际状态标称模型与电子测 量和/或标记设备1所采用的真实世界测量点的一致性的数学不确定性,其中网络电 子测量设备1的精细位置是可得出的。这样做的详细数学策略可以从标准数学教科书 中获得。
[0062] 上面所讨论的作为测量和/或标记设备1的坐标控制的指向和测量激光系统的实 施方式然后可以例如被配置成在工地4处调查足够精确的空间位置信息,在工地4 处的定义位置处投射指示和/或调查其它移动客户端设备5,执行实体11和/或建筑组 成部分(如窗户3、电气设备6、底座7、9、灯12等)作为工地任务的其它示例。 例如,工作人员11可以将窗户3固定在正确的位置,该位置由电子测量设备1指示 和/或验证。在另一个示例中,已经在如上所述的根据本发明的工地4处参考的电子 测量设备1将投射激光以标记安装电气装置6所必须做出的开孔,其位置相对于门9 和地板进行规划。因此,电子设备1将选择门9的边缘和当前未完成的地板作为要考 虑的特征点。在另一个示例中,电子测量设备1将检查工具5(例如电动螺丝刀,钻 头等)的位置,例如记录工具5使用的位置,可选地与使用时间、扭矩、深度等使用 数据一起记录,这些数据可以通过无线链路从工具5提供,然后可以在BIM-服务器 15上的建筑数据库中更新这些工具位置和可选工具使用数据。
[0063] 图2示出了根据本发明的另一个实施方式。它示出了工地4的平面图的示例。其 中,电子测量设备1由工作人员11放置在一个房间21中,工作人员11被赋予要在 该房间21中完成的某个工地任务,该工地任务包括以测量和/或标记的形式进行空间 参考。为了选择用于安置设备1的合理位置,在工地4处获取至少粗略的3D模型数 据,其反映了实际的工地状态。该3D数据与必须根据工地任务信息进行参考的空间 点一起使用,特别是与工地4的理论建筑计划相结合。这样的信息可以由工作人员 11输入,但优选地至少部分在数据库中提供。本发明在其中被配置成自动得出针对 设备1的有利安置位置10。尤其是,这考虑了实际工地环境通常与理论上根据计划 应该的情况不完全相同的事实。除了几何偏差和公差之外,通常还有很多在计划中找 不到的物品29、25、23、...-像材料、工具、辅助资源、废料以及其它东西。
[0064] 为了在工地4捕获或获得粗略的3D数据,可以使用3D传感器,其可以在设备 1本身处或在远程,优选地在移动计算单元14处。在优选实施方式中,粗略的3D数 据不是由固定安置的3D传感器捕获的,而是由移动3D传感器单元捕获的,该移动 3D传感器单元可以在工作人员周围移动或者也可以至少部分地自主地飞行或驱动。 粗略的3D模型的尺寸精度不一定是生产水平-这意味着它不需要匹配工地任务所需 的精确度-特别是不能在每个细节中。这不仅减少了捕获时间和计算工作量,而且还 开辟了各种低质量3D数据捕获方法,如运动结构、即时制图和定位、立体成像、三 角测量、低分辨率RIM相机等。
[0065] 通过粗略的3D数据和与计划工地任务的尺寸要求相关的虚拟计划数据的组合或 集合,建立了数据基础,基于该数据基础,根据本发明可以虚拟地评估设备1的安置 位置10。
[0066] 在所示的示例中,工地任务是在翻新建筑物4时固定电插座24。相应的工地任 务信息包括工地的平面图,其具有关于插座24(24a、24b、24c、24d)的放置的尺 寸信息。工地任务信息或平面图优选地以数字数据的形式提供,或者相关数据可以由 工作人员11数字化。尤其是,插座24必须固定的空间位置点与本发明相关。因此, 房间21被粗略地三维扫描,特别是因为现有的平面图可能不完全是最新的,并且还 存在计划外的家具25、23以及在工地4处存在的箱29-这显然是在任何平面图中都 找不到。然后,与工地任务信息一起评估所得到的至少较粗略的3D数据,该工地任 务信息包括房间21中的点24a、24b、24c、24d的空间位置,其中插座必须安装在那 里。这通过手持计算设备、通过测量和/或标记设备1或通过两者的组合来完成。这 导致工地的实际状态模型。然后,本发明基于该实际状态模型自动计算至少一个安置 区域10,其也包括计划外的障碍物25、23、29。还有一些计划内的障碍物,如支柱 27,其包括在施工计划和3D数据中。所述至少一个安置区域的特征在于,从安置在 该区域中的设备1,可以以合理的方式覆盖用于工地任务的最佳数量的点24a、24b、 24c、24d以完成工地任务,特别是具有合理或期望的尺寸精度。最佳数量优选地包 括用于工作现场任务的所有点24a、24b、24c、24d或至少其子集,如果不可避免地 重新安置,则需要最少次数的设备重新安置。在推导最优时,还可以对工作现场任务 信息中包含的计划工作流程进行评估,特别是在工作流中以这种方式避免来回安置, 或者换句话说,工作流的时间第一部分可以从第一安置建立,并且随后的第二部分可 以从第二安置建立,优选地不需要随后再次恢复到第一安置。
[0067] 如上所述,可以存在设备到计算单元的在线通信链路20,特别是到工地数据库 服务器15和/或工作人员11可以用来控制、配置或使用设备1的手持计算设备14, 例如,还作为设备1处的用户界面的可选和/或另外的替代方案。
[0068] 然后,安置在所提供的安置区域10内的设备1可以标记插座24的所有期望位置, 例如,壁26处的必须建立插座口24b和24d的点。如1b所指示的安置理论上(根据 施工计划)同样也可以,但实际上计划外的箱29阻碍其瞄准插座24c-因此该安置 位置对于当前的工地任务来说是不充分的或不是最佳的。
[0069] 在图3a中的简单说明性实施方式的示例中,可以计算根据工地任务信息所需的 来自(插座24的)所有空间点的投影线的潜在安置位置的区域,在3D数据中被一 些障碍遮蔽的那些区域可以从潜在的安置位置中排除。例如,对于左上插座24,区 域28被支柱27阻挡,因此该区域必须从用于标记该插座24的设备1的安置区域10 中排除。对于设备1的安置不是最佳的受阻区域在图中标记为灰色,其中仅明确示出 了用于插座24的空间点的一些相关投影线以避免混淆。这些障碍物包括工地4处的 计划和非计划障碍物。用于该设备的潜在安置区域10是留有空白的区域。显然,本 发明也可以在三个维度上工作,例如,其中所示的灰色区域将构成体积等等-但是 这没有示出,因为它会使人感到困惑。显然,根据本发明,也可以使用比所示投影线 更复杂的数值方法来实现得出对于当前工地任务有利的安置区域10的相同或类似的 技术效果,并且可选地还用于后续工地任务。
[0070] 在一种可能的变型中,例如,可以评估从期望的点并沿着障碍物的轮廓的这些投 影线的边界,产生可从其到达期望点的区域或体积。其中,安全或公差余量可以包括 使体积略小于所计算出的体积,特别是至具有粗略的3D数据公差、手动安置公差, 并提供一些灵活性等的范围。针对来自工地任务的各个点的体积然后可以相交,从而 产生潜在的安置体积或区域,设备从其可以满足工地任务的所有要求。在没有从其可 以满足所有要求的区域10的情况下,本发明可以被配置成计算从其可以满足所有要 求的多个安置区域的选择,其中最小数量的重新安置可以作为选择的标准。
[0071] 在实施方式中,除了设备1对空间点的基本视线可达性之外,上述区域或体积也 可能受到其它约束的限制。例如,这种限制-以所谓的硬标准的形式-可以包括设 备特定的约束,例如设备的有限操作范围、特定的安置范围和设备的限制等。例如, 设备由于其结构而被物理地阻挡进入某个区域,或者设备的安置高度是有限的,安置 仅能建立到安置位置处的地面存在一定倾斜,通过将设备固定在墙壁上来安置设备等。
[0072] 图3b示出了根据本发明的实施方式的示例,其中对于特定设备1就位存在额外 的限制。与图3a相比,不考虑将允许物理视线到所需插座位置的所有期望空间点的 较暗的标记位置35(在左下角)。例如,由于在平面图的下端处的插座将以几乎平行 于其被投射到的墙壁的光束被瞄准的事实-从准确性的角度来看这可能是不利的, 例如因为其中只要有略微偏离或指向角度的不准确就可能具有相当大的目标点尺寸 误差(并且会导致错位的插座)。而且,墙壁处的标记将由于平的撞击角度而变形。 例如,这可以通过定义最小角度(例如如虚线31所示)并且通过省略来自安置区域10的区域30来实现。
[0073] 还示出的另一个限制是考虑到直接安置在墙壁或其它障碍物上(因为它可以在实 际工地4的3D数据导致的实际状态模型中得出)是不可能的。在许多实施方式中(也 在所示的实施方式中),将需要一些最小壁距,例如,用于设备1可以安置的三脚架。 在其它实施方式中,设备1实际上将安装到墙壁或物品上,使得仅墙壁部分是有效的 安置区域10。通常,更实际的是从白色潜在安置区域的得出边界留下一些余量,例 如,图3a中,其中设备安置的白色区域通常是可行的。特别是,当设备1由工作人 员手动安置时,在安置时总是存在一些容差。可选地,可以自动考虑额外的考虑因素, 例如要避免门36后面的安置,或者小区域32不适于安置,因此也省略。例如,这可 以从施工计划数据和/或3D数据得出。
[0074] 在另一个实施方式中,可以认为在物品、障碍物或墙壁附近的某处进行安置可能 是有利的,考虑到否则会妨碍工作人员的路径和/或将设备1撞倒的险。鉴于此, 例如,根据本发明,标记区域10可以根据本发明被自动计算为用于安置设备1的优 选区域10。例如,考虑到与待标记表面的击中角度的组合,考虑到设备有利工作范 围内的标记点,考虑到在目标距离和/或撞击角度等的均衡分布。
[0075] 所示的相应标记的工地平面图标记了深色的不适当或不利区域的一些示例,并且 可以被认为是图3a的可选增强版本或第二步骤。该视图中的白色区域是剩余的潜在 安置区域,其中暗标记的安置区域10可以被得出为设备1的安置的最突出的候选者, 例如,鉴于视线、可达性、不在路上和/或以下讨论的方面。
[0076] 在如图3c所示的实施方式中,还可以考虑其它标准-以软标准形式。虽然上面 的硬标准是位置的二元评级,这使得位置或区域“可能”或“不可能”(如测量或标 记光被某些东西阻挡的事实)-那些软标准给出了两个以上的离散值的位置逐级评级。 例如,潜在可实现的测量精度可取决于在期望空间目标点处的测量和/或标记光束的 表面倾斜度。这可以至少部分地以硬标准的形式评估,例如,通过定义阈值,使得目 标表面倾斜度低于例如70度将从上述区域或体积中排除。但是,这也可以至少部分 地评估为软限制,通过逐渐评估体积或其部分,例如,其中90度是最好的(100%), 40度或更低是不可接受的(0%)。然后可以对所有期望点的那些评级进行聚合,使 得其导致关于它们(预期的)准确度结果的区域或体积的评级,或者以离散的步骤逐 级地或连续地进行。
[0077] 除了上面使用的目标表面倾斜的说明性示例之外,影响精度的其它因素也可以以 类似的方式用作软标准。例如,像距离测量精度,其在某一距离范围之上和/或之下 劣化,光电距离计被设计用于(其可以用作软评级或硬限制计算的安置区域或体积的 另一标准)仅指定其中一个,因为那些软标准可以是设备1特有的。
[0078] 该图具体表示在工地4的平面图中可能表示自动计算出的设备1的优选安置区域 23的示例-特别是因为这样相比于图3a或图3b对于工作人员11不那么复杂并且更 易于理解。该示例还包括区域10的评级信息,其中标记10反映最优选的安置位置, 较暗的形状也表示可取的区域10a,较亮的形状表示也可以解决的其它区域10d,但 是不像较暗的形状那样冒险,例如鉴于可实现的准确度或其它评级因素。还示出了优 选的安置高度的可选指示
37,其在该示例中可以是待安装的插座24的高度。
[0079] 除了这样的2D平面图示例之外,还可以以其它形式向工作人员11提供期望的 安置位置。例如,可以呈现等距3D视图、虚拟现实视图、增强现实视图等等-由于 明显的技术原因,本文中没有图解说明。根据本发明的另一选择是设备1使用其标记 功能直接在工地4处标记优选的安置区域10,以便工作人员11然后可以将设备1安 置在该标记位置处或附近。后者对于在另一个位置重新安置设备1特别有利,如果需 要的话(因为并非所有工地任务的空间点都可以从单个安置到达)。
[0080] 例如,在特定实施方式中,设备1首先可以由工作人员随机地安置在工地的他认 为是一个好的位置的位置。然后,设备1将自动地将其自身相对于房间进行参考(例 如,如EP 3 222 969中所述),并且将尤其尝试测量任务的空间点。如果这不能解决 施工计划,则设备可以根据本发明自动计算出优选的安置位置,其中为设备的参考所 采取的测量可以至少部分地形成粗略的3D数据。然后,设备1可以例如通过其标记 功能直接在工地上自动指示新的安置位置,并指示工作人员相应地重新安置设备1。 可选地,可以循环该特定实施方式,直到找到适当的安置位置。
[0081] 在任何实施方式中,当设备1安置在安置区域中时,它可以可选地自动测量其在 工地计划内的确切位置。因此,不仅可以建立关于工地的精确空间参考,而且可以验 证安置位置是否在期望区域10之一内-并且如果不在期望区域之一内,则可以提示 工作人员11重新安置,优选地具有用于重新安置的期望方向和/或距离的指示。
[0082] 图4示出了在工地4处的本发明的实施方式的示例。工作人员11已经从他的主 管接收到至少部分数字形式的工地任务信息。工地任务信息包括任务的一些平面和空 间属性。然后,他使用3D捕获单元来得出实际工地4的至少粗略的3D数据。工作 人员11a通过使用手持设备14(如移动计算设备)来示出这些,除了专用设备之外 还可以实现为智能手机、平板计算机等。工作人员11b被示出通过设备1收集3D数 据,对于工地任务,他将使用其作为标记和/或测量工具。这里示出的设备1被实现 为便携式视觉激光测量设备。所示设备包括光电测距仪和用于得出距离计指向的方向 的坐标信息的测量单元,例如测角仪、倾斜传感器等。还有用于将设备1安置在工地 上的装置33,如三脚架或其它支架或固定单元。在其它实施方式中,设备1还可以 被实现为视距仪、全站仪、激光扫描仪、激光跟踪仪、线激光器等,或者一些类似的 电子设备,其被配置成提供从设备1安置的位置测量和/或标记工地处的空间点的功 能。
[0083] 根据本发明,设备1(或者最佳地,手持式计算单元14或远程服务器-如果使用 任一个的话)在其中被配置成自动计算设备1的安置位置或安置区域10。这些安置 位置的特征在于它们考虑了实际的工地模型(主要基于3D数据)以及工地任务信息 (特别是计划数据和要完成任务而必须在工地4测量和/或标记的空间点)。那些自动 得出的安置区域10的特征在于为工地任务提供本质上最佳的方案,特别是考虑到以 下一个或多个标准:
[0084] -从安置位置处的设备1到工地任务的空间点2、13的视线可达性;
[0085] -为完成工地任务对设备1进行最少次数的重新安置,优选不重新安置;
[0086] -高于设备1对空间点进行测量和/或标记所需的极限或最大精度,特别是根据测 量和/或标记的几何结构,包括例如以下中的至少一个:
[0087] ο设备1的设备特定精度范围,
[0088] ο测量和/或标记光束相对于工地的目标表面的最小倾斜度, 等等;
[0089] -限制或边界区域35的最小间隙或边缘,特别是具有3D数据的粗略性质和/或 设备1的手动处理不准确性的范围;
[0090] -有利或不利的安置位置32的基于规则的逻辑评估,特别是对于设备1。
[0091] 在示例性示出的工地任务中,包括根据工地任务信息在空间位置钻出电缆管道2, 给出x和y尺寸。工作人员使用设备1自动得出该位置并通过由设备1在正确位置投 射的所示光标记在工地4处标记相应的空间点2。根据工地任务,工作人员11必须 在相对于管道2限定的空间点2b处钻两个固定螺栓的孔,对于钻孔过程,混凝土隔 板将附接到该螺栓。通过访问包括来自3D数据的信息的工地任务信息数据和工地5 的实际状态模型,自动得出一个或多个有利于完成工地任务的安置区域10和/或安置 位置,其中考虑在现实世界工地4处的障碍物23和障碍物29,其不一定包括在提供 给工作人员11和/或设备1的工地4的施工计划中。这些安置区域10被呈现给工作 人员,例如,在设备1的显示器上、在他的移动设备14上或通过另一个渲染、增强 或虚拟现实显示器。例如,在屏幕上呈现类似于图3c的3D视图或平面图。然后, 工作人员将设备1安置在该提供的安置区域10内。在所示的示例中,已经存在的桌 子33被选择为优选的安置区域10,该区域例如在平面图或实际工地4上被指示给工 作人员11。也可以包括关于安置的附加信息,例如所需的安置设备39(在这种情况 下是台架而不是大型三脚架)、至少近似的安置高度等。
[0092] 然后,安置的设备1可以通过一个或多个测量13a、13b自动地将自身相对于工 地4在空间上进行参考,特别是以如下方式,即工地任务的期望尺寸x和y的空间参 考以该任务所需的准确度水平建立,该水平将在几厘米或更低的范围内,优选地为几 毫米或有时甚至更小。通常,精度优于已捕获的粗略的3D数据之一。测量点13a、 13b也可以明确地包含在工地任务信息中。
[0093] 然后,设备1可以通过光标记自动地标记工地墙壁处的螺栓的空间点2b,因为 工地任务信息包括所使用的混凝土隔板工具的数据,由此可以得出必须放置螺栓的位 置。在另一个实施方式中,至少一些数据(如所使用的工具,或螺栓的相对位置等) 可以由操作员手动输入。工作人员将螺栓设置在墙壁上标记的空间点2b处,固定其 钻孔工具并在空间点2处完成工地任务。然后,设备1还可以标记或投射期望的结果 以供工作人员验证其任务,和/或设备1可以自动测量工地任务的结果并存储该信息 以用于竣工信息的记录,例如,可存储在BIM数据库中。
[0094] 图5示出了本发明的实施方式的简化流程图的示例。
[0095] 框41表示获取实际现实世界工地环境的粗糙或粗略的3D数据,例如通过实现 为上述示例之一的3D传感器单元。其中,粗略意味着该3D数据不需要具有像工地 任务所要求的那样的数量级的生产水平精度。主要方面是定位和/或识别计划外障碍 和/或与工地计划的偏差。例如,这可通过在房间内步行驱动或飞行3D传感器单元直 到捕获到大量3D数据,其至少包括工地的工地任务相关部分。
[0096] 框42表示查询虚拟工地信息,例如关于工地和要执行的工地任务的计划数据和/ 或其它空间信息。这可以通过访问包括机器可读形式的空间信息的数据文件和/或构 造数据库来完成。可选地,由工作人员输入这样的信息也可以用来获取该数据。这可 以以如上所述的各种方式完成。例如,直接或间接地通过无线或有线通信链路、直接 或间接地访问数据库服务器、同步数据库的本地副本等。空间信息尤其可以包括机器 可读空间构造数据,至少包括理论上已规划的工地数据。
[0097] 基于上述,可以得出工地的所谓的实际状态模型,特别是通过连接、同化或聚合 真实世界3D数据和计划数据。
[0098] 框43表示自动确定标记和/或测量设备的一个或更多个优选的安置位置,其中多 个这样的安置位置可以形成一个或更多个安置区域。这可以通过上面详述的不同方式 中的至少一种来完成,例如,通过如上所述的示例和方法中的至少一个。这还可以包 括根据可计算的可行性和/或准确性考虑对潜在安置位置的评级,其中最佳评级区域 或位置区域将呈现给负责安置设备1的实体。
[0099] 框44表示向工作人员提供或呈现上述得出的安置区域,使得他能够将设备1基 本上安置在该安置区域10内或在该安置区域10处。这可以优选地在视觉上完成,例 如,通过在屏幕上呈现的平面视图或3D视图,或通过其中可视地标记安置区域或位 置的增强现实或虚拟现实视图,或通过工地的安置区域或位置的视觉标记,例如通过 设备1的标记功能或通过手持计算单元。所述提供可以在两个维度上完成,例如,在 平面图中,或在三维空间中,例如通过另外提供至少近似的安置高度。然后,工作人 员将设备1基本上安置在所提供的区域内,这通常不用非常精确,因为通常会选择区 域并提供合理的余量,从而操作员在其估计的位置手动安置以在该区域内匹配通常就 足够了。
[0100] 框45表示通过设备测量工地的至少一个点,以便获得设备相对于工地的空间参 考,特别是以这样的方式建立工地任务所需的测量和/或标记的空间点的参考。尤其 是,这通过以下方式实现:电子测量设备相对于工地的位置和/或取向将参考相对于 联网电子测量设备要完成的后续任务的足够精度水平,可选地,通过多次迭代,直到 虚拟计划数据和工地的测量值与此精度水平相匹配。
[0101] 其中,也可以验证安置位置是否在所提供的安置区域内。如果没有充分给出在所 提供的安置区域内的验证,则可选地存在设备1的安置的迭代循环。在实施方式中, 这种循环可以包括通过设备的标记功能在工地上标记更好的安置位置。
[0102] 可选地,还可以验证所期望的空间点2、13是否被标记和/或测量,例如,通过 瞄准并测量这些点2、13并将结果与预期的或已知的结果进行比较-如果在路上存 在某些障碍25、23、29,则会导致偏差。
[0103] 框46表示从安置的设备执行要建立的计划工地任务的进一步测量和/或标记任务。 如果在工地任务的过程中需要重新安置设备,则设备1和/或手持计算单元14可以向 工作人员指示这提供与上述类似的第二安置位置。
[0104] 本领域技术人员知道这样的事实,这里关于不同实施方式示出和解释的细节也可 以与来自其它实施方式的细节以及本发明意义上的其它置换相结合。
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