AR將徹底改變建筑業(yè) 不信看未來(lái)如何施工

網(wǎng)易科技訊 據(jù)Uploadvr報(bào)道，到2020年，全球建筑市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到10.3萬(wàn)億美元。但在這個(gè)市場(chǎng)中，犯錯(cuò)通常都要付出昂貴代價(jià)：返工成本最高可占項(xiàng)目預(yù)算的12%。這意味著，在大型項(xiàng)目中，這筆錢(qián)可能達(dá)到數(shù)億美元。但是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)將可以改變這種情況，這也就是建筑行業(yè)為何成為探索使用AR技術(shù)的先驅(qū)的原因。

Paracosm創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官阿米爾·魯賓（Amir Rubin）日前接受采訪(fǎng)，談及建筑行業(yè)的AR現(xiàn)狀以及未來(lái)趨勢(shì)。Paracosm主要為施工隊(duì)伍提供移動(dòng)現(xiàn)實(shí)捕捉方面的幫助，并為此開(kāi)發(fā)出相關(guān)硬件和軟件。建筑設(shè)計(jì)、工程以及施工人員都需要使用建筑信息模型(BIM) ，制作項(xiàng)目的3D設(shè)計(jì)圖。這些BIM模型應(yīng)該可以完美展現(xiàn)建筑完工后的狀態(tài)。繪制BIM模型的流行軟件包括Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD以及Bentley Microstation。

當(dāng)施工隊(duì)伍開(kāi)始工程時(shí)，將施工現(xiàn)場(chǎng)與BIM模型進(jìn)行對(duì)比是發(fā)現(xiàn)兩者之間存在差異的常用方式。如今，建筑人員通常使用激光三角掃描儀捕捉項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，然后將數(shù)據(jù)與BIM模型對(duì)比。Faro和Leica Geosystems提供兩種最受歡迎的掃描儀。盡管它們非常強(qiáng)大和精確，但速度卻非常緩慢。

這些掃描儀需要2到4個(gè)小時(shí)才能掃描1.86平方米的施工現(xiàn)場(chǎng)，然后還需要更長(zhǎng)時(shí)間在辦公室中對(duì)這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。通常，它們掃描中小型施工現(xiàn)場(chǎng)需要1天半左右，然后需要1到2天時(shí)間處理數(shù)據(jù)。此外，這些系統(tǒng)十分昂貴、費(fèi)時(shí)，而且十分稀少。

將AR引入建筑項(xiàng)目的最重要進(jìn)步就是同時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）。SLAM最初起源自機(jī)器人研究，可以讓自動(dòng)汽車(chē)在首次遇到的環(huán)境中移動(dòng)。SLAM系統(tǒng)使用傳感數(shù)據(jù)（通常是激光雷達(dá)）追蹤汽車(chē)位置，然后繪制出其周?chē)貓D。顯然，這個(gè)過(guò)程需要更快完成，否則快速移動(dòng)的汽車(chē)就會(huì)遇到麻煩。這就是SLAM的優(yōu)勢(shì)：它可以實(shí)時(shí)工作，而且不需要GPS系統(tǒng)。

應(yīng)用到建筑行業(yè)中后，SLAM可以讓建筑工人通過(guò)整個(gè)建筑現(xiàn)場(chǎng)，在數(shù)分鐘內(nèi)繪制出非常詳細(xì)的地圖。這種3D現(xiàn)實(shí)捕捉技術(shù)可以顯示項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)到底發(fā)生了什么，誤差僅在2厘米到5毫米之間。請(qǐng)注意，盡管它不像Faro和Leica Geosystems的掃描儀那樣精確，但速度卻更快。這些掃描儀需要3天時(shí)間，而SLAM掃描可實(shí)時(shí)進(jìn)行。

為了理解SLAM對(duì)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)為何如此重要，讓我們暢想下未來(lái)的施工現(xiàn)場(chǎng)：

1.建筑工人持有激光雷達(dá)傳感器走過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)，這只需幾分鐘時(shí)間即可完成。在他行走過(guò)程中，他會(huì)創(chuàng)建高精確度的現(xiàn)場(chǎng)地圖，并將其上傳到云端；

2.云端軟件會(huì)將剛剛繪制的施工現(xiàn)場(chǎng)地圖與BIM模型對(duì)比，實(shí)際上這是將截至目前項(xiàng)目的進(jìn)展情況與計(jì)劃中的預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；

3.施工現(xiàn)場(chǎng)的任何錯(cuò)誤會(huì)被立刻發(fā)現(xiàn)，施工人員可以提前糾正；

4.軟件也會(huì)追蹤項(xiàng)目的完成情況，包括施工隊(duì)伍到目前為止取得的進(jìn)展、預(yù)期以及成本情況；

5.隨著項(xiàng)目的持續(xù)，每天或每周持續(xù)上述1到4的步驟，你會(huì)得到項(xiàng)目進(jìn)展的直觀印象。

這種未來(lái)工作流程是Paracosm設(shè)計(jì)的愿景。這個(gè)團(tuán)隊(duì)從研究機(jī)器人起家，已經(jīng)花費(fèi)數(shù)年時(shí)間研發(fā)3D地圖軟件。但是直到最近，他們才意識(shí)到自己的最大機(jī)遇在建筑領(lǐng)域。他們已經(jīng)研發(fā)自己的硬件設(shè)備，以配合軟件和激光雷達(dá)使用。過(guò)去幾年，隨著自動(dòng)汽車(chē)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的進(jìn)步，激光雷達(dá)變得越來(lái)越便宜，功能卻越來(lái)越強(qiáng)大。

今天，施工人員可以利用Paracosm的掃描硬件穿過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)，并捕捉精確的3D數(shù)據(jù)，但是Paracosm最終想要利用地面機(jī)器人和無(wú)人機(jī)自動(dòng)完成這種掃描。完成掃描后，Paracosm還可自動(dòng)將捕捉的數(shù)據(jù)與項(xiàng)目的BIM模型進(jìn)行對(duì)比，其可視化工具則會(huì)給出項(xiàng)目進(jìn)展情況的分析與見(jiàn)解，比如是否符合要求，是否存在問(wèn)題等。

Paracosm當(dāng)前的目標(biāo)是讓施工人員掃描現(xiàn)場(chǎng)變得更輕松，正獲得圍繞質(zhì)量控制產(chǎn)生的反饋。其他公司也正研發(fā)類(lèi)似技術(shù)瞄準(zhǔn)了建筑行業(yè)，比如Shapetrace和GeoSLAM等。

建筑設(shè)計(jì)、工程以及施工領(lǐng)域通常都是AR探索和應(yīng)用的先驅(qū)。消費(fèi)者采用AR主要依賴(lài)于足夠等人購(gòu)買(mǎi)頭盔和硬件，而建筑行業(yè)已經(jīng)有很多有趣和有用的AR應(yīng)用，并在繼續(xù)投資研發(fā)。下面，我們就看看幾個(gè)令人興奮的項(xiàng)目。

2016年6月份，微軟宣布與Trimble和AECOM結(jié)為合作伙伴。其中，Trimble主要提供定位技術(shù)和3D模型，AECOM則是世界上最大的工程公司之一。這三家企業(yè)計(jì)劃將微軟增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔HoloLens應(yīng)用到工程項(xiàng)目中。AR的主要應(yīng)用包括對(duì)BIM模型進(jìn)行全息顯示，在團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，以及制作沉浸式的施工計(jì)劃等。

2016年8月份，Scope AR與石膏板分銷(xiāo)商Martin Bros聯(lián)手，只利用HoloLens提供的AR建造浴室。實(shí)驗(yàn)證明，在可控環(huán)境中，即使沒(méi)有物理建筑計(jì)劃或卷尺，室內(nèi)建筑依然是可行的。施工人員可以使用AR中漂浮的3D模型進(jìn)行作業(yè)。

在建筑行業(yè)，有關(guān)VR和AR的黑客馬拉松比賽也很常見(jiàn)，比如AEC Hackathon。這些活動(dòng)正日益受到大公司的青睞，包括Autodesk。Iris和VIMtrek等少數(shù)初創(chuàng)企業(yè)也在開(kāi)發(fā)工具，以方便用戶(hù)在VR中觀看BIM模型，幫助設(shè)計(jì)師比以往更深入地可視化它們的項(xiàng)目。當(dāng)工作開(kāi)始時(shí)，Scope AR和Daqri等公司可以讓施工人員在AR眼鏡、頭盔或移動(dòng)設(shè)備上直觀看模型。這些系統(tǒng)都是最近出現(xiàn)的，還沒(méi)有被廣泛使用。

目前有很多公司在嘗試?yán)肰R技術(shù)進(jìn)軍房地產(chǎn)和室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，但多數(shù)專(zhuān)注于已經(jīng)完成建筑的空間，而非正在建設(shè)的建筑。Floored可讓用戶(hù)虛擬建立和查看房地產(chǎn)空間的平面圖。Matterport則利用3D攝像頭捕捉房地產(chǎn)內(nèi)部場(chǎng)景，然后幫助用戶(hù)進(jìn)行VR之旅或建造數(shù)字模型。Navvis也可捕捉室內(nèi)空間，讓用戶(hù)掃描和數(shù)字化，甚至轉(zhuǎn)換成BIM文件。

最終，施工人員希望能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行精確掃描，以便工人帶著AR頭盔穿過(guò)空間，并現(xiàn)場(chǎng)觀看到BIM模型。他們將能夠利用AR和VR技術(shù)，在BIM模型和正在建造的建筑之間搭建起可視化橋梁。但是要想在建筑現(xiàn)場(chǎng)觀看BIM模型并不容易。在建筑行業(yè)，在工作流程中引入AR和VR科技增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。距離實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)可能還有很長(zhǎng)時(shí)間，但如今已經(jīng)有大量工具可擴(kuò)展你的工具包，并幫助削減成本。

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