AR將徹底改變建筑業(yè) 不信看未來如何施工

網易科技訊 據Uploadvr報道，到2020年，全球建筑市場價值將達到10.3萬億美元。但在這個市場中，犯錯通常都要付出昂貴代價：返工成本最高可占項目預算的12%。這意味著，在大型項目中，這筆錢可能達到數億美元。但是增強現實（AR）技術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技術的先驅的原因。

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，談及建筑行業(yè)的AR現狀以及未來趨勢。Paracosm主要為施工隊伍提供移動現實捕捉方面的幫助，并為此開發(fā)出相關硬件和軟件。建筑設計、工程以及施工人員都需要使用建筑信息模型(BIM) ，制作項目的3D設計圖。這些BIM模型應該可以完美展現建筑完工后的狀態(tài)。繪制BIM模型的流行軟件包括Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD以及Bentley Microstation。

當施工隊伍開始工程時，將施工現場與BIM模型進行對比是發(fā)現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目現場，然后將數據與BIM模型對比。Faro和Leica Geosystems提供兩種最受歡迎的掃描儀。盡管它們非常強大和精確，但速度卻非常緩慢。

這些掃描儀需要2到4個小時才能掃描1.86平方米的施工現場，然后還需要更長時間在辦公室中對這些現場數據進行后續(xù)處理。通常，它們掃描中小型施工現場需要1天半左右，然后需要1到2天時間處理數據。此外，這些系統(tǒng)十分昂貴、費時，而且十分稀少。

將AR引入建筑項目的最重要進步就是同時定位與地圖構建（SLAM）。SLAM最初起源自機器人研究，可以讓自動汽車在首次遇到的環(huán)境中移動。SLAM系統(tǒng)使用傳感數據（通常是激光雷達）追蹤汽車位置，然后繪制出其周圍地圖。顯然，這個過程需要更快完成，否則快速移動的汽車就會遇到麻煩。這就是SLAM的優(yōu)勢：它可以實時工作，而且不需要GPS系統(tǒng)。

應用到建筑行業(yè)中后，SLAM可以讓建筑工人通過整個建筑現場，在數分鐘內繪制出非常詳細的地圖。這種3D現實捕捉技術可以顯示項目現場到底發(fā)生了什么，誤差僅在2厘米到5毫米之間。請注意，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天時間，而SLAM掃描可實時進行。

為了理解SLAM對建筑行業(yè)來說為何如此重要，讓我們暢想下未來的施工現場：

1.建筑工人持有激光雷達傳感器走過施工現場，這只需幾分鐘時間即可完成。在他行走過程中，他會創(chuàng)建高精確度的現場地圖，并將其上傳到云端；

2.云端軟件會將剛剛繪制的施工現場地圖與BIM模型對比，實際上這是將截至目前項目的進展情況與計劃中的預期結果進行對比；

3.施工現場的任何錯誤會被立刻發(fā)現，施工人員可以提前糾正；

4.軟件也會追蹤項目的完成情況，包括施工隊伍到目前為止取得的進展、預期以及成本情況；

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

這種未來工作流程是Paracosm設計的愿景。這個團隊從研究機器人起家，已經花費數年時間研發(fā)3D地圖軟件。但是直到最近，他們才意識到自己的最大機遇在建筑領域。他們已經研發(fā)自己的硬件設備，以配合軟件和激光雷達使用。過去幾年，隨著自動汽車和計算機視覺的進步，激光雷達變得越來越便宜，功能卻越來越強大。

今天，施工人員可以利用Paracosm的掃描硬件穿過施工現場，并捕捉精確的3D數據，但是Paracosm最終想要利用地面機器人和無人機自動完成這種掃描。完成掃描后，Paracosm還可自動將捕捉的數據與項目的BIM模型進行對比，其可視化工具則會給出項目進展情況的分析與見解，比如是否符合要求，是否存在問題等。

Paracosm當前的目標是讓施工人員掃描現場變得更輕松，正獲得圍繞質量控制產生的反饋。其他公司也正研發(fā)類似技術瞄準了建筑行業(yè)，比如Shapetrace和GeoSLAM等。

建筑設計、工程以及施工領域通常都是AR探索和應用的先驅。消費者采用AR主要依賴于足夠等人購買頭盔和硬件，而建筑行業(yè)已經有很多有趣和有用的AR應用，并在繼續(xù)投資研發(fā)。下面，我們就看看幾個令人興奮的項目。

2016年6月份，微軟宣布與Trimble和AECOM結為合作伙伴。其中，Trimble主要提供定位技術和3D模型，AECOM則是世界上最大的工程公司之一。這三家企業(yè)計劃將微軟增強現實頭盔HoloLens應用到工程項目中。AR的主要應用包括對BIM模型進行全息顯示，在團隊之間進行協(xié)調，以及制作沉浸式的施工計劃等。

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

在建筑行業(yè)，有關VR和AR的黑客馬拉松比賽也很常見，比如AEC Hackathon。這些活動正日益受到大公司的青睞，包括Autodesk。Iris和VIMtrek等少數初創(chuàng)企業(yè)也在開發(fā)工具，以方便用戶在VR中觀看BIM模型，幫助設計師比以往更深入地可視化它們的項目。當工作開始時，Scope AR和Daqri等公司可以讓施工人員在AR眼鏡、頭盔或移動設備上直觀看模型。這些系統(tǒng)都是最近出現的，還沒有被廣泛使用。

目前有很多公司在嘗試利用VR技術進軍房地產和室內設計領域，但多數專注于已經完成建筑的空間，而非正在建設的建筑。Floored可讓用戶虛擬建立和查看房地產空間的平面圖。Matterport則利用3D攝像頭捕捉房地產內部場景，然后幫助用戶進行VR之旅或建造數字模型。Navvis也可捕捉室內空間，讓用戶掃描和數字化，甚至轉換成BIM文件。

最終，施工人員希望能夠對現場進行精確掃描，以便工人帶著AR頭盔穿過空間，并現場觀看到BIM模型。他們將能夠利用AR和VR技術，在BIM模型和正在建造的建筑之間搭建起可視化橋梁。但是要想在建筑現場觀看BIM模型并不容易。在建筑行業(yè)，在工作流程中引入AR和VR科技增強競爭優(yōu)勢。距離實現這個目標可能還有很長時間，但如今已經有大量工具可擴展你的工具包，并幫助削減成本。

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