BIM_2017_03511.jpg

Využitie virtuálneho modelu v súvislosti s rozšírenou realitou

Publikované: 31.10.2014 16:54:46

Rozšírená realita mala od svojho vzniku využitie najmä v oblasti výskumu, resp. v oblasti vývoja vojenských zariadení. Hlavným dôvodom pre ktorý sa držala len tomto malom kruhu boli vysoké nároky na výpočtovú techniku. Keďže dnes sú výkonné počítače s požadovanými parametrami na spracovanie náročných grafických úloh bežne dostupné, a to nielen vo forme desktopov resp. pracovných staníc, ale aj prostredníctvom celého radu mobilných zariadení,  otvára sa priestor na využitie tohto skvelej idei aj v stavebníctve. 

obr_Využitie virtuálneho modelu v súvislosti s rozšírenou realitou

S veľkou zmenou, ktorú prináša BIM do oblasti stavebníctva tvorí rozšírená realita neuveriteľne silný nástroj pre kohokoľvek, kto potrebuje získať informácie o ľubovoľnej konštrukcii budovy. Nezáleží na tom, či je tento prvok už dokončený, alebo je práve vo výstavbe, resp. sa jeho výstavba ešte len plánuje. Rozšírená realita posúva limity zas o niečo ďalej. AR ponúka možnosti pre vizualizáciu 3D dát, ktoré sa dajú kombinovať s BIM a jeho použitie v priebehu životného cyklu projektu maximalizuje pozitívny dopad a prínos pre projekciu, realizáciu a facility management.

1.jpgRozšírená realita (Augmented Reality - AR) je počítačová vizuálna technika, ktorá sprostredkováva priamy alebo nepriamy pohľad na skutočné prostredie, ktorého časti sú v digitálnej, väčšinou textovej alebo obrazovej forme obohatené o dodatočné informácie relevantné k objektu, na ktoré sa človek pozerá. Inými slovami, zarovnáva vizuálne dáta tak, aby boli vzhľadom k aktuálnej snímke videa v správnej perspektíve z pohľadu používateľa. Zachytávajú Vašu aktuálnu polohu pomocou vstavaného fotoaparátu, kompasu, GPS a akcelerometra, čím umožňujú presne preložiť ďalšie dáta cez pohľad v mobilnom zariadení. Máte teda možnosť pomocou Vášho mobilu, alebo tabletu vidieť dodatočné informácie, tzn. že rozširujeme a dopĺňame viditeľnú realitu.

Rozdiel medzi virtuálnou realitou a AR je v tom, že AR dopĺňa a rozširuje a nenahrádza skutočný svet. Najväčší prínos pre stavebníctvo predstavuje zabezpečenie intuitívneho vizuálneho prostredia – vidíme konštrukcie, ktoré nie sú ešte postavené, taktiež tie, ktoré sú už zakryté. V bežnej praxi len s ťažkosťami vieme určiť aké rozvody sú zabudované v stene po zabudovaní. Existuje niekoľko tradičných nedeštruktívnych metód a možností ako zaznamenať resp. identifikovať presnú polohu zakrytých konštrukcií, ale sú neporovnateľne prácnejšie. Pomocou BIM a AR máme tieto informácie dostupné ihneď.

Proces začína extrahovaním informácií a geometrických údajov z BIM modelu čím vytvára vizuálny obsah AR vo formáte potrebného pre zobrazenia. Priamo v objekte AR model získa aktuálnu pozíciu pomocou jednej z troch dostupných metód:

  1. zisťovanie polohy pomocou GPS je obmedzené schopnosťou mobilného zariadenia, a zatiaľ ho nie je možné samostatne použiť pre prípad, že požadujeme vyššiu presnosť. Je teda vhodná na všeobecnú lokalizáciu prvkov. Pokiaľ je možné prepojiť mobilné zariadenie s údajmi o presnej polohe, je možné dosiahnuť vysokú presnosť.
  2. polohové markery, ktoré sa bežne používajú v automobilovom priemysle, ponúkajú presnejšie metódu. Tieto špeciálne šifrované a jedinečné značky v kombinácii s kalibračným procesom kamery používajú vizuálnu techniku, pomocou ktorej definujú ohniskovú pozíciu, orientáciu a aktuálny pohľad videozáznamu na presné zobrazenie obsahu.
  3. zarovnanie na báze gravitácie, ktoré využíva výkonné funkčné zobrazovanie na báze akcelerometra, pomocou ktorého rozpozná smer gravitácie a poskytuje lepšiu kalibráciu modelu.

Pomocou dátových formátov využívaných v BIM (Industry Foundation Classes, ifcXML, CityGML a gbXML), sú priraďované metadáta k grafike AR a prepájané s modelom. Aby mohla AR naozaj funkčne rozšíriť BIM, musí umožňovať nielen správne zobrazovanie informácií z modelu a ich prekrytie so snímanou realitou, ale musia tiež umožniť obojsmerný prenos dát. Navyše v prípade, ak k dátam pristupujeme pomocou Cloudových serverov, môžeme využiť túto techniku na spätný záznam a úpravu dokumentácie a táto je okamžite dostupná všetkým spolupracovníkom.

2.jpgKaždý z nás istotne pozná ten pocit neistoty, keď si chcete ukotviť policu a neviete, či náhodou netrafíte elektrický obvod, alebo rozvod vody. V prípade,  že budete mať svoj byt, dom, objekt vymodelovaný v BIM-e, je možné ho využiť aj na takúto zdanlivo banálnu operáciu. Pomocou AR zobrazíte zakryté konštrukcie a nájdete vhodné miesto na vŕtanie.

Významné využitie sa naskytá aj pri zložitých statických konštrukciách, husto vystužených stenách, pilieroch, hlaviciach kde potrebujete nájsť vhodné miesto kotvenia, ale aj napr. pri realizácii dodatočných prierazov cez ŽB konštrukcie, kde je vhodné nájsť miesto vývrtu medzi výstužou tak, aby sa výstuž neporušila.

Z hľadiska údržby budov využitie AR a BIM zjednodušuje identifikáciu miest, kde sa nachádzajú hľadané prvky (ventily, uzávery, merače, atď.) a to najmä v prípade, že sa nachádzajú v podhľade, alebo inej predsadenej konštrukcii. Taktiež je možné priamo na mieste zistiť všetky dostupné údaje o technických zariadeniach, vrátane kompletnej výrobnej dokumentácie, manuálu, atď. Umožňuje teda efektívnejší facility management.

V oblasti výkopových prác je možné využiť AR pre presnejšie a rýchlejšie hĺbenie základovej jamy, resp. rýh. Predstavte si, že by nebolo nutné vytyčovať polohu základových pásov, ani ich hĺbku. Strojníkovi by sa priamo premietali na čelné sklo, alebo na display grafické informácie o polohe rýh a výškovej úrovni, v ktorej aktuálne práce vykonáva. Nie, v žiadnom prípade sa nejedná o sci-fi, ale reálne a funkčné systémy, ktoré sú dostupné, aj keď si to vieme len ťažko predstaviť v našich podmienkach.

3_.jpg

Všetky tieto výhody je možné čerpať najmä vďaka BIM, ktorého základom je parametrický 3D dátový model. Tie sa nesporne prejavia najmä pri príprave projektovej dokumentácie na rekonštrukciu daného objektu. Po 15, 20, 30 a viac rokoch prevádzky budovy zvyčajne máme už len zlomok pôvodnej výkresovej dokumentácie. Pri návrhu teda projektanti znova zamerať budovu a využiť všetky svoje skúsenosti a rôzne bezpečnostné prirážky, ktoré vyjadrujú neistotu zozbieraných údajov. Neistota sa prenáša aj na zhotoviteľa, ktorý pri rekonštrukcii musí uvažovať s oveľa vyššou rezervou na nepredvídané okolnosti. Toto všetko má priamy a aj nepriamy podiel na zvyšovaní ceny dodávky.

Oproti tomu, v prípade ak máte objekt zachovaný v BIM, úplne odpadá zameriavanie súčasného stavu, nakoľko je k dispozícii aktuálna verzia modelu, ktorá obsahuje všetky dáta a dokumenty, ktoré boli doň vložené počas výstavby a prevádzky. Nie je teda nutné prácne zameriavať súčasný stav a analyzovať konštrukcie za účelom zistenia statickej odolnosti a trasovania rozvodov TZB, káblov, atď., resp. vykonávať sondy na zistenie hĺbky založenia a identifikácie základových konštrukcií. Pomocou AR a BIM teda viete robiť zásahy do konštrukcií s maximálnou možnou mierou eliminácie výskytu nepredvídaných situácií. Nielen na Slovensku platí rovnica, čím nižšie riziko, tým nižšia cena.

 -TF-

BIMaS

Súvisiace odkazy


späť na články
website statistics StatCounter