一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法及系统

技术领域

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法及系统。

背景技术

近年来，我国建筑业发展迅猛，建造能力不断增强，伴随着建筑业不断高速向前发展，项目规模在不断扩大，建造方式也在逐步发生改变。传统的项目管理技术越来越无法适应快速发展的需要，而BIM应用作为一种集成数据模型的技术逐渐走上舞台。通过数据的集成和分析，信息化管理成为未来项目管理技术的发展方向。

针对上述中的相关技术，在建筑工地实际施工现场，为了规范施工的质量，常常需要对现场的施工进行施工监测，以防止工人出现错误施工或者是偷工减料的情况，针对这种情况，发明人认为存在有通过人工现场抽检的方式，需要耗费较大的人力物力，需要对此进行改进。

发明内容

为了解决监理成本高的问题，本申请提供一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法及系统。

第一方面，本申请提供一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法，采用如下的技术方案：

一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法，包括步骤：

获取关于外墙施工工人预设施工规范动作和周围环境的三维模型；

实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息；

根据所述三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台。

通过采用上述技术方案，通过事先获取关于外墙施工的规范模型以作为参考，然后通过图像处理的方式获取经过处理后的现场施工工人图像，将现场图像与模型数据进行比对，以得出现场施工的工人施工的过程中是否符合规范的要求，如果不符合要求的话，会影响施工的质量，经过对比后发现施工不规范时，向后台传输反馈信息，以提醒管理者及时作出处理措施。通过自动监控的方式，节省了人力物力，同时提高了施工过程中的规范性。

可选的，所述根据所述三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台步骤，包括：

根据所述错误施工动作确认操作人员和操作事项；

将操作事项以文字形式反馈至施工现场。

通过采用上述技术方案，在判断出错误操作动作之后，进一步根据所获取的图像信息和错误施工动作确认具体的操作人员和正在进行的事项，并反馈至施工现场，不仅可以起到实时监控的作用，还可以给到正在施工的人员以提示作用，以使得施工人员按照规范的操作进行施工。通过施工现场监管和后台监管的方式，可以增强监管的力度。

可选的，所述实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息步骤，包括：

根据所述图像处理信息以获取施工现场建筑材料的材质以形成材料信息；

根据所述三维模型以获取规范建筑材料的材质；

将所述材料信息与规范建筑材料的材质进行比较；

在材料信息与规范建筑材料的材质不一致时，将不一致信息反馈至施工现场。

通过采用上述技术方案，通过获取施工现场材料的图像信息并对该图像进行图像分析处理，然后将处理后的信息与规范建筑材料的材质进行对比，以判断现场施工所用到的材料跟规范材料之间是否是一致，如果出现不一致的情况时，将该不一致信息反馈至现场，以便及时对该情况进行处理。

可选的，所述将操作事项以文字形式反馈至位于施工现场步骤，包括：

截取与操作人员和操作事项相关的录像段形成图像信息以反馈至后台。

通过采用上述技术方案，在根据错误施工动作获取了操作人员和操作事项之后，将操作人员和操作事项相对应的过程截图成视频的模式反馈至后台以进一步确认以及作为证据的保存，以便后期查阅。

可选的，所述实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息步骤，包括：

获取外墙的颜色以形成颜色信息；

将所述颜色信息与预设颜色信息进行比较；

基于所述颜色信息异常于预设颜色信息向施工现场反馈信息。

通过采用上述技术方案，在刷外墙时，因为颜料用错或者是各原料之间的配比出错或者是其他的原因造成外墙的颜色与预设的颜色出现不一致的情况，通过图像分析处理的方式以获取现场实际的颜色，将该颜色与预设的颜色进行对比，以判断出外墙的颜色是否出现了差错，如果出现了差错了的话，则及时进行反馈处理。

可选的，所述实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息步骤，包括：

获取外墙表面的平面信息以计算外墙表面的平整度信息；

将所述平整度信息与预设平整度进行比较；

基于所述平整度信息异常于平整度向施工现场反馈信息。

通过采用上述技术方案，因施工过程中出现问题或者是操作不当时，墙面会出现不平整的情况，通过计算现场施工墙面的平整度信息，跟预设的平整度进行比较，以判断墙面是否平整，如果不平整的话，及时进行反馈和处理。通过图像实时监管的模式，提高了施工过程的质量。

第二方面，本申请提供一种基于BIM模型的建筑工程质量监控系统，采用如下的技术方案：

一种基于BIM模型的建筑工程质量监控系统，该系统包括

原始信息获取模块，获取关于外墙施工工人预设施工规范动作和周围环境的三维模型；

图像处理模块，实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息；

警示模块，根据所述三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台。

通过采用上述技术方案，通过事先获取关于外墙施工的规范模型以作为参考，然后通过图像处理的方式获取经过处理后的现场施工工人图像，将现场图像与模型数据进行比对，以得出现场施工的工人施工的过程中是否符合规范的要求，如果不符合要求的话，会影响施工的质量，经过对比后发现施工不规范时，向后台传输反馈信息，以提醒管理者及时作出处理措施。通过自动监控的方式，节省了人力物力，同时提高了施工过程中的规范性。

可选的，该系统还包括：

非规范警示模块，根据所述非规范动作信息确认操作人员和操作事项；将操作事项以文字形式反馈至位于施工现场。

通过采用上述技术方案，在判断出错误操作动作之后，进一步根据所获取的图像信息和错误施工动作确认具体的操作人员和正在进行的事项，并反馈至施工现场，不仅可以起到实时监控的作用，还可以给到正在施工的人员以提示作用，以使得施工人员按照规范的操作进行施工。

第三方面，本申请提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面任一项所述一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法的步骤。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述第四方面的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过事先获取关于外墙施工的规范模型以作为参考，然后通过图像处理的方式获取经过处理后的现场施工工人图像，将现场图像与模型数据进行比对，以得出现场施工的工人施工的过程中是否符合规范的要求，如果不符合要求的话，会影响施工的质量，经过对比后发现施工不规范时，向后台传输反馈信息，以提醒管理者及时作出处理措施；

2.通过获取施工现场材料的图像信息并对该图像进行图像分析处理，然后将处理后的信息与规范建筑材料的材质进行对比，以判断现场施工所用到的材料跟规范材料之间是否是一致，如果出现不一致的情况时，将该不一致信息反馈至现场，以便及时对该情况进行处理。

附图说明

图1是本申请一实施例中基于BIM模型的建筑工程质量监控方法的一流程图；

图2是本申请一实施例中基于BIM模型的建筑工程质量监控系统的一原理图；

图3是本申请一实施例中计算机设备的一示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法。参照图1，包括以下步骤：

S100：获取关于外墙施工工人预设施工规范动作和周围环境的三维模型。

在本实施例中，关于外墙施工工人预设施工规范动作是指从施工规范手册上获取的关于建筑外墙施工时的各种操作动作，如给外墙抹灰时的抹灰动作、在爬梯上时的站立姿势等。周围环境是指外墙周边的环境。

具体地，在操作手册上获取了齐全的操作规范动作之后，将所获取的数据输入到建模软件中进行建模处理，以获取到关于施工外墙时的相关数据。

S200：实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息。

在本实施例中，图像处理信息是指将从现场中获取到的图像经过图像识别、分析后得到的数据。

具体地，通过摄像头获取现场图片的方式获取外墙施工过程中各个时间点的施工操作的连续帧图像，所获取的图像中还包括施工现场周围环境的图像，然后将所获取到的图像经过图像处理后获得处理后的相关数据，例如，所获取到的图像是关于工人正在给外墙批荡时的图像，该图像经过图像分析处理后，所得到的是关于施工工人在制作水泥砂浆时的各项操作，如水泥的投放量、沙的投放量、外墙养护时，给外墙喷水的次数等；或者是在安装玻璃外墙时，获取关于玻璃固定框架的施工操作、玻璃的安装等等。

进一步的，在一实施例中，步骤S200中，包括步骤S201：根据图像处理信息以获取施工现场建筑材料的材质以形成材料信息；根据三维模型以获取规范建筑材料的材质；将材料信息与规范建筑材料的材质进行比较；在材料信息与规范建筑材料的材质不一致时，将不一致信息反馈至施工现场。

在本实施例中，材料信息是指施工用材的型号、尺寸大小、样式等。

具体地，通过图像识别（在本实施例中是通过OpenCV的方式进行尺寸获取）的方式以获取图像中的物体的尺寸，然后将获取到的物品尺寸信息与模型中的信息进行对比，以判断现场施工所用的材料与施工设计时所用的材料之间是否一致，如果出现不一致的情况，则进行现场反馈，以便及时对该情况进行处理，以保持施工的质量。

进一步的，在一实施例中，步骤201中，包括步骤202：截取与操作人员和操作事项相关的录像段形成图像信息以反馈至后台。

在本实施例中，录像段是指与错误操作相关的录像信息。

具体地，通过图像识别的方式获取了错误操作提示之后，对该错误操作进行定位识别，然后截取错误操作的连续帧图像，并传输至后台，后台将该连续帧图像通过软件将连续帧图像还原成为视频（在本实施例中，所使用的软件是premiere） ，以方便后台的工作人员进行查看。

进一步的，在一实施例中，步骤S200中，包括步骤S203：

获取外墙的颜色以形成颜色信息；将颜色信息与预设颜色信息进行比较；基于颜色信息异常于预设颜色信息向施工现场反馈信息。

在本实施例中，外墙颜色是指对刷了颜色的外墙或者是本身需要的是白色的外墙，但是错误的刷了其他颜色。

具体地，通过图像识别的方式，识别出外墙的颜色，然后跟预设的颜色进行颜色对比，以得出实际颜色和预设颜色之间是否存在差别，如果存在差别，则该差别反馈到施工现场，特别的，所反馈的信息，包括具体颜色相异的区域、相异的颜色为什么颜色、预设的颜色具体为什么等。

进一步的，在一实施例中，步骤S200中，包括步骤S204：

获取外墙表面的平面信息以计算外墙表面的平整度信息；将平整度信息与预设平整度进行比较；基于平整度信息异常于平整度向施工现场反馈信息。

在本实施例中，平整度信息是指外墙表面在0～150mm范围内的局部的平整度。

具体地，通过激光检测仪检测关于墙面的数据，并将检测到的数据反馈到系统中，与系统设定的预设值进行比较，并在得出墙面不平整的信息时，将该信息反馈至施工现场，以便及时对该数据进行处理。

S300：根据三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台。

在本实施例中，错误施工动作是指与规范动作不相同的一些操作动作；例如，在施工玻璃外墙的操作过程中，在用不锈钢螺栓将连接角码安装在立柱上时，缺少在两者之间放置防腐垫片的操作，直接将连接角码固定在立柱上，那这一操作就属于错误施工动作。

具体地，将经过图像处理后的数据与三维建模的相关数据进行对比，以判断出与三维建模中规范动作不同的施工操作，然后将与规范操作不同的操作反馈至后台。

进一步的，在一实施例中，步骤S300中，包括步骤：根据错误施工动作确认操作人员和操作事项；将操作事项以文字形式反馈至施工现场。

在本实施例中，施工现场具体是指安装在施工场地处的终端显示设备，如显示屏、手机等。

具体地，在识别出了错误施工操作之后，进一步通过人像识别的方式识别图像中的人员以及通过肢体动作识别的方式识别出图像中的人正在执行的操作，先对外墙各个施工动作进行预训练以建立训练模型（在本实施例中通过Inception V3 模型提取图片的特征），并通过训练和验证的方式，验证根据所训练的模型是否得出正确的结果，然后将从现场获取到的图像与所训练的模型进行比较，以提取出图像中的人物正在执行的工作并转化为文字的形式反馈至施工现场，以便现场的施工人员进行查看。

在本方案中，所有检测出异常的情况均会反馈至后台进行备份，以便后期查看。

本申请实施例还公开一种基于BIM模型的建筑工程质量监控系统。参照图2，基于BIM模型的建筑工程质量监控系统包括：

原始信息获取模块，获取关于外墙施工工人预设施工规范动作和周围环境的三维模型；

图像处理模块，实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息；

警示模块，根据三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台。

进一步地，该系统还包括：非规范警示模块，根据非规范动作信息确认操作人员和操作事项；将操作事项以文字形式反馈至位于施工现场。

进一步地，该系统还包括：材料监控系统，根据图像处理信息以获取施工现场建筑材料的材质以形成材料信息；根据三维模型以获取规范建筑材料的材质；将材料信息与规范建筑材料的材质进行比较；在材料信息与规范建筑材料的材质不一致时，将不一致信息反馈至施工现场。

进一步地，该系统还包括：视频反馈模块，截取与操作人员和操作事项相关的录像段形成图像信息以反馈至后台。

进一步地，该系统还包括：颜色监控模块，获取外墙的颜色以形成颜色信息；将颜色信息与预设颜色信息进行比较；基于颜色信息异常于预设颜色信息向施工现场反馈信息。

进一步地，该系统还包括：平整度监控模块，获取外墙表面的平面信息以计算外墙表面的平整度信息；将平整度信息与预设平整度进行比较；基于平整度信息异常于平整度向施工现场反馈信息。

本申请实施例还公开了一种计算机设备，参见图3，该计算机设备可以是服务器。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储历史可疑行为数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于BIM模型的建筑工程质量监控方法。

本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S100：获取关于外墙施工工人预设施工规范动作和周围环境的三维模型；

S200：实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息；

S300：根据三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台。

本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S100：获取关于外墙施工工人预设施工规范动作和周围环境的三维模型；

S200：实时获取施工现场施工工人和周围环境的图像处理信息；

S300：根据三维模型以确认图像处理信息中施工工人的动作以获取错误施工动作并将错误施工动作反馈至后台。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。