УДК 004
Самоделов В.К.
студент
Сибирский федеральный университет (г. Красноярск, Россия)
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА
Аннотация: в работе описана проблема текущих методов осуществления строительного контроля. В качестве решения проблемы предложено создать программный комплекс дополненной реальности, который позволит упростить выявление отклонений и несоответствий строительного объекта с его цифровой модель. Приведен обзор существующих решений. Представлены изображения тестирования программного комплекса.
Ключевые слова: дополненная реальность, unreal engine 4, цифровая информационная модель, microsoft hololens 2, наложение цифровой информационной модели.
На сегодняшний день технология дополненной реальности является одной из перспективных и быстроразвивающихся в сфере информационных технологий XXI века. Специфика технологии дополненной реальности заключается в том, что она программным образом визуально совмещает два изначально независимых пространства: мир реальных объектов вокруг нас и виртуальный мир, созданный на компьютере. Новая виртуальная среда образуется путем наложения запрограммированных виртуальных объектов, которые сгенерированы компьютером (графики, тексты, видеообъекты, 2D / 3D-модели и др.) поверх реальных объектов окружающего мира, и становится интерактивной путем использования специальных маркеров [1]. Не так давно технология дополненной реальности стала применяться и в строительной
отрасли. За последние шесть лет использование таких устройств для построения рабочих процессов резко возросло. Это, в сочетании с открытыми комплектами для разработки дополненной реальности, позволило строительным компаниям значительно увеличить использование этих технологий.
Существующие методы контроля в строительной отрасли морально устарели и не справляются с возложенной на них задачей по своевременному, оперативному и эффективному выявлению отклонений от проекта. Результатом таких методов контроля является фиксация ошибок по факту выявления, несоответствие, а порой и неактуальность отчетов о выполненной работе в действительности, что впоследствии приводит к их устранению при удорожании проекта, затягивании сроков реализации, снижению скорости выполнения строительно-монтажных работ и т.д [2].
В связи с актуальностью обозначенной проблемы предложено создание программного комплекса дополненной реальности для объектов строительства (ПКДРОС) - программный комплекс с применением технологий цифрового информационного моделирования и дополненной реальности. Возможность наложения цифровых информационных моделей с помощью дополненной реальности позволит просматривать цифровую информационную модель, наложенную на реальный мир. За счет чего можно сравнить то, что было запланировано, с тем, что было построено, и оценить работу на месте. Этот метод должен упростить выявление отклонений и несоответствий строительного объекта с цифровой информационной моделью, а также позволит своевременно их обнаруживать и повысит эффективность производимого контроля и, как следствие, сократит срок и стоимость реализации строительного проекта. Также важно отметить, что в России информационное моделирование становится стратегически важным направлением в развитии строительной отрасли, это подтверждается на государственном уровне. Согласно поручению президента Российской Федерации от 19.07.18 Пр-1235, в срок до 1 июля 2019 года все компании, связанные со строительной областью, должны были перейти на
технологии информационного моделирования [3].
Использование метода наложения цифровых информационных моделей на окружение строительных площадок и объектов строительства не является новым. Подобные решения уже существуют на рынке, например, Ho^L^ от компании VisualLive [4] и Trimble XR с HoloLens2 [5] - оба продукта принадлежат зарубежным компаниям и имеют ряд недостатков:
Закрытый исходный код из-за чего нет возможности изменения и доработки системы под свои требования; Отсутствие поддержки русского языка;
Подписная модель продажи; Высокая стоимость (стоимость годовой подписки около 3000$ за стандартную версию и 5000$ премиум версия);
Сложность покупки зарубежного продукта на сегодняшний день.
Для реализации программного комплекса были выбраны следующие средства разработки: в качестве устройства виртуальной реальности с поддержкой технологии дополненной реальности было выбрано устройство Microsoft Hololens 2. Платформа для разработки самого приложения - Unreal Engine 4. Язык программирования - C++, Blueprints. CAD Exchanger - набор С++ библиотек для перевода моделей формата IFC и FBX в полигональное представление и получения метаданных узлов цифровой модели. Для хранения всех необходимых данных (цифровая информационная модель, замечания к модели, документация) используется сервер.
После разработки программного комплекса было проведено тестирование - наложение цифровой модели офиса, на офисное окружение. После сканирования QR-кода загружается модель, которая закрепляется относительно считанной метки. На рисунке 1,2 представлено наложение раздела цифровой модели офиса «Отопление и вентиляция» на офисное окружение. На устройстве отображается где должна проходить труба отопления и где должны располагаться алюминиевые радиаторы (рис.1). Расположение приточно-вытяжной вентиляции (рис.2) как видно немного не соответствует цифровой модели офиса.
Рис.1. Отображение раздела «Отопление и вентиляция» - труба отопления и
алюминиевые радиаторы
Рис.2. Отображение раздела «Отопление и вентиляция» - приточно-вытяжная
вентиляция
Выбрав в программе отображение раздела «Архитектурные решения» будут отображаться стены, двери, окна и прочие архитектурные решения (рис.3). Таким образом видно, что стена цифровой модели выступает от настоящей стены офиса. С помощью линейки можно измерить данное отклонение.
Рис.3. Отображение раздела «Архитектурные решения» - стены, двери
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Целесообразность применения технологий дополненной реальности в сфере образования и при дистанционном обучении [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45669801 (дата обращения: 08.06.23).
2. Осуществление строительного контроля с применением технологий информационного моделирования зданий и виртуальной реальности [Электронный ресурс]. URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2021/6805 (дата обращения: 08.06.23).
3. Поручение президента российской федерации от 19 июля 2018 года N Пр-1235 «О первоочередных задачах по модернизации строительной отрасли и
повышению качества строительства» [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/550966183 (дата обращения: 08.06.23).
4. Дополненная реальность для строительства от VisualLive [Электронный ресурс]. URL: https://ai-news.ru/2022/03/dopolnennaya realnost dlya stroitelstva ot visuallive.html (дата обращения: 08.06.23).
5. Trimble XR10 с HoloLens 2 [Электронный ресурс]. URL: https://learn.microsoft.com/ru-ru/hololens/hololens2-options-trimble-xr10-edition (дата обращения: 08.06.23).
Samodelov V.K.
Siberian Federal University (Krasnoyarsk, Russia)
DEVELOPMENT OF SOFTWARE COMPLEX OF AUGMENTED REALITY FOR OBJECTS OF CONSTRUCTION
Abstract: the paper describes the problem of current methods of construction control. As a solution to the problem, it is proposed to create an augmented reality software package that will simplify the identification of deviations and inconsistencies of a construction object with its digital model. An overview of existing solutions is given. Presented images of software testing.
Keywords: augmented reality, unreal engine 4, digital information model, microsoft hololens 2, digital information model overlay.