实景建模巧用无人机助工厂实现高效设计

寂静回声

Bentley 软件公司宣布 ContextCapture CONNECT 版本的普遍使用计划，这款实景建模软件可根据所有类型的基础设施项目的现有环境快速生成高度精细的三维工程就绪实景网格。实景网格源于简单的照片或点云，为基础设施整个生命周期中的设计、施工和运营决策提供精确真实的环境。ContextCapture是面向采集到使用整个工作流的实景建模解决方案。
为了实现更加可控的自动数据采集，ContextCapture 现在提供一个 QR 码结构来采集地面控制点。这一新功能可通过利用采集图像之前小心放置在已知位置的 QR 码，在场景中自动查找地面控制点，来简化流程。相同的 QR 码功能还可通过识别和查找场景中的对象，将实景网格对象关联到资产登记册。资产的三维空间登记只需在执行照片采集之前在资产上放置 QR 码标记。此外，ContextCapture中新的三维分辨率网格具有质量控制和报告功能，可记录三维实景网格上任何位置生成的分辨率。通过在场景的任何位置提供直接的可视反馈，可以更有效地分析采集和重建的效果。
ContextCapture CONNECT版本通过更强大的并行空三计算以及更快的多 GPU 支持来实现加快 30% 的处理速度，可在比以往更少的处理时间内更快地生成几乎任何尺寸或精度的三维实景网格。ContextCapture中的全局色彩均衡功能可显著提升三维模型的视觉效果。
为了支持重要资产的虚拟检查，ContextCapture 现在提供网格纹理热成像支持，可快速识别泄漏或其他资产异常。
为了提高团队的生产效率和协作能力，ContextCapture 现在可与ProjectWise ContextShare 相集成，后者是一种新的云服务，可扩展 Bentley的互连数据环境。实景网格可以安全地上传到ProjectWise ContextShare，然后传输给ProjectWise 用户，供其在设计、分析和施工建模工作流中使用。这种高性能的云服务可将非常大的实景网格用作开展工程和地理信息工作实践的环境。
上海埃弗艾数字科技有限公司技术总监注册测绘师李明明表示 ：“BentleyContextCapture 实景建模软件改变了我们传统的手动三维建模方法。它使数据采集变得更简单、更高效，并且已实现完全自动化的数据生成，可在古城三维 VR 实景应用项目中为我们节省 80% 的时间和 60% 的成本。ContextCapture生成的模型可以无缝连接其他 Bentley软件产品，避免数据转换风险。”
Bentley 实景建模高级副总裁 PhilChristensen 说：“ContextCaptureCONNECT 版本继续简化从采集到使用的实景建模工作流，以帮助扩大测量和工程组织在资产生命周期的各个阶段的运用范围。”

实景建模日益成熟，帮助简化流程制造业中的改造项目
流程制造业中 95 % 的项目都是对现有工厂的改造或扩展，目的是增加产能、符合法规要求，或者通过引入新技术提升绩效。此外，通常新工厂的厂房会在现有设施的改造位置修建。对于所有这些项目，采集现有环境并对其进行建模在决策及概念设计和详细工程设计中至关重要。Bentley 的实景建模技术被越来越广泛地使用，以支持这些关键工作流。
在今年 Be 创新奖的参赛作品中，有五个项目堪称流程制造业中使用建模技术的楷模，它们印证了此项技术已成为所有改造或新建工厂设计项目的重要部分。
全球性生物制药公司 UCB正将实景建模技术应用于比利时的地标性制造工厂，使利益相关方能够评估选项、交流想法，以帮助这一综合设施和已有场所在 2030 前实现碳平衡。利用无人机和地面摄影，通过 ContextCapture 创建了整个综合设施的工程就绪三维模型，包括所有楼宇、生产设施、道路和停车区域。这一环境使得工程团队可以快速生成三维模型，传达理念，确立方案。激光扫描生成的点云数据随即被添加到模型中，以便针对重点工作包计算出准确的数量并为承包商提供精确的测量结果。
ABSSteel 需要改造其位于意大利乌迪内的大型钢制综合设施中的烟雾回收系统，以满足新的法规要求。由于该综合设施在 1988 年由两座工厂合并而成，因此之前从未对整个场所进行过测量。ABS Steel 与 BM Engineering 签约，委托其来测量此场所。它通过在工厂内部使用激光扫描、在工厂外部使用摄影来收集数据，然后利用ContextCapture 和 BentleyPointools 在MicroStation 中创建合并的工程就绪模型，随后再将该模型读取到 AECOsimBuilding Designer，用于设计新的烟雾收集系统。之后，该模型被用于测试工厂老化部分的结构完整性。通过使用无人机拍摄工业建筑的屋顶照片，并使用ContextCapture 精确创建三维模型，该项目在执行测量作业时省去了建设至少 70,000 个临时结构（护栏、人行道、云梯、PPE 等）的需求。
FlightlineGeographics LLC (FlightlineGeo) 为美国堪萨斯州一座乙醚工厂的业主解决了难题，该业主的工厂扩建计划由于缺乏满足当地市政法规的排水方案而受阻。由于时间短和项目预算有限，传统替代方法，如地面测量以及地面或航空 LiDAR 都无法作为可用的解决方案。于是，该公司决定使用无人机 (UAV) 进行拍摄。在测量地面控件放置完成后，UAV 仅在一小时的飞行时间内便完成了 200 英亩场地的拍摄。该团队使用ContextCapture 生成所需三维模型，工程师使用该模型快速计算出排水和施工调查的结果，几天后将其递交到了市政当局。此外，该团队还通过相同作业创建了 3MX 实景网格，随后在 Acute3D Viewer 中对其进行了查看。它只用一周时间便完成了项目的设计、拍摄、处理和交付，并获得了批准。
Technical Solutions International (RBI) 是世界级的工程验收公司，总部位于南非的德班。RBI 部署了一套解决方案，整合了无人驾驶自主飞行器（UAV 或无人机）、三维实景建模软件(ContextCapture)、地理信息系统(Bentley MAP) 和工程文档管理(ProjectWise) 来管理整个验收流程。它的客户包括石化公司、纸浆和造纸厂、发电厂和电信公司。这一新流程使得 RBI 可以向其客户提供更具竞争力的服务，极大地缩短测量时间，增加其检验测量数据的价值和可见性。
通信组织利用ContextCapture 来降低通信塔检查的成本和安全风险
通信塔检查通常要求关闭现场，并由索具安装团队进行专业攀爬检查。如果塔不可攀爬，则必须使用一个升降工作平台，以便对天线和设备进行近距离检查。用无人机采集图像及其他信息可节省大量成本、消除人工攀爬的健康和安全风险，并缩短评估塔状况所需的时间。2017 年 Be 创新奖参赛作品包括几个采用实景建模进行塔检查的卓越典范。
SEIKEY S.r.l. 采用创新方法对意大利 11,800 个无线基站 (RBS) 的运行参数进行检查，以对 3G、4G、4.5G 和 5G 网络进行风险预防、合规性及维护和开发。通过高分辨率摄影、LiDAR 传感器、热成像摄像机和频谱分析仪进行检查。在检查阶段，可以通过 ProjectWise 实时查看无人机正在获取的数据。通过使用 ContextCapture、MicroStation 和 Bentley Map，完成了数据的收集和处理，随后在 ProjectWise 中对数据进行管理；通过 Bentley Navigator，三维可视化有助于全面而真实地了解需要进行干预的情况。管理航班时刻表、收集和准备必要的许可证以及对收集和处理的数据进行管理带来巨大挑战。事实证明，ProjectWise 对于此运营管理至关重要。这种检查方法降低了人员工作中的风险，并可缩短检查时间，以前需要 5 天时间才能执行一次的无线基站 (RBS) 检查，现在可以在 6 个小时内完成。
SEIKEY S.r.l. 创始人兼首席执行官 Cristiano De Leonardis 表示：“ProjectWise 能快速协调各个利益相关方，让电信运营商可即时访问最新信息，并为其提供海量数据（例如，利用 ContextCapture 进行详细的摄影测量重建需要大约 1,700 40MP 的照片，每个无线基站需要高达 30GB 的照片，而所有无线基站则需要超过 400TB 的数据）。ProjectWise 所提供的文档基础支持进行持续资产管理。”
iSpatialGlobal Systems 与 RBITechnical Solutions International (RBI) 携手，开发出了iGlobe Tower Management System (iGTMS)，这是一种概念证明 (POC)，旨在探索将无人驾驶车辆 (UAV)、三维实景建模和地理信息系统 (GIS) 用于蜂窝塔的维护和工程工作。RBI 是一家工程检查公司，在南非各地均设有办事处，为广泛的行业执行基于风险的检查。项目的目标包括缩短从检查到在工程师桌面上生成可行三维模型所需的时间，以及显著减少对塔进行攀爬的需求。
ProjectWise 在分布式团队管理内容和工作流（从现场收集信息到最终报告）的过程中起到了关键的作用。所有的报告和检查均与 Bentley Map 中的地理空间信息以及 ProjectWise 中的空间文件夹相关。Bentley 的 ContextCapture 用于生成通过 iGTMS 门户共享的丰富实景网格。Bentley Map 用作底层空间内容的基础，将来自诸如 TomTom 和 Google 等提供商的 WMS 层整合在一起。经概念证明 (POC) 确认，实景建模有助于维护、工程和规划团队根据公用信息作出决策，并且办公室中的规划工作目前更加准确，可确保将适当的技术和工作人员派至现场进行任何后续工作。
Eye-bot Aerial Solutions 采用 ContextCapture 生成可供工程设计处理的三维结构网格，比如位于宾夕法尼亚州斯普林代尔的单极蜂窝塔。如果结构具有可看透的复杂交叉支撑，则利用 UAV 摄影测量技术对垂直结构进行建模会极为困难。Eye-bot 依赖于 ContextCapture 的独特功能，利用摄影测量和 UAV 激光扫描，以持续生成此类复杂塔的精确模型。租契持有人利用该模型进行遥控检查，而不是每个公司均派出团队来检查其设备，从而与传统的攀爬塔方法相比，减少工作量的同时大大提高了环境安全性。这些模型可以用来检查可能由于过度应力而引起的结构变形，也可以测量组件的表面积，以进行风力载荷和冰载荷计算，从而有利于做出明智的决策，而不再仅仅依靠于登塔人。
Eye-bot Aerial Solutions 创始人兼首席执行官 Jake Lydick 表示，利用 ContextCapture 进行实景建模，有利于其团队“交付客户易消耗资源中，所包含有形资产相关当前状态和位置、庞大全面、且经验证精确的最新记录。”
SiteSee 使用 ContextCapture 创建实景网格，以对澳大利亚布里斯班的 Telstra 电信塔进行建时审计和分析，并报告称，其资产检查和维护成本降低了 69%，而项目交付提前了 86%。SiteSee 利用ContextCapture 导出一个密集点云，以便在其基于 Web 的远程站点检查应用程序中进行进一步分析，以支持通过利用三维实景网格场景中的模型、高度、方位角和机械仰角以及初步电磁辐射 (EME) 危害模拟进行自动化侵蚀检测和天线识别。由于 Bentley的ContextCapture 支持 Cesium3D Tiles，因此 SiteSee开发出了基于 CesiumTiles 的 Web 应用程序。SiteSee 的 3DTile 查看器允许来自现场团队、工程、健康与安全、房地产和资产管理领域的用户远程查看和分析资产并运行报告。也可将实景网格与用户的内部资产管理系统相关联，以便使记录与从实景网格中提取的数据保持一致，从而弥合实际与记录数据库之间的差距。