黃天奕 劉阿敏 黃雪梅

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-5798

作者簡(jiǎn)介：黃天奕（1989—），女，碩士，講師，研究方向?yàn)榻ㄖ?chǎng)聲學(xué)設(shè)計(jì)、聲學(xué)材料研究、室內(nèi)裝?飾聲學(xué)設(shè)計(jì)。

劉阿敏（1990—），女，碩士，講師，研究方向?yàn)榻ㄖ?jié)能、室內(nèi)裝飾節(jié)能設(shè)計(jì)。

黃雪梅（2002—），女，?？疲芯糠较?yàn)槭覂?nèi)裝飾設(shè)計(jì)。

摘 ?要：闡述了基于雙目視覺(jué)系統(tǒng)下的建筑測(cè)繪儀的社會(huì)化應(yīng)用與市場(chǎng)前景。首先對(duì)此類產(chǎn)品的技術(shù)性能、技術(shù)壁壘、應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了介紹，其次描述該產(chǎn)品的技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)，緊接著介紹了產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀，最后從市場(chǎng)需求和行業(yè)價(jià)值的角度方向討論了產(chǎn)品的應(yīng)用前景。其大幅度地提升了室內(nèi)測(cè)繪的效率，為建筑測(cè)繪提供了一個(gè)高精度、高效、傻瓜式的工具。

關(guān)鍵詞：雙目視覺(jué)系統(tǒng) ?建筑測(cè)繪儀 ?室內(nèi)測(cè)距 ?前景分析

中圖分類號(hào)：TH761

2020年，全國(guó)建筑業(yè)房屋施工面積149.47億m2；2021年房屋施工面積157.55億m2，同比增長(zhǎng)5.41%；2022年房屋建筑施工面積156.45億m2，同比減少0.70%。在這數(shù)量巨大的建筑面積里，室內(nèi)裝修是房屋使用的必要條件，但在室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)施工過(guò)程中有一個(gè)重點(diǎn)工序就是室內(nèi)空間測(cè)繪。目前市場(chǎng)上存在的測(cè)繪儀器如GPS測(cè)量?jī)x、載波相差位測(cè)量?jī)x、全站儀、超聲波測(cè)距儀等，體型大，便攜度不高，價(jià)格昂貴，使用這些工具測(cè)出空間平面距離數(shù)據(jù)畫(huà)出初步的平面圖，并在草圖上標(biāo)示出來(lái)距離。因測(cè)量數(shù)據(jù)較多誤差累加，現(xiàn)場(chǎng)拍照片留存建筑空間形體，以便在內(nèi)業(yè)繪圖出現(xiàn)空間不閉合問(wèn)題時(shí)從照片補(bǔ)充缺漏的數(shù)據(jù)與空間形體關(guān)系，但拍攝的照片拼接時(shí)存在死角，出現(xiàn)多角度拼接不上的問(wèn)題。對(duì)后續(xù)進(jìn)行建筑原始戶型圖CAD繪制造成一定困擾。如果測(cè)量數(shù)據(jù)有誤，會(huì)導(dǎo)致返工、重測(cè)、拖延工期等，同時(shí)導(dǎo)致施工過(guò)程中物資準(zhǔn)備出現(xiàn)誤差，造成材料浪費(fèi)、資源浪費(fèi)等。

因此，基于雙目視覺(jué)下的高效建筑測(cè)繪儀的應(yīng)用十分廣泛。該產(chǎn)品的使用能夠提升建筑測(cè)繪的效率，為建筑測(cè)繪提供了一個(gè)高精度、高效、傻瓜式的工具。在節(jié)約人力成本和時(shí)間成本的同時(shí)，還大大提高了室內(nèi)工程測(cè)量的工作效率和質(zhì)量。

基于雙目視覺(jué)系統(tǒng)下的建筑測(cè)繪儀簡(jiǎn)介

1.1 技術(shù)性能

該產(chǎn)品是在紅外激光測(cè)繪儀的基礎(chǔ)上研發(fā)雙目視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，攝像精度較高，測(cè)量途中720°全景拍攝，后期可以形成全景漫游視頻與照片，解決了只有測(cè)量數(shù)據(jù)，但圖片拼接有死角的問(wèn)題。該技術(shù)增加視頻數(shù)據(jù)，與二維數(shù)據(jù)一起配合對(duì)復(fù)雜建筑空間真實(shí)場(chǎng)景高度還原，降低施工圖繪制時(shí)的出錯(cuò)率；可以通過(guò)手機(jī)端查看和修改室內(nèi)測(cè)量數(shù)據(jù)，第一時(shí)間核查圖紙問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)解決了漏測(cè)、錯(cuò)測(cè)問(wèn)題。故該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)出圖、現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，提高測(cè)繪效率，降低測(cè)量時(shí)的返工次數(shù)。

雙目視覺(jué)建筑測(cè)繪儀攝像頭參數(shù)為1 800萬(wàn)，720°廣角拍攝，測(cè)量距離60 m，測(cè)量精度±1 mm，外形尺寸100.3 mm×3.4 mm×18.3 mm；對(duì)比市面上已有測(cè)繪儀：攝像頭參數(shù)提高33.3%，廣角參數(shù)提高72.2%，測(cè)繪精度提高64.3%，體積縮小13%。

本產(chǎn)品技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在基于雙目視覺(jué)系統(tǒng)下測(cè)量端口將測(cè)點(diǎn)所有的圖像信息與數(shù)據(jù)信息全方位地、一次性地采集，沒(méi)有圖像信息后期合成與鏡頭拼接的步驟。其利用放射原理和物理光學(xué)中的球面鏡透射原理，采用硬件本身的軟件直接轉(zhuǎn)換水平360°和垂直180°的圖像信息，最終通過(guò)大家熟悉的人眼習(xí)慣的形式呈現(xiàn)出來(lái)。在此基礎(chǔ)上研發(fā)現(xiàn)場(chǎng)快速出圖技術(shù)，用于測(cè)量目標(biāo)距離的推算以及痕跡推算。當(dāng)測(cè)距儀向目標(biāo)射出一束激光后，通過(guò)光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，從而計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離，將數(shù)據(jù)傳到平臺(tái)，利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定并將快速自動(dòng)生成實(shí)景CAD圖紙。

1.2 技術(shù)壁壘

1.2.1攻破傳統(tǒng)測(cè)量平面照片拼接問(wèn)題

本產(chǎn)品采用pe12材料、魚(yú)眼360鏡頭、紅外掃描、藍(lán)牙傳輸，移動(dòng)端出CAD、3D圖等技術(shù)，研發(fā)出更便捷、更高效的雙目視覺(jué)系統(tǒng)建筑測(cè)繪儀，用魚(yú)眼360全景攝像頭，藍(lán)牙傳輸，移動(dòng)端現(xiàn)場(chǎng)出CAD、3D圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)檢測(cè)儀的工業(yè)鏡頭。與其他產(chǎn)品相比，從二維測(cè)繪轉(zhuǎn)到三維測(cè)繪，視野寬闊，能夠在室內(nèi)采集到足夠多的地物特征，尤其是梁、柱、鋼結(jié)構(gòu)、風(fēng)井、洞口等的具體交接構(gòu)造，能準(zhǔn)確地獲取空間數(shù)據(jù)，在紋理貼圖中更清晰、精確地還原了現(xiàn)狀場(chǎng)景?？梢暩呔葴y(cè)量技術(shù)是建筑工程中室內(nèi)測(cè)量的重要環(huán)節(jié)，雙目視覺(jué)系統(tǒng)下建筑測(cè)繪儀填補(bǔ)了室內(nèi)測(cè)量中過(guò)程中儀器測(cè)量的技術(shù)短板。為后期與物聯(lián)網(wǎng)連接、資產(chǎn)、消防管線、物業(yè)管理等應(yīng)用提供可靠的支撐數(shù)據(jù)。

1.2.2 攻破傳統(tǒng)測(cè)繪漏測(cè)、錯(cuò)測(cè)和漏畫(huà)問(wèn)題

雙目視覺(jué)系統(tǒng)建筑測(cè)繪儀避免了漏測(cè)、錯(cuò)測(cè)和漏畫(huà)等現(xiàn)象，與目前手工測(cè)繪或者立體可視測(cè)繪技術(shù)相比較，測(cè)量精度有所提高，同時(shí)效率也隨之提高，可以在短時(shí)間內(nèi)獲取最多的建筑空間信息和數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)品的利用率提高，可以進(jìn)行全天候的測(cè)繪工作。

1.2.3 攻破傳統(tǒng)測(cè)繪內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化時(shí)間長(zhǎng)問(wèn)題

本產(chǎn)品在室內(nèi)數(shù)據(jù)處理方面能夠全方位、實(shí)時(shí)、立體、高精度和快速地測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的所有待測(cè)對(duì)象，繪圖系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成圖紙繪制和數(shù)字化呈現(xiàn)，代替以往的皮尺測(cè)距、紅外測(cè)距儀測(cè)距和手工繪圖；外業(yè)結(jié)束后內(nèi)業(yè)電腦CAD繪圖時(shí)間長(zhǎng)、返工率高，需要手工核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)與測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)排除誤差點(diǎn)。利用雙目系統(tǒng)下的高效建筑測(cè)繪儀能夠很快地獲得建筑信息，將傳統(tǒng)需要數(shù)天才能完成的測(cè)繪縮短到幾個(gè)小時(shí)，這樣將大幅度提高工作效率，降低時(shí)間成本，使測(cè)繪工序減少75%、測(cè)繪時(shí)間減少90%、測(cè)繪成本減少73%。

基于雙目視覺(jué)系統(tǒng)下的建筑測(cè)繪儀應(yīng)用場(chǎng)景

2022年11月，雙目視覺(jué)系統(tǒng)建筑測(cè)繪儀首次在真實(shí)項(xiàng)目中應(yīng)用，為鑫盈泰質(zhì)量安全檢測(cè)公司室內(nèi)裝修項(xiàng)目提供專業(yè)的測(cè)量服務(wù)，面積2 000 m2，其空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量使用時(shí)間2?h，無(wú)漏測(cè)和返工情況。緊隨其后的4個(gè)項(xiàng)目，其中2個(gè)是室內(nèi)測(cè)量，建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，面積較大，均無(wú)漏測(cè)情況；2個(gè)是室外環(huán)境，人員密集，但未影響測(cè)量數(shù)據(jù)。

市場(chǎng)分析

3.1 行業(yè)現(xiàn)狀

隨著人們生活水平的提升，對(duì)居住條件要求的提高，我國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展。根據(jù)《2022—2028中國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)市場(chǎng)現(xiàn)狀研究分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示， 2021年我國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模甚至已經(jīng)達(dá)到了3 541億元，其發(fā)展前景廣闊。

目前市面上的室內(nèi)測(cè)量裝備主要有兩類，具體敘述如下。

（1）基于視覺(jué)算法的雙目相機(jī)和深度相機(jī)，與RM有集成，通過(guò)對(duì)相鄰圖像之間的匹配，估計(jì)載體運(yùn)動(dòng)的位置與姿態(tài)的變化，進(jìn)而恢復(fù)場(chǎng)景的空間結(jié)構(gòu)。基于視覺(jué)的設(shè)備往往受光照影響較大，對(duì)精度較大[1]。

存在以下幾方面問(wèn)題：①所使用的測(cè)量工具操作時(shí)需要保持穩(wěn)固和移動(dòng)平緩，導(dǎo)致了測(cè)量效率低、誤差較大的結(jié)果[2]，并且這適用于空間均勻幾何分布的房間類型，而市面上大部分的公共建筑曲面異形較多，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)法快速直接對(duì)特殊房屋進(jìn)行三維測(cè)量；②使用多對(duì)圖像拼接、融合圖像的方法完成現(xiàn)場(chǎng)所有待測(cè)對(duì)象的測(cè)繪，不但效率低，而且精度差[3]。

（2）基于激光雷達(dá)和mu集成的激光Slam，此類設(shè)備多為應(yīng)用2D Slam算法的推車系統(tǒng)，采用單線激光進(jìn)行二維定位與測(cè)圖，最終得到的軌跡缺少高程信息，導(dǎo)致點(diǎn)云的高程誤差較大[4]。

存在以下幾方面問(wèn)題：①3D相機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用太少，導(dǎo)致無(wú)法快速測(cè)量大體積室內(nèi)的三維信息；②室內(nèi)與地下空間缺少GPS信號(hào)，使得測(cè)量?jī)x定位方式的應(yīng)用存在一定的局限性，室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜度與空間局限性也使得傳統(tǒng)測(cè)位方式在作業(yè)時(shí)受到諸多限制，很難做到無(wú)死角測(cè)量[5]。

針對(duì)以上室內(nèi)測(cè)量存在問(wèn)題，如何高效、精確、安全地獲取室內(nèi)空間信息和數(shù)據(jù)信息以服務(wù)于空間實(shí)體建設(shè)，仍存在一定的技術(shù)瓶頸。

目前受痛點(diǎn)問(wèn)題影響的用戶群體主要為裝飾裝修公司、高校教學(xué)、政府機(jī)構(gòu)。該產(chǎn)品避免了漏測(cè)、錯(cuò)測(cè)和漏畫(huà)等現(xiàn)象，與手工或者立體攝像測(cè)繪技術(shù)比較，測(cè)量?jī)x器價(jià)格大幅度降低，測(cè)量精度和測(cè)量效率均有提高，能實(shí)現(xiàn)全天候快速測(cè)繪，可以在最短時(shí)間內(nèi)采集建筑信息。本產(chǎn)品與市面上原有的測(cè)繪儀相比視野寬闊，能夠在室內(nèi)采集到足夠多的建筑地物特征，填補(bǔ)了室內(nèi)測(cè)量中社會(huì)化儀器測(cè)量的技術(shù)短板，具有市場(chǎng)規(guī)模和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，所以該產(chǎn)品有很強(qiáng)的推廣前景。

3.2 行業(yè)價(jià)值

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，市場(chǎng)規(guī)模從2015年的837.05億元增長(zhǎng)至2020年的1 599.84億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)14%，之后逐年增長(zhǎng)，預(yù)測(cè)2025年將達(dá)到30 151.6億元。室內(nèi)測(cè)繪規(guī)模的不斷發(fā)展和擴(kuò)大，可以為專業(yè)測(cè)繪的人提供就業(yè)機(jī)會(huì)和不同類型的就業(yè)崗位，解決部分人員的就業(yè)問(wèn)題。促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)，帶動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為室內(nèi)測(cè)繪工作者提供了更精準(zhǔn)、方便的判斷。

基于雙目系統(tǒng)下建筑測(cè)繪儀有很強(qiáng)的適用性，在很多復(fù)雜的環(huán)境中都可以進(jìn)行測(cè)量，符合現(xiàn)有市場(chǎng)需求。其產(chǎn)品造價(jià)為600元，推廣成本為20元，產(chǎn)品售價(jià)為900元，毛利為280元，凈利為265元。因市場(chǎng)需求大，經(jīng)濟(jì)效益保持在增長(zhǎng)水平，有利于本產(chǎn)品的長(zhǎng)期發(fā)展。

該產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益良好，營(yíng)業(yè)凈利率呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，成本費(fèi)用利潤(rùn)率呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，即表明成本費(fèi)用控制較好，獲利能力較強(qiáng)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著室內(nèi)測(cè)繪行業(yè)的需求量的增加，該產(chǎn)品必然會(huì)廣泛應(yīng)用在相關(guān)領(lǐng)域，同時(shí)，在市場(chǎng)中的需求量一定會(huì)不斷增加并占據(jù)著同類產(chǎn)品的榜首，其前景遠(yuǎn)大，同時(shí)也為數(shù)字化中國(guó)做出室內(nèi)測(cè)繪人應(yīng)該有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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