系統識別號 | U0002-2907201911231700 |
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DOI | 10.6846/TKU.2019.00978 |
論文名稱(中文) | 擴增實境於營建施工介面管理之研究 |
論文名稱(英文) | The Study of Applying Augmented Reality for Construction Interface Management |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 土木工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Civil Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 107 |
學期 | 2 |
出版年 | 108 |
研究生(中文) | 陳善婷 |
研究生(英文) | Shan-Ting-Chen |
學號 | 607380010 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2019-07-03 |
論文頁數 | 81頁 |
口試委員 |
指導教授
-
蔡明修
委員 - 王人牧 委員 - 游中榮 |
關鍵字(中) |
施工介面管理 擴增實境(AR) 建築資訊模型(BIM) 系統開發 |
關鍵字(英) |
Construction Interface Management Augmented Reality(AR) Building Information Modeling(BIM) System Development |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
營建工程最大的特色在於有眾多的參與者,執行過程中會劃分出眾多專業工作分包,並由不同專業領域上的人員合作執行這些專業工作分包的施工。然而合作可以提升工程效率,但各專業人員合作的過程中,往往會產生許多介面協同作業上的衝突及困難,若沒有良好的施工介面管理將會對於整個專案工程造成延遲工期、成本增加、重新施作等重大影響。目前針對施工上的介面管理主要方式大多以二維圖說為基礎進行施工介面協調管理,但這樣的方式可能會因缺乏空間感較不易想像且也較難與工地現場建立直接關聯,使得各專業廠商或現場工程師在討論施工介面協調的過程中,較易產生空間規劃上的認知差異或是討論的方法難以在現地中使用的狀況,而導致施工時,修改或重工的狀況重複發生在施工現場。若能在介面管理的過程中,提供更便利、易懂且直覺的施工介面管理機制,或許將能有效提升介面協同施作的效率並減少施工錯誤之風險。 BIM(Building Information Modeling)技術近幾年發展快速,其最大的特色在於擁有專案的3D模型,同時具備建築物的眾多資訊。本研究將依據BIM具有的特色,以BIM 3D模型為平台發展一施工介面管理系統,藉以改善傳統介面管理上使用二維施工圖說缺乏立體空間感的問題。然而BIM 3D模型受限於電腦硬體設備之影響,難以帶入施工現場進行使用,為此本研應用AR擴增實境視覺化技術,把虛擬的BIM 3D模型疊套至施工現場為目的,建立以BIM 3D模型為基礎之AR施工介面管理系統。此系統發揮AR虛實整合之能力,整合虛擬BIM 3D模型與現實的施工現場,並提供使用者適合現場施工介面管理之功能,將虛擬物件顯示於實際場景中,讓現場施工人員能直接針對3D構件進行施工介面管理,以此提供使用者更加直覺且便利之施工介面管理系統,藉以提升施工介面管理之效率。 |
英文摘要 |
The biggest feature of the construction project is that there are many participants. During the process, many professional subcontracts will be divided, and the construction of these professional subcontracts will be carried out by personnel from different professional fields. However, cooperation can improve engineering efficiency. In the process of cooperation among professionals, there are often conflicts and difficulties in the operation of many interfaces. Without good construction interface management, delays, cost increase and rework will be repeated for the entire project. This will have a major impact on the project. At present, most of the main methods of interface management for construction are based on 2D shop drawing for coordinated management of construction interfaces. However, such a method may be difficult to execute due to lack of space and it is difficult to establish direct connection with the site. The on-site engineers and professional manufacturer are more likely to produce cognitive differences in spatial planning or situations in which the methods discussed are difficult to use in the field during discussing the construction interface coordination, and the conditions of modification or rework are repeated at the construction site during construction. Providing a more convenient, understandable and intuitive construction interface management mechanism in the process of interface management may effectively improve the efficiency of interface interaction and reduce the risk of construction errors. BIM (Building Information Modeling) technology has developed rapidly in recent years. Its biggest feature is that it has a 3D model of the project and has many information about the building. Based on the characteristics of BIM, this study will develop a construction interface management system based on BIM 3D model, so as to improve the lack of three-dimensional space in the traditional interface management. However, the BIM 3D model is limited by the influence of computer hardware equipment, and it is difficult to bring it into the construction site for use. For this reason, the AR application of AR augmented reality visualization technology is used to stack the virtual BIM 3D model to the construction site. Establish an AR construction interface management system based on the BIM 3D model. This system utilizes the ability of AR virtual integration, integrates virtual BIM 3D model and realistic construction site, and provides users with the function of on-site construction interface management. The virtual objects are displayed in the actual scene, allowing on-site construction personnel to directly target 3D components. Construction interface management is provided to provide a more intuitive and convenient construction interface management system for users to improve the efficiency of construction interface management. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
圖目錄 III 表目錄 VI 一、 緒論 1 1.1研究動機 1 1.2研究目的 3 1.3研究流程與方法 4 1.4研究範圍與限制 7 第二章 文獻回顧 8 2.1介面管理 8 2.1.1介面的定義 8 2.1.2介面分類 9 2.1.2介面管理 12 2.1.3介面管理相關研究 12 2.2. BIM 3D模型相關之應用 16 2.3擴增實境技術 20 2.4 BIM結合擴增實境於施工階段應用 24 2.5小結 26 第三章、BIM現場施工應用架構設計 28 3.1系統資料庫 28 3.2系統資料管理模組 30 3.3 AR施工應用程式 33 第四章、AR施工介面管理系統開發 41 4.1 AR施工介面管理機制建置 41 4.2 AR施工介面管理系統開發 43 4.2.1系統分析 44 4.3 系統設計 47 4.3.1.系統資料庫設計 47 4.3.2.系統資料管理模組功能設計 50 4.3.3.AR施工介面管理應用程式功能設計 51 4.4 系統實作 57 4.4.1開發環境 57 4.4.2施工介面管理系統資料管理模組 58 4.4.3 AR施工介面管理應用程式 59 第五章、系統展示與討論 63 5.1施工介面系統資料管理模組基本功能展示 63 5.2 AR施工介面管理應用程式功能展示 67 5.3討論 74 第六章、結論與建議 75 6.1結論 75 6.2建議 76 第七章、參考資料 77 圖目錄 圖1.1研究流程圖 4 圖 2.1工程介面分類(戴培達,2000) 11 圖 2.2工程興建期間各階段介面問題浮現之可能性 12 圖 2.3 REALITY-VIRTUALITY CONTINUUM示意圖(MILGRAM & KISHINO, 1994) 21 圖3.1 BIM現場施工應用架構圖 28 圖3.2系統資料庫架構圖 28 圖3.3 REVIT模型資料匯入BIM 3D模型資料庫流程 30 圖3.4系統資料管理模組三層式架構 31 圖3.10 AR施工應用架構 33 圖3.10開發流程圖 36 圖3.11模型前處理流程圖(黃健倫,2017) 37 圖3.12 BIM模型圖材質標準化之差異(黃健倫,2017) 37 圖3.13 UNITY ARKIT PLUGIN擴增實境開發套件 38 圖3.17 UNITY UI SYSTEM中官方所建置的UI物件 39 圖3.18 UNITY 發布成IOS應用程式檔案 40 圖3.19 XCODE 安裝應用程式 40 圖4.1 AR施工介面管理機制圖 42 圖4.2系統開發流程圖 43 圖4.3 施工介面管理系統資料管理模組使用者案例圖 44 圖4.4 AR施工介面管理應用程式使用案例圖 45 圖4.5應用程式角色權限示意圖 46 圖4.6 AR施工介面系統資料庫 48 圖4.7 ELEMENT_WORKS資料表 49 圖4.8系統功能架構圖 51 圖4.9介面事件表 54 圖4.10介面查核表 55 圖4.11 UNITY場景中的模型 60 圖4.12 C#程式範例 61 圖4.13 CONNECTDB.PHP 62 圖5.1施工介面系統資料管理模組首頁 63 圖5.2使用者管理功能模組 64 圖5.3施工廠商管理 65 圖5.4工項設定 66 圖5.5使用者登入功能面板 68 圖5.6應用程式功能主畫面 68 圖5.7構件屬性查詢 69 圖5.8模型錨定點放置功能面板 70 圖5.9模型錨定點放置功能面板 70 圖5.10模型圖層顯示 71 圖5.11 主畫面中的會議功能模組 71 圖5.12介面事件表建立 72 圖5.13介面查核功能模組 73 圖5.14 介面查核表 73 表目錄 表2.1有關介面定義文獻資料整理表 8 表2.2介面管理應用表 13 表2.3 BIM 3D 模型相關應用之研究 17 表2.4擴增實境之應用 21 表2.5 BIM結合擴增實境施工階段應用 25 表4.1介面比較表 41 表4.2施工資訊表單說明 50 表4.3介面事件表說明 54 表4.4介面查核表 56 表4.5開發環境一覽表 58 表4.6 使用者介面一覽表 61 表5.1 設備規格 67 |
參考文獻 |
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