基于雙目視覺系統下建筑測繪儀前景分析

黃天奕 劉阿敏 黃雪梅

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-5798

作者簡介：黃天奕（1989—），女，碩士，講師，研究方向為建筑劇場聲學設計、聲學材料研究、室內裝?飾聲學設計。

劉阿敏（1990—），女，碩士，講師，研究方向為建筑節能、室內裝飾節能設計。

黃雪梅（2002—），女，專科，研究方向為室內裝飾設計。

摘 ?要：闡述了基于雙目視覺系統下的建筑測繪儀的社會化應用與市場前景。首先對此類產品的技術性能、技術壁壘、應用場景進行了介紹，其次描述該產品的技術性能優勢，緊接著介紹了產品應用現狀，最后從市場需求和行業價值的角度方向討論了產品的應用前景。其大幅度地提升了室內測繪的效率，為建筑測繪提供了一個高精度、高效、傻瓜式的工具。

關鍵詞：雙目視覺系統 ?建筑測繪儀 ?室內測距 ?前景分析

中圖分類號：TH761

2020年，全國建筑業房屋施工面積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%。在這數量巨大的建筑面積里，室內裝修是房屋使用的必要條件，但在室內裝修設計施工過程中有一個重點工序就是室內空間測繪。目前市場上存在的測繪儀器如GPS測量儀、載波相差位測量儀、全站儀、超聲波測距儀等，體型大，便攜度不高，價格昂貴，使用這些工具測出空間平面距離數據畫出初步的平面圖，并在草圖上標示出來距離。因測量數據較多誤差累加，現場拍照片留存建筑空間形體，以便在內業繪圖出現空間不閉合問題時從照片補充缺漏的數據與空間形體關系，但拍攝的照片拼接時存在死角，出現多角度拼接不上的問題。對后續進行建筑原始戶型圖CAD繪制造成一定困擾。如果測量數據有誤，會導致返工、重測、拖延工期等，同時導致施工過程中物資準備出現誤差，造成材料浪費、資源浪費等。

因此，基于雙目視覺下的高效建筑測繪儀的應用十分廣泛。該產品的使用能夠提升建筑測繪的效率，為建筑測繪提供了一個高精度、高效、傻瓜式的工具。在節約人力成本和時間成本的同時，還大大提高了室內工程測量的工作效率和質量。

基于雙目視覺系統下的建筑測繪儀簡介

1.1 技術性能

該產品是在紅外激光測繪儀的基礎上研發雙目視覺測量技術，攝像精度較高，測量途中720°全景拍攝，后期可以形成全景漫游視頻與照片，解決了只有測量數據，但圖片拼接有死角的問題。該技術增加視頻數據，與二維數據一起配合對復雜建筑空間真實場景高度還原，降低施工圖繪制時的出錯率；可以通過手機端查看和修改室內測量數據，第一時間核查圖紙問題，現場解決了漏測、錯測問題。故該技術能實現現場出圖、現場核對，提高測繪效率，降低測量時的返工次數。

雙目視覺建筑測繪儀攝像頭參數為1 800萬，720°廣角拍攝，測量距離60 m，測量精度±1 mm，外形尺寸100.3 mm×3.4 mm×18.3 mm；對比市面上已有測繪儀：攝像頭參數提高33.3%，廣角參數提高72.2%，測繪精度提高64.3%，體積縮小13%。

本產品技術關鍵點在基于雙目視覺系統下測量端口將測點所有的圖像信息與數據信息全方位地、一次性地采集，沒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中的球面鏡透射原理，采用硬件本身的軟件直接轉換水平360°和垂直180°的圖像信息，最終通過大家熟悉的人眼習慣的形式呈現出來。在此基礎上研發現場快速出圖技術，用于測量目標距離的推算以及痕跡推算。當測距儀向目標射出一束激光后，通過光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，從而計算出從觀測者到目標的距離，將數據傳到平臺，利用激光對目標的距離進行準確測定并將快速自動生成實景CAD圖紙。

1.2 技術壁壘

1.2.1攻破傳統測量平面照片拼接問題

本產品采用pe12材料、魚眼360鏡頭、紅外掃描、藍牙傳輸，移動端出CAD、3D圖等技術，研發出更便捷、更高效的雙目視覺系統建筑測繪儀，用魚眼360全景攝像頭，藍牙傳輸，移動端現場出CAD、3D圖代替傳統檢測儀的工業鏡頭。與其他產品相比，從二維測繪轉到三維測繪，視野寬闊，能夠在室內采集到足夠多的地物特征，尤其是梁、柱、鋼結構、風井、洞口等的具體交接構造，能準確地獲取空間數據，在紋理貼圖中更清晰、精確地還原了現狀場景。可視高精度測量技術是建筑工程中室內測量的重要環節，雙目視覺系統下建筑測繪儀填補了室內測量中過程中儀器測量的技術短板。為后期與物聯網連接、資產、消防管線、物業管理等應用提供可靠的支撐數據。

1.2.2 攻破傳統測繪漏測、錯測和漏畫問題

雙目視覺系統建筑測繪儀避免了漏測、錯測和漏畫等現象，與目前手工測繪或者立體可視測繪技術相比較，測量精度有所提高，同時效率也隨之提高，可以在短時間內獲取最多的建筑空間信息和數據信息，產品的利用率提高，可以進行全天候的測繪工作。

1.2.3 攻破傳統測繪內外業數據轉化時間長問題

本產品在室內數據處理方面能夠全方位、實時、立體、高精度和快速地測量現場內的所有待測對象，繪圖系統能夠自動完成圖紙繪制和數字化呈現，代替以往的皮尺測距、紅外測距儀測距和手工繪圖；外業結束后內業電腦CAD繪圖時間長、返工率高，需要手工核對現場與測量數據來排除誤差點。利用雙目系統下的高效建筑測繪儀能夠很快地獲得建筑信息，將傳統需要數天才能完成的測繪縮短到幾個小時，這樣將大幅度提高工作效率，降低時間成本，使測繪工序減少75%、測繪時間減少90%、測繪成本減少73%。

基于雙目視覺系統下的建筑測繪儀應用場景

2022年11月，雙目視覺系統建筑測繪儀首次在真實項目中應用，為鑫盈泰質量安全檢測公司室內裝修項目提供專業的測量服務，面積2 000 m2，其空間結構復雜，測量使用時間2?h，無漏測和返工情況。緊隨其后的4個項目，其中2個是室內測量，建筑結構比較復雜，面積較大，均無漏測情況；2個是室外環境，人員密集，但未影響測量數據。

市場分析

3.1 行業現狀

隨著人們生活水平的提升，對居住條件要求的提高，我國室內設計行業迎來快速發展。根據《2022—2028中國室內設計市場現狀研究分析與發展前景預測報告》顯示， 2021年我國室內設計市場規模甚至已經達到了3 541億元，其發展前景廣闊。

目前市面上的室內測量裝備主要有兩類，具體敘述如下。

（1）基于視覺算法的雙目相機和深度相機，與RM有集成，通過對相鄰圖像之間的匹配，估計載體運動的位置與姿態的變化，進而恢復場景的空間結構。基于視覺的設備往往受光照影響較大，對精度較大[1]。

存在以下幾方面問題：①所使用的測量工具操作時需要保持穩固和移動平緩，導致了測量效率低、誤差較大的結果[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，空間結構復雜，無法快速直接對特殊房屋進行三維測量；②使用多對圖像拼接、融合圖像的方法完成現場所有待測對象的測繪，不但效率低，而且精度差[3]。

（2）基于激光雷達和mu集成的激光Slam，此類設備多為應用2D Slam算法的推車系統，采用單線激光進行二維定位與測圖，最終得到的軌跡缺少高程信息，導致點云的高程誤差較大[4]。

存在以下幾方面問題：①3D相機市場應用太少，導致無法快速測量大體積室內的三維信息；②室內與地下空間缺少GPS信號，使得測量儀定位方式的應用存在一定的局限性，室內環境的復雜度與空間局限性也使得傳統測位方式在作業時受到諸多限制，很難做到無死角測量[5]。

針對以上室內測量存在問題，如何高效、精確、安全地獲取室內空間信息和數據信息以服務于空間實體建設，仍存在一定的技術瓶頸。

目前受痛點問題影響的用戶群體主要為裝飾裝修公司、高校教學、政府機構。該產品避免了漏測、錯測和漏畫等現象，與手工或者立體攝像測繪技術比較，測量儀器價格大幅度降低，測量精度和測量效率均有提高，能實現全天候快速測繪，可以在最短時間內采集建筑信息。本產品與市面上原有的測繪儀相比視野寬闊，能夠在室內采集到足夠多的建筑地物特征，填補了室內測量中社會化儀器測量的技術短板，具有市場規模和產品優勢，所以該產品有很強的推廣前景。

3.2 行業價值

根據數據顯示，市場規模從2015年的837.05億元增長至2020年的1 599.84億元，年均復合增長率達14%，之后逐年增長，預測2025年將達到30 151.6億元。室內測繪規模的不斷發展和擴大，可以為專業測繪的人提供就業機會和不同類型的就業崗位，解決部分人員的就業問題。促進了產業升級，帶動了高新技術產業的發展，為室內測繪工作者提供了更精準、方便的判斷。

基于雙目系統下建筑測繪儀有很強的適用性，在很多復雜的環境中都可以進行測量，符合現有市場需求。其產品造價為600元，推廣成本為20元，產品售價為900元，毛利為280元，凈利為265元。因市場需求大，經濟效益保持在增長水平，有利于本產品的長期發展。

該產品經濟效益良好，營業凈利率呈增長態勢，成本費用利潤率呈逐年增長趨勢，即表明成本費用控制較好，獲利能力較強。

結語

綜上所述，隨著室內測繪行業的需求量的增加，該產品必然會廣泛應用在相關領域，同時，在市場中的需求量一定會不斷增加并占據著同類產品的榜首，其前景遠大，同時也為數字化中國做出室內測繪人應該有的貢獻。

參考文獻

[1] 楊震，孟祥武.室內移動測量系統在新型基礎測繪中的應用[J].測繪通報，2023（1）：149-153.

[2] 曹慶磊.三維激光掃描技術在城市建筑工程竣工測繪中的應用研究[J].智能建筑與智慧城市，2023（12）：42-44.

[3] 鄭英杰，王明亮，李宏力，等.基于三維激光掃描和無人機傾斜攝影在歷史建筑測繪中的應用[J].測繪與空間地理信息，2023，46（S1）：298-301.

[4] 尹冬麗，王玉振，黎瑾慧.基于計算機輔助工程的測繪儀連接器注塑參數優化[J].塑料科技，2022，50（1）：97-102.

[5]龍勇，李維平.站式三維激光掃描技術在建筑竣工測量中的應用[J].測繪標準化，2023，39（3）：183-186.