地下管线是城市运行的生命线,对保障城市运行起到至关重要的作用。但是地下管线都埋藏于地下看不见,摸不着,当工程师需要查看或者检修地下管线时往往就不那么方便了,经常发生破坏地下管线的事故,那有没有什么技术可以让咱们的地下管线浮现出来呢?AR+GIS助力三维地下管线应用,将地下管线通过手机通过AR技术直接呈现出来,要让管线真实分布在城市还需要最重要的一步,地下管线与真实位置匹配。
在AR三维管线巡检方案里面,核心需求在于如何匹配真实位置,如何让用户在任意位置,打开手机,加载地下管线数据,数据都能匹配到正确的位置。目前SuperMap提供了多种匹配方式:
方式一:基准点坐标+手机定位坐标+手机方向角
这种针对的是数据是平面坐标系的,坐标单位为米,以(0 ,0 ,0 )位置建模。这种数据本身不具备有真实的位置信息,但是管线之间的相对位置关系是正确的。在AR场景中加载的时候只需要点击锚点,击中屏幕对应现实世界的一个锚点,当前数据就会加载到锚点处。这种数据要真实地匹配到现实位置,需要三个步骤:
1) 提前采集基准点GPS坐标,这个基准点是数据建模时的(0,0,0)对应到现场的真实位置。
2)计算x、y、z轴的偏移量。到达现场后,可以获取真实位置处的手机GPS坐标和方向角,然后将它们与提前采集的基准点GPS坐标计算,得到x y z轴的偏移量。(建议在开启AR时手机方位角为正北方向,这样就可以忽略方位角带来的影响,计算偏移量就不需要考虑角度,若不考虑角度,偏移量就是两者的坐标差)
3)位置匹配,根据计算结果就可以将数据匹配到真实的现场位置。这个过程需要调用的接口是:arcontrol.setSceneTransLation(double offsetX,double offsetY,double offsetZ)。
方式二:手机GPS +投影坐标系+手机方向角
方式二针对的是本身就是投影坐标系的数据。这种数据要真实地匹配到现实位置,也需要三个步骤:
1)确定基准点,这种数据是以图层插入点作为基准点。
2)计算x、y、z轴偏移量。到达现场后,可以获取真实位置处的手机GPS坐标和方向角,然后将获取的GPS坐标通过算法转换成投影坐标系下的一个坐标,这个投影坐标系是原始数据所处的坐标系。对转换后的坐标和基准点坐标进行计算,得到x、y、z轴的偏移量。
3)最后根据偏移量就可以进行位置匹配了。这个过程需要调用的realspace 接口是:arcontrol.setSceneTransLation(double offsetX,double offsetY,double offsetZ)。
其实上面两种方式的原理都是一样的,都需要计算手机定位坐标与基准点之前的偏移量,再通过我们的接口arcontrol.setSceneTransLation偏移数据就可以,如果想要精度足够高可以使用高精度的定位设备来代替GPS定位。由于精度误差,可能会存在数据偏移,我们提供了平移(setSceneTransLation)、缩放(setSceneScale)、旋转(setSceneRotation)的微调接口,让数据可以完美匹配到真实位置。
如下图所示为超图合作伙伴北京智城联合基于SuperMap GIS平台提供的三维GIS与AR结合的技术,实现了地下管线智能巡检。当管线权属单位派遣人员到现场执行检修任务时,可以利用AR+GIS对现场情况一览无余,并且采用SuperMap GIS平台基于现场真实地物的位置定位方法,可以实现管线模型与实际位置准确匹配。