建筑專業人員現在可以在一塊磚砌好之前就能“看到”建筑物的位置和豐富的細節.

士兵們有一句諺語，“沒有一個作戰計劃能在與敵人的第一次接觸中幸存。”

以一種不那么危險的方式，建筑行業還必須處理紙面上的理想計劃(以建筑師的圖紙形式)與現實之間的差異。建筑師的設計是一個愿景，但實現這一愿景的工作是建設者的。

幾個世紀以來，建筑師向建筑者傳達他們的愿景的主要方式是平面圖或圖紙的形式:一種2D，對3D現實的抽象表現。即使在今天，當數字系統已經在如此多的領域取代了基于紙張的方法時，建筑商仍然依賴于建筑師計劃的計算機渲染——當在顯示屏上觀看時，這些圖紙仍然是2D的。

在頭腦中把一個平面的、抽象的表現投射到3D現實上—換句話說，想象在一塊磚砌好之前，完工的結構在現場會是什么樣子—需要建筑專業人士的技能、判斷和解釋。不可避免地，這為建筑項目團隊成員之間的錯誤、誤算和誤解創造了空間。

圖1:建筑工地上使用的EBMR混合現實頭盔

Dura Vermeer是一家著名的荷蘭家族建筑公司，專門從事(商業)房地產和基礎設施的開發、工程、建設和維護。如今，Dura Vermeer和Dura Vermeer之間的合資企業開發出了一種全新的方式，讓建筑商可以在現場看到建筑師的設計再創造增強現實軟件開發商。被稱為EBMR(工程建筑混合現實)頭盔，它首次提供了一個建筑師的平面圖的3D實時全息渲染，覆蓋在用戶的建筑工地視圖上。站在一個空的建筑工地上，用戶可以看到正確定位的結構，就好像它已經建成了一樣(見圖1)。當用戶移動時，他們的結構視圖也會移動。用戶不再需要根據對圖紙的理解來想象建筑的樣子:EBMR頭盔向用戶精確地展示了建筑的樣子，而無需看圖紙。

EBMR頭盔的開發是一項非凡的技術成就，它依賴于尖端硬件和軟件技術的先進結合，包括XsensMTi-300.

一種不同的安全帽

戴頭盔是建筑專業人員的第二天性:安全條例要求他們在現場戴安全帽。因此，Dura Vermeer的想法是為建筑商設計一個安全帽，向他們展示他們要建造的東西，這非常符合他們作為荷蘭領先建筑公司之一的角色。

Dura Vermeer為EBMR項目帶來了160年的建筑行業經驗。它深知將建筑師的圖紙轉化為詳細的分步施工計劃的難度，以及在有時由數百名建筑商組成的大型團隊中協調施工計劃實施的難度。Recreate的開發團隊多年來一直致力于虛擬現實、增強現實和混合現實等技術，憑借他們的知識，開發出了使用微軟HoloLens可視化3D模型的軟件。

指導建筑項目管理的主要文件是建筑師的藍圖，如Dura Vermeer所承擔的項目。但是藍圖和給建造者的指令不是一回事。例如，建筑師的圖紙可能要求建造一堵墻。建筑商需要確切地知道需要在哪里挖地基的洞。紙上或電腦上的圖畫不能指著泥里的一個點說，“在這里挖洞。”

圖2:微軟HoloLens將一個建筑設計投射到用戶對建筑場地的看法上

EBMR頭盔可以。它提供了繪圖的真實世界投影，因此建造者可以在現場走動，并準確地“看到”結構的每個元素將走向哪里(參見圖2)。使用超精確的衛星定位數據，頭盔知道用戶在地球表面的確切位置。從圖紙上，它確切地知道該結構將建在地球表面的什么地方。然后，它可以在虛擬現實中“構建”該結構，并將其呈現給用戶，準確定位和定向。因為它是全息呈現的，這個結構覆蓋在用戶面前的視野上——一個“混合現實”的展示。

EBMR頭盔已經在試點項目中使用，例如Dura Vermeer在荷蘭建造的一座橋梁，并在其中提供了三個有價值的好處:

節約時間

• –頭盔使施工和現場經理能夠在任務排序、建筑設備等資產分配以及材料采購和儲存方面做出更快、更好的決策。這導致減少時間、資產和材料的浪費。

成本節約

• –EBMR頭盔非常精確，可以用來進行現場測量，而這在以前需要專業測量員的服務。現在，這種測量可以由建筑隊的普通成員進行。因為頭盔的使用也降低了出錯的可能性，所以減少了對昂貴且耗時的返工的需求。

質量改進

• –EBMR頭盔消除了判斷和解釋建筑師圖紙的要求。當建造者可以查看現場，并看到在需要建造的位置需要建造什么時，他們的工作傾向于更加精確地符合建筑師的意圖，沒有缺陷或差異。

一流技術的結合

為了提供EBMR頭盔的功能，Dura Vermeer和Recreate需要四個主要硬件元素(見圖3):

全息投影儀

• -這是一個安裝在頭盔前面的微軟HoloLens設備。Hololens是世界上最廣泛用于專業應用的全息設備。

定位系統

• -這是安裝在頭盔頂部的全球導航衛星系統(GNSS)接收器。GNSS接收器是基于半導體的小型模塊，通常用于車輛和移動電話，以支持導航和制圖應用。EBMR頭盔使用精確的GNSS接收器來提供精確的定位坐標。

電池電源

• -這需要提供足夠的容量，以便在兩次充電之間為設備供電一整天，因為現場充電可能并不總是可行的。

Xsens MTi-300

• 一種運動傳感器模塊，提供方向和航向信息。因為Xsens運動跟蹤器(MTi-300），頭盔知道用戶面向哪個方向，以及頭部的位置。在導航術語中，這種定位信息被稱為俯仰、滾動和偏航。航向信息是相對于磁北的羅盤讀數。

圖EBMR頭盔是標準的安全帽形式，現在足夠舒適，可以長時間佩戴。顯示的圖片是1標準時間頭盔的版本。

為了避免其他電子系統和IMU之間的磁干擾風險，IMU包含一個極其敏感的磁力計或磁羅盤，IMU安裝在頭盔的后部。

Xsens是提供可穿戴IMU的專家。它是全球領先的運動追蹤緊身衣提供商，好萊塢電影公司的動畫電影制作中的演員以及汽車行業的碰撞測試假人都穿著這種緊身衣。Xsens IMUs在這些應用中很受歡迎，因為它們集緊湊尺寸、超低功耗和高精度于一體。Xsens還為系統開發人員提供了全面的開發工具套件和配置工具，能夠在任何應用中快速優化運動跟蹤和定位功能的特性。

EBMR系統的另一個重要元素由Recreate提供:該軟件將建筑師的計算機繪圖轉換為全息透鏡投影的全息圖像。該軟件將圖紙中的信息與來自IMU和GNSS接收器的實時定位和方向信息相融合，以投射全息圖像，該圖像在水平和垂直平面上準確地代表了觀察者對虛擬建筑的視角。

EBMR:建筑規劃和管理技術的革命

EBMR的性能已經在詳細的現場試驗中得到證明:它對建筑設計的可視化足夠精確，可以用來代替專業的測量設備。它足夠舒適，可以長時間穿著，受到了建筑工人的熱烈歡迎。這是一項革命性的發展，取代了數百年來建筑設計的2D表現形式，并取代了3D投影，后者在混合現實中與用戶對建筑工地的實時視圖無縫融合。

EBMR頭盔已經幫助Dura Vermeer在大型復雜的土木工程和建筑項目中加快建筑項目、降低成本并提高施工質量。