彻底改变建筑维护：将现实世界的传感器与 VR 集成以加快修复速度
电子与传感器内幕
办公室的 VR 场景示例，其中建筑硬件映射为可交互的混合现实对象。 （图片来源：研究人员）结合现实世界传感和虚拟现实的新系统将使建筑维护人员更容易识别和解决商业建筑中的问题。该系统由加州大学圣地亚哥分校和卡内基梅隆大学的计算机科学家开发。
该系统被称为 BRICK，由一个配备了一套传感器的手持设备组成，用于监测温度、二氧化碳和气流。它还配备了虚拟现实环境，可以访问特定建筑物中的传感器数据和元数据，同时连接到建筑物的电子控制系统。
当特定位置报告问题时，建筑经理可以携带该设备前往现场，并使用智能手机上的激光雷达工具快速扫描该空间，从而创建该空间的虚拟现实版本。扫描也可以提前进行。一旦他们在智能手机或笔记本电脑上打开该空间的混合现实娱乐，建筑管理人员就可以定位传感器以及从手持设备收集的数据，并将其叠加到该混合现实环境中。
目标是让建筑经理通过检查硬件以及收集和记录相关数据来快速识别问题。
“现代建筑是从气候控制、照明、安全到住户管理等多个系统的复杂布置。BRICK 使其能够高效运行，就像现代计算机系统一样，”该论文的资深作者之一、加州大学圣地亚哥分校 Halicioglu 数据科学研究所所长、加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程系教授 Rajesh K. Gupta 说道。
目前，当建筑物管理者收到问题报告时，他们首先必须查阅该特定位置的建筑物管理数据库。但系统并没有告诉他们传感器和硬件在该空间中的确切位置。因此，管理人员必须前往该地点，使用繁琐的传感器收集更多数据，然后将这些数据与建筑管理系统中的信息进行比较，并尝试推断问题所在。精确记录在不同空间位置收集的数据也很困难。
相比之下，借助 BRICK，建筑经理可以直接前往配备手持设备和笔记本电脑或智能手机的地点。他们将立即在现场访问所有建筑管理系统数据、传感器位置和手持设备的数据，所有这些数据都重叠在一个混合现实环境中。使用该系统，操作员还可以检测建筑设备中的故障，从空气控制阀卡住到操作不当的处理系统。
未来，研究人员希望找到可以直接连接到智能手机的二氧化碳、温度和气流传感器，使居住者能够参与管理当地环境并简化建筑操作。
卡内基梅隆大学的一个团队开发了这款手持设备。付晓涵，计算机科学博士Halicioglu 数据科学研究所所长 Rajesh Gupta 研究小组的学生构建了后端和 VR 组件，这些组件建立在他们早期在 BRICK 元数据模式上的工作基础上，该模式已被许多商业供应商采用。
确保 VR 环境中使用的位置准确是一项重大挑战。 GPS 只能精确到大约一米的半径。在这种情况下，系统需要精确到几英寸以内。研究人员的解决方案是在每个房间张贴一些 AprilTags（类似于 QR 码），手持设备的摄像头可以读取这些标签，并将系统重新校准到正确的位置。
“这是一个复杂的系统，”傅说。 “混合现实本身并不容易构建。从软件的角度来看，连接控制硬件、传感器和执行器的楼宇管理系统是一项复杂的任务，需要安全保障。我们的系统架构使我们能够以交互式和可编程的方式做到这一点。”
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