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摘要：本发明公开了本发明提供一种基于AR的水运工程辅助设计系统平台及设计方法，系统平台包括私有云子系统、管理子系统、内业子系统和外业子系统。利用现有AR技术的信息整合能力，通过BIM技术进行水运工程设计方案的表述，可以高效实现水运基础设施设计方案在工程选址处进行方案的实地审查与比选等工作，在设计阶段消除工程方案中存在的设计错误及隐患。

主权项：1.一种基于AR的水运工程辅助设计系统平台，其特征在于：包括私有云子系统、管理子系统、内业子系统和外业子系统；私有云子系统是整个平台的后台系统，提供工程设计方案的逻辑组织、存储、外部访问，以及平台设计方案相关的云上处理功能；管理子系统是由系统管理人员使用的前台系统，提供平台管理系统的用户登录、使用用户配置、工程项目组织、管理、工程模型以及外业记录增删改功能；内业子系统是由设计人员使用的前台系统，提供内业平台系统的用户登录、工程项目管理、工程模型增删改功能以及外业数据管理功能；外业子系统是由设计人员使用的移动前台系统，提供内业平台系统的用户登录、GIS项目导航、AR与方案结合实景、以及外业记录相关数据增删改功能；私有云子系统包含权限管理模块、访问控制模块、数据管理模块及功能处理模块；其中权限管理模块提供整个系统用户及用户相关系统权限的管理功能，访问控制模块提供用户对应可访问各功能的权限判断功能，数据管理模块提供系统用户相关信息的存储、工程设计方案的逻辑组织、存储、外部访问功能，功能处理模块提供以及平台设计方案相关的云上处理功能；访问控制模块为外部访问的入口，将外部请求中的权限信息传入权限管理模块中验证，如验证不通过则返回错误码，如验证通过，则根据外部请求的内容将请求转向数据管理模块或功能处理模块进行处理，处理完成后返回结果，请求结束；管理子系统包含系统登录模块、用户管理模块、模型元数据管理模块及数据管理模块；其中系统登录模块提供平台管理系统的用户登录功能，用户管理模块提供系统使用用户的配置功能，模型元数据管理模块提供工程项目层次结构组织、管理功能，数据管理模块提供工程设计方案相关模型以及外业记录增删改功能；系统登录模块为管理用户访问的入口，将用户的登录信息形成外部请求发向私有云子系统，如验证不通过则返回错误码，如验证通过，则根据用户的操作转向用户管理模块、模型元数据管理模块或数据管理模块进行各模块相应的功能操作，用户管理模块、模型元数据管理模块和数据管理模块可根据用户的操作需要进行切换，用户在各个模块中的操作将形成外部请求发向私有云子系统，如操作成果将返回操作结果，如操作不成功则返回错误码；内业子系统包含系统登录模块、项目管理模块、模型管理模及外业处理模块；其中系统登录模块用于提供内业平台系统的用户登录功能，项目管理模块提供该用户对应处理的工程项目管理功能，模型管理模块负责工程方案相关模型的增删改功能，外业处理模块提供外业过程中所记录数据的处理功能；系统登录模块为一般用户访问的入口，将用户的登录信息形成外部请求发向私有云子系统，如验证不通过则返回错误码，如验证通过，则根据用户的操作转向项目管理模块、模型管理模块或外业处理模块进行各模块相应的功能操作，项目管理模块、模型管理模块和外业处理模块可根据用户的操作需要进行切换，用户在各个模块中的操作将形成外部请求发向私有云子系统，如操作成果将返回操作结果，如操作不成功则返回错误码；外业子系统包含系统登录模块、GIS模块、AR模块以及数据管理模块；其中系统登录模块提供外业平台系统的用户登录验证功能，GIS模块提供外业作业中工程所在地的GIS项目导航功能，AR模块提供AR与方案结合实景相关功能，数据管理模块提供外业中设计方案数据缓存及外业数据笔记记录的增删改功能；系统登录模块为一般用户访问的入口，将用户的登录信息形成外部请求发向私有云子系统，如验证不通过则返回错误码，如验证通过，则根据用户的操作转向GIS模块，在GIS模块的导引下进行实地工程方案对比与审查，根据需要可以转向AR模块进行具体工程方案与实地情况的结合浏览，在实景对比过程中，GIS模块和AR模块可以通过数据管理模块进行外业情况记录，把现场的方案对比情况及方案调整信息及时保存下来，数据管理模块中的数据操作操作将形成外部请求发向私有云子系统，如操作成果将返回操作结果，如操作不成功则返回错误码；包括以下步骤：步骤1：采用Docker引擎的小型私有云架构进行系统相关组件安装，并对组件进行初始设置配置；步骤1具体为：步骤1-1，在后台主机系统上安装Docker容器；步骤1-2，在Docker容器中安装Nginx，Apache、MySQL组件；步骤1-3，配置Docker容器中MySQL组件的存储结构，访问用户及登录口令；步骤1-4，在Docker容器的Apache环境中安装配置系统站点模块，包括权限管理模块、访问控制模块、数据管理模块及功能处理模块，并配置权限管理模块默认系统管理员账号口令；步骤1-5，对Docker容器的Nginx组件进行配置及测试；步骤1-6，运行Docker容器，等待外部请求；步骤2：登陆管理子系统，配置项目组织层次方案，并为内业、外业系统创建一般用户账号及登陆口令；步骤2具体为：步骤2-1，以系统默认管理员账号及登录口令登陆管理子系统登录模块，形成外部系统登录请求，发送给私有云子系统；步骤2-2，返回成功，用户使用系统登录模块用户界面导航功能跳转到模型元数据管理模块用户界面，进行项目层次组织方案创建，形成外部元数据操作请求，发送给私有云子系统；步骤2-3，返回成功，项目层次组织方案创建成功；步骤2-4，用户使用模型元数据管理模块用户界面导航功能跳转到用户管理模块用户界面进行系统用户添加工作，形成外部数据操作请求，发送给私有云子系统；步骤2-5，返回成功，系统用户添加成功；步骤3：使用一般用户账号登陆内业子系统，创建外业任务，并填写和上传外业任务相关的信息，包括外业中方案进行对比审查的模型和对应的项目层次；步骤3具体为：步骤3-1，以一般用户账号及登录口令登陆内业子系统登录模块，形成外部系统登录请求，发送给私有云子系统；步骤3-2，返回成功，用户使用任务管理模块的用户界面导航功能进行外业任务配置和相关项目方案上传，形成外部数据操作请求，发送给私有云子系统；步骤3-3，返回成功，外业任务配置和相关项目方案上传成功；步骤3-4，用户使用项目管理模块用户界面导航功能跳转到模型管理模块用户界面进行属性补充、预览、锚点标定及错误模型删除，锚定参照点位置可取模型中心、模型角点、模型基面中心，锚点坐标以X,Y,Z三维坐标形式输入，最终形成外部数据操作请求，发送给私有云子系统；步骤3-5，返回成功，外业设计方案模型相关参数配置成功；步骤4：使用一般用户账号登陆外业子系统浏览外业任务相关信息，并对设计方案模型预览和调整；步骤4具体为：步骤4-1，以一般用户账号及登录口令登陆外业子系统登录模块，形成外部系统登录请求，发送给私有云子系统；步骤4-2，返回成功，用户使用GIS模块的用户界面对外业任务包含项目进行浏览，并根据外业项目内容编制外业作业计划表格，通过数据管理模块形成数据请求，发送给私有云子系统；步骤4-3，返回成功，外业作业配置和相关作业计划上传成功；步骤4-4，用户使用GIS模块用户界面导航功能跳转到AR模块用户界面进行模型实景预览和显示效果调整，通过数据管理模块形成数据请求，发送给私有云子系统；步骤4-5，返回成功，模型显示效果调整记录成功；步骤5：在工程地点使用一般用户账号登陆外业子系统进行外业作业；步骤5具体为：步骤5-1，在工程地点以一般用户账号及登录口令登陆外业子系统登录模块，形成外部系统登录请求，发送给私有云子系统；步骤5-2，返回成功，用户使用GIS模块的用户界面对外业作业计划表格进行浏览，并根据GIS模块的数字地图功能在工程区域进行导航；步骤5-3，当GIS模块的数字地图显示用户已接近待审查的工程设计方案建设地点时，通过GIS模块导航功能切换到AR模块，AR模块将待建的工程设计方案模型与工程建设位置处的实景叠加显示，用户可通过改变观察角度实地考察工程建设方案与实地条件的协调性；步骤5-4，用户通过AR模块的用户界面输入该方案与现场建设条件审查时存在问题的记录，通过数据管理模块形成数据请求，发送给私有云子系统；步骤5-5，返回成功，外业记录保存成功；如外业任务计划完成，则终止，否则对外业任务计划中的下一处方案进行审查，转向步骤5-3；步骤6：使用一般用户账号登陆内业子系统，完成外业作业报告；步骤6具体为：步骤6-1，以一般用户账号及登录口令登陆内业子系统登录模块，形成外部系统登录请求，发送给私有云子系统步骤6-2，返回成功，用户使用外业处理模块的用户界面功能进行外业相关信息的读取，包含相关的图像信息、语音信息以及模型调整信息，形成外部数据操作请求，发送给私有云子系统；步骤6-3，返回成功，用户使用外业处理模块的用户界面功能汇总所有外业信息，进行外业报告编制，暂存或保存外业报告时形成外部数据操作请求，发送给私有云子系统；步骤6-4，返回成功，外业报告保存成功，通过内业子系统导出为外业文档文件，结束。

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