演示

研究项目 · ZIM · 2026–2027

SmartMark:告诉技工在哪里钻孔的机器人。

插座、线槽、钻孔点——如今仍靠折尺和粉笔从图纸转绘到墙上。SmartMark 直接从 BIM 模型中获取信息,并用激光把它投射到需要的地方:墙面、 顶板和地面

更新于:2026年9月

背负激光投影仪的四足机器人在主体结构工地的混凝土墙上标出绿色线条和圆圈,旁边是一位手持平板电脑的电工 AI生成

什么是 SmartMark

SmartMark 是 Open Experience 与 GFTN e.V.(Hochschule Darmstadt, 即达姆施塔特应用技术大学的附属研究所)的合作项目, 由德国联邦经济与能源部的中小企业核心创新计划(Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand,ZIM)资助。 项目开发一套基于四足机器人的移动辅助系统:它把 BIM 模型中的目标信息——钻孔、线槽、固定点——用激光投射到建筑构件上, 用语音向专业人员解释所显示的内容, 并在施工完成后检查作业是否符合图纸。项目周期为 2026 年 7 月至 2027 年 12 月。

从图纸到墙面:最后一米仍是模拟方式

一个施工阶段的开端是后续所有工种的基础——对电气、 给排水和通风尤其如此。尽管有了 BIM, 工地上的转绘工作大多仍靠手工完成:卷尺、水平尺、粉笔、 激光测距仪。

  • 容易出错每一次手工转绘都是一个错误来源。 偏差往往要到必须返工时才被发现。
  • 耗时放线画点要花费数小时——而在专业人员紧缺的情况下, 这些时间本可用在别处。
  • 没有反馈一个钻孔位置是否正确,如今没有人系统地检查—— 结果也不会回流到模型中。
  • 现有技术的空白固定式投影仪需要手动校准,放样机器人只能在地面打印,AR 眼镜的显示缺少物理参照。移动式、可用于墙面和顶板、与 BIM 模型联动且可交互——这样的方案目前还不存在。

SmartMark 恰好填补了这一空白:把数字化施工规划、物理标记和质量保证集成在一套移动系统中——直接服务于工地上的作业人员。

机器人能做什么

六个模块,一套系统——从在主体结构工地上行走, 到对已完成作业的检查。

基于 BIM 模型的激光投射

从 IFC 模型中提取钻孔、开槽和安装位置,并以点、线、 圆或文字的形式投射到墙面、顶板和地面上——倾斜表面也可以。

语音控制与解释

技工说出或指出自己想了解的内容。语言模型解读请求, 在模型中选择对应的对象,并解释上下文和作业步骤。

在主体结构工地自主移动

四足机器人可越过碎渣、台阶和不平整的地面,并借助 LiDAR、 相机和模型中的建筑特征进行自身定位。

自动安装检查

施工完成后,相机检查钻孔或插座是否位于正确位置—— 并把偏差反馈到 BIM 模型中。

平板电脑界面

规划任务、选择投射内容、查看设计与实际的比对—— 在一台平板电脑上完成,无需机器人技术基础。

在有人环境中安全运行

2 类或 3R 类激光,投射区域内有人时自动关闭, 并为暂停和撤离定义了明确的行为规则。

Open Experience 开发什么

我们的子项目名为「基于 BIM 的投射与检查解决方案的构思与开发, 用于符合工地要求的目标标记」—— 即从模型的语义分析到在构件上投射的整条数字链。

  • BIM 目标提取自动解读 IFC 模型,从语义上识别目标标记——不只是坐标, 而是「门旁边的那个插座」
  • 自适应投射单元安装在机器人上的工业级激光投影仪,能考虑位置、倾角、 表面和光照条件,并精确对准标记。
  • 在模型中精确定位将 BIM 模型中的建筑特征与机器人所看到的内容进行匹配——与 GFTN 共同完成。
  • 检查与反馈基于相机检查施工结果,并把结果回传到模型中—— 用于文档记录和质量保证。
  • 软件栈与界面BIM 接口、可视化、设计与实际的比对, 以及让专业人员能够操作机器人的平板电脑应用。

SmartMark 衔接我们的机器人平台 OXI 以及基于 Construction Defects 和 Construction Photos 的施工文档记录: 机器人检查到的内容,都会作为凭证进入项目。

我们的工地硬件

项目联合体

两个子项目,一套系统:GFTN 研究机器人技术与交互,Open Experience 打造从 BIM 到投射和检查的整条链路。与 Hochschule Darmstadt(达姆施塔特应用技术大学)的合作可以追溯到 digiBau 项目——DIGIBAU 360 正是源于该项目。

Open Experience GmbH

卡尔斯鲁厄 · BIM 目标提取、投射单元、 在模型中定位(共同完成)、检查、软件栈和平板电脑界面。

GFTN e.V.

达姆施塔特 · Gesellschaft zur Förderung technischen Nachwuchses Darmstadt e.V.(达姆施塔特技术后备人才促进协会),Hochschule Darmstadt 的附属研究所:移动机器人平台、在工地上的行走、 基于语言模型的语义解读、定位以及安全的人机协作。

资助机构

Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

根据德国联邦议院的决议,由 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie(德国联邦经济与能源部)资助。资助编号 KK6093601FG5。

AiF Projekt GmbH

BMWE 指定的 ZIM 合作项目管理机构—— 在整个项目周期内从专业和行政层面全程支持本项目。

常见问题

什么是四足机器人?

一种用四条腿行走的机器人——项目中采用的是 Unitree Go2。 与轮式或履带式车辆不同,它能越过碎渣、电缆、台阶和楼梯, 因此适合主体结构阶段的工地。

投射的精度有多高?

精度取决于定位、校准和投影仪三者的配合。 项目中采用的是工业级激光投影仪, 这类设备在装配制造业中常用于毫米级精度的标记。 在工地条件下能达到怎样的精度,是本项目的核心研究问题之一。

激光有危险吗?

项目使用 2 类或 3R 类激光。 附加的传感器会在投射区域内有人时关闭投射;作业区域会做出标识, 并对人员进行培训。

SmartMark 会取代技工吗?

不会。机器人负责标记、解释和检查——钻孔、开槽和安装仍由人工完成。 SmartMark 替您省去的是转绘和复测的工作。

我可以购买 SmartMark 吗?

还不行。SmartMark 是一个持续到 2027 年底的研究项目; 其成果是一台原型机。如果您有兴趣在自己的工地上进行测试, 可以联系项目团队。

系统需要哪些数据?

一个包含相关安装设施的 IFC 格式 BIM 模型。SmartMark 会自动从中提取目标位置。

您想在自己的工地上测试 SmartMark?

我们正在寻找愿意在真实条件下测试原型机的建筑企业以及电气、 给排水和通风施工企业。欢迎与我们联系。