[發(fā)明專利]基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑健康監(jiān)測方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810219932.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108509696A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施貴剛;左光之;金乃玲;杜世泳;胡巍
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽建筑大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/30;G06T17/20;G06T17/05;G01B11/00
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

一種基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑健康監(jiān)測方法及裝置，包括獲取古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息和材質(zhì)信息；根據(jù)預(yù)設(shè)的古建筑物健康評判規(guī)則，獲取對所述古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息和材質(zhì)信息的評判結(jié)果；輸出所述評判結(jié)果步驟。通過獲取古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息和材質(zhì)信息，全面分析反映古建筑健康的各項參數(shù)，再對各項參數(shù)分別進行評判，綜合對比得出古建筑的健康情況；在獲取古建筑結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息時通過第一獲取單元和第二獲取單元分別進行獲取，實現(xiàn)了對古建筑細節(jié)結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息的獲取，克服了掃描儀無法掃描到的死角的不足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光掃描技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑健康監(jiān)測方法及裝置。

背景技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是國際上近期發(fā)展的一項高新技術(shù)，又被稱做實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它無需接觸掃描文物表面，突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。該技術(shù)作為獲取空間數(shù)據(jù)的有效手段，已越來越被人們所重視，其精確、快速、操作便捷等優(yōu)勢應(yīng)用在眾多領(lǐng)域，在工業(yè)測量系統(tǒng)、文物修復(fù)、大型建筑物形變測量等方向發(fā)揮著重要的作用。

申請?zhí)朇N201510279720.0公開了一種基于三維激光掃描技術(shù)的建構(gòu)物健康監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)采集以及預(yù)處理模塊，數(shù)據(jù)分析模塊和智能預(yù)測模塊，數(shù)據(jù)采集以及預(yù)處理模塊所采集的建構(gòu)物數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分析模塊中進行分析處理，智能預(yù)測模塊結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果以及所述數(shù)據(jù)采集以及預(yù)處理模塊所采集的數(shù)據(jù)綜合分析進而監(jiān)測和評估建構(gòu)物。數(shù)據(jù)采集以及預(yù)處理模塊通過三維激光掃描儀對工程結(jié)構(gòu)進行掃描，得到工程結(jié)構(gòu)各區(qū)域點云數(shù)據(jù)。但是在其說明書中未公開數(shù)據(jù)采集以及預(yù)處理模塊通過三維激光掃描儀如何獲取工程結(jié)構(gòu)各區(qū)域點云數(shù)據(jù)，使用普通三維激光掃描儀對工程結(jié)構(gòu)進行掃描時，由于建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可能會存在諸多掃描儀無法掃描到的死角，致使收集到的數(shù)據(jù)不夠全面，不能準(zhǔn)確的反映工程結(jié)構(gòu)的健康情況。同時該系統(tǒng)主要完成對工程結(jié)構(gòu)輪廓進行分析，我們知道工程結(jié)構(gòu)壽命或者安全性一方面受結(jié)構(gòu)影響，另一方面隨著時間的推移，材料逐漸發(fā)生老化、腐朽，特別是對于木質(zhì)類古建筑，更需要從材料本身進行全方位檢測分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問題，提供一種基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑健康監(jiān)測方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)不能全面的收集與建筑物健康的相關(guān)數(shù)據(jù)的不足。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于三維激光掃描技術(shù)的古建筑健康監(jiān)測方法，包括以下步驟：

獲取古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息和材質(zhì)信息；

根據(jù)預(yù)設(shè)的古建筑物健康評判規(guī)則，獲取對所述古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息和材質(zhì)信息的評判結(jié)果；

輸出所述評判結(jié)果。

所述古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息通過第一獲取單元和第二獲取單元進行獲取，所述第一獲取單元對古建筑外圍結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息進行獲取，所述第二獲取單元對古建筑內(nèi)部細節(jié)結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息進行獲取，第二獲取單元獲取的古建筑內(nèi)部細節(jié)結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息與第一獲取單元獲取的古建筑外圍結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)化得到古建筑的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)信息。

所述第一獲取單元、第二獲取單元分別包括測量單元、采集單元和處理單元。所述測量單元通過三維激光掃描儀對古建筑進行掃描，所述采集單元對所述測量單元量測到的數(shù)據(jù)進行采集，所述處理單元對所述采集單元采集到的數(shù)據(jù)進行處理，包括坐標(biāo)的篩選、校正、構(gòu)建。

所述古建筑的材質(zhì)信息包括材料成分、材料年代、材料損傷信息。

所述古建筑物健康評判規(guī)則包括結(jié)構(gòu)評判規(guī)則和材質(zhì)評判規(guī)則。

所述結(jié)構(gòu)評判規(guī)則包括：

(1)三維模型重建步驟；

(2)標(biāo)準(zhǔn)模型重建步驟；

(3)三維模型和標(biāo)準(zhǔn)模型比對步驟。