[發(fā)明專利]基于三維掃描技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810943321.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108871297A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王京杭;王金權(quán);劉華;王晨;張宗輝;王之俊;楊春龍;溫曉光;樊小林;邱軍;趙標(biāo);朱梁昱;付一小
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵大橋（南京）橋隧診治有限公司;中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01C15/00
• 分類號(hào): G01C15/00
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 胡娟

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于三維掃描技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)方法及系統(tǒng)，涉及橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)和設(shè)計(jì)施工技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟：采用三維掃描設(shè)備分別對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的外部和內(nèi)部進(jìn)行掃描；處理三維掃描設(shè)備的掃描數(shù)據(jù)，形成橋梁結(jié)構(gòu)的三維空間結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)三維空間結(jié)構(gòu)模型獲取橋梁結(jié)構(gòu)尺寸。該系統(tǒng)包括：三維掃描設(shè)備，用于對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的外部和內(nèi)部進(jìn)行掃描，并生成掃描數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成三維空間結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)三維空間結(jié)構(gòu)模型獲取橋梁結(jié)構(gòu)尺寸。本發(fā)明不僅能夠獲得橋梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)尺寸，而且可以得到各個(gè)關(guān)鍵部位的尺寸，尺寸完整性好，無(wú)需投入大量的測(cè)點(diǎn)元器件和測(cè)試人員，投入成本低、檢測(cè)效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)和設(shè)計(jì)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于三維掃描技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

既有橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸不僅是檢驗(yàn)橋梁施工質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)，也是橋梁結(jié)構(gòu)病害成因分析、維修方案設(shè)計(jì)、加固施工處理的重要考量因素，其檢測(cè)方法廣泛應(yīng)用于橋梁檢測(cè)評(píng)估、維修改造、養(yǎng)護(hù)管理等各類橋梁業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)方法主要采用全站儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺、激光斷面儀等對(duì)支點(diǎn)、變截面、跨中等關(guān)鍵部位進(jìn)行測(cè)試，再結(jié)合數(shù)據(jù)擬合得到橋梁結(jié)構(gòu)尺寸。若想得到與實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)尺寸較為接近的真實(shí)數(shù)據(jù)，則需通過(guò)大量的測(cè)點(diǎn)加密和測(cè)試工作，且得到的檢測(cè)成果是不連續(xù)的、不近似的。

目前，就橋梁檢測(cè)評(píng)估、維修改造、養(yǎng)護(hù)管理工作而言，這類檢測(cè)方法得到的成果完整性差、投入大、時(shí)間長(zhǎng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種基于三維掃描技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明不僅能夠獲得橋梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)尺寸，而且可以得到各個(gè)關(guān)鍵部位的尺寸，得到的尺寸完整性好，無(wú)需投入大量的測(cè)點(diǎn)元器件和測(cè)試人員，投入成本低、檢測(cè)效率高。

本發(fā)明提供一種基于三維掃描技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟：

采用三維掃描設(shè)備分別對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的外部和內(nèi)部進(jìn)行掃描；

處理所述三維掃描設(shè)備的掃描數(shù)據(jù)，形成所述橋梁結(jié)構(gòu)的三維空間結(jié)構(gòu)模型；

根據(jù)所述三維空間結(jié)構(gòu)模型獲取橋梁結(jié)構(gòu)尺寸。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描之前，根據(jù)所述三維掃描設(shè)備的掃描半徑和掃描精度，在橋梁結(jié)構(gòu)附近布設(shè)至少一個(gè)測(cè)站，在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描時(shí)，三維掃描設(shè)備放置在測(cè)站處。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描時(shí)，在橋梁結(jié)構(gòu)附近布設(shè)至少兩個(gè)測(cè)站，相鄰的測(cè)站的掃描區(qū)域存在重合區(qū)域。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描之前，在所述重合區(qū)域內(nèi)布置至少一個(gè)靶標(biāo)球，作為后續(xù)有重合區(qū)域的圖像拼接的標(biāo)志。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，處理所述三維掃描設(shè)備的掃描數(shù)據(jù)包括：

將靶標(biāo)球作為重合區(qū)域的拼接條件，對(duì)不同三維掃描設(shè)備的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，形成橋梁結(jié)構(gòu)的外部三維模型和內(nèi)部三維模型；

其中，三維空間結(jié)構(gòu)模型由所述外部三維模型和所述內(nèi)部三維模型拼接形成。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，分別對(duì)所述橋梁結(jié)構(gòu)的外部和內(nèi)部進(jìn)行掃描時(shí)，至少有一個(gè)靶標(biāo)球的位置是固定不變的；

根據(jù)所述外部三維模型和所述內(nèi)部三維模型內(nèi)的靶標(biāo)球位置，將所述外部三維模型和所述內(nèi)部三維模型拼接。

本發(fā)明還提供一種基于三維掃描技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

三維掃描設(shè)備，用于對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的外部和內(nèi)部進(jìn)行掃描，并生成掃描數(shù)據(jù)；