[發(fā)明專利]三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910170809.1
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109826248B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁長豐;陳秋汝;王英汀;于浩杰;李亮;于廣明
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 11435 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 朱昀

1.一種三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法，其特征在于：采用3DLaserScanner通過基準(zhǔn)點(diǎn)云獲取、基坑變形點(diǎn)云分區(qū)獲取及拼接、基坑變形點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、建筑基坑變形信息獲取及可視化分析四個步驟進(jìn)行基坑變形監(jiān)測；

基準(zhǔn)點(diǎn)云獲取包括以下步驟：(1)測站基準(zhǔn)點(diǎn)選取：在基坑陰角45°延長線的2倍基坑開挖范圍外布設(shè)1個基準(zhǔn)站作為測站基準(zhǔn)點(diǎn)；(2)掃描參考基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)：在測站基準(zhǔn)點(diǎn)通往基坑的方向埋設(shè)3個掃描參考基準(zhǔn)點(diǎn)；(3)過渡站點(diǎn)及基坑場地分區(qū)：按照事先制定好的掃描路線向基坑方向掃描，每一站均稱為過渡站點(diǎn)，掃描時確保相鄰兩站至少要有三個標(biāo)靶是重復(fù)出現(xiàn)的；

基坑變形點(diǎn)云分區(qū)獲取及拼接包括以下步驟：(1)制定建筑基坑場地內(nèi)掃描分區(qū)方案：根據(jù)地形將場地劃分為若干個便于掃描的小區(qū)域，相鄰區(qū)域有5m作為相互覆蓋區(qū)，并分別設(shè)置掃描站點(diǎn)進(jìn)行掃描采集；(2)對獲取的掃描路線基坑變形點(diǎn)云進(jìn)行拼接：每次掃描點(diǎn)云拼接都從測站基準(zhǔn)點(diǎn)開始，按照掃描路線依次進(jìn)行拼接；

建筑基坑變形信息獲取及可視化分析即將兩次掃描得到的模型進(jìn)行控制點(diǎn)的重合即可得到監(jiān)測點(diǎn)云的變化。

2.如權(quán)利要求1所述的三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法，其特征在于：基準(zhǔn)點(diǎn)云獲取步驟(2)中3個掃描參考基準(zhǔn)點(diǎn)不在同一條直線上，并布設(shè)在強(qiáng)制對中底座上，強(qiáng)制對中底座安裝在預(yù)埋設(shè)的水泥墩上。

3.如權(quán)利要求1所述的三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法，其特征在于：基坑變形點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理包括以下流程：(1)降噪：對掃描路線上非主要參照物點(diǎn)云直接剔除，對建筑基坑分區(qū)掃描過程中產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行降噪處理；(2)格式轉(zhuǎn)換：將拼接、降噪后的建筑基坑點(diǎn)云進(jìn)行存儲格式轉(zhuǎn)換，模型保存為.sat格式，然后導(dǎo)入到Rivit軟件中。

4.如權(quán)利要求1所述的三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法，其特征在于：建筑基坑變形信息獲取及可視化包括以下流程：

(1)基礎(chǔ)點(diǎn)云對齊：將每一期通過測站基礎(chǔ)點(diǎn)獲取的掃描參考基準(zhǔn)點(diǎn)云對齊；

(2)過渡點(diǎn)云拼接：按照掃描路徑獲取的點(diǎn)云與掃描參考點(diǎn)云拼接，并降噪；

(3)格式轉(zhuǎn)換：將每次獲取的點(diǎn)云轉(zhuǎn)換格式，保存為.sat格式；

(4)點(diǎn)云BIM模型的建立：通過FAROAs-Built插件，在Revit軟件中從點(diǎn)云坐標(biāo)創(chuàng)建拓?fù)浔砻妫苯佑糜赗evit族編輯器創(chuàng)建特定對象的族，進(jìn)行點(diǎn)云BIM模型建立；

(5)可視化及分析。

5.如權(quán)利要求4所述的三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法，其特征在于：可視化及分析采用通過3DReshaper中RPS配準(zhǔn)功能，直接進(jìn)行點(diǎn)云可視化，并將不同期點(diǎn)云可視化結(jié)果進(jìn)行疊加，就可以得到變形可視化云圖，具體變形通過點(diǎn)云每一個要素的ID導(dǎo)出信息數(shù)據(jù)標(biāo)簽，可以得到變形信息。

6.如權(quán)利要求5所述的三維激光掃描儀應(yīng)用于基坑變形監(jiān)測的方法，其特征在于：可視化及分析利用第四步獲得的點(diǎn)云BIM模型進(jìn)行可視化及分析，過程如下：采用表面分析功能，一方面，將點(diǎn)云BIM與設(shè)計階段的BIM模型進(jìn)行對比，并且對比結(jié)果可導(dǎo)出為剖面線，或?qū)С龅綌?shù)據(jù)庫當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)模型檢查報告；另一方面，可以將每一期獲得的點(diǎn)云BIM模型進(jìn)行對比，獲得點(diǎn)云BIM模型的變化，反映出基坑變形，并導(dǎo)出剖面線或者導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。