[發(fā)明專利]一種基于BIM與測量機(jī)器人的橋梁工程施工自動化測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011138200.5
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112231815A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱善美;安剛建;周慶勇;郝國宇;潘飛;余松;張新意;夏松;孫世玉;侯永樂;宋盛林
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司;中鐵四局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06Q50/08
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發(fā)明公開了一種基于BIM與測量機(jī)器人的橋梁工程施工自動化測量系統(tǒng)及方法，具體步驟包括S1、設(shè)計并建立BIM設(shè)計模型及統(tǒng)一坐標(biāo)系；S2、獲取鐵路連續(xù)梁的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得出連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)的計算結(jié)果；S3、以連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)的計算結(jié)果為基礎(chǔ)，同時獲取BIM設(shè)計模型信息和施工數(shù)據(jù)導(dǎo)入統(tǒng)一坐標(biāo)體系下，進(jìn)行坐標(biāo)信息比對，判斷比對結(jié)果是否符合要求；S4、若坐標(biāo)信息比對符合要求，在BIM設(shè)計模型中提取BIM特征點坐標(biāo)，利用測量機(jī)器人自動化放樣施工并反饋施工結(jié)果。本發(fā)明實現(xiàn)了在實際建造過程中對鐵路連續(xù)梁施工直接性的虛擬操控與干預(yù)。結(jié)構(gòu)穩(wěn)健、施工準(zhǔn)確、可擴(kuò)展性強，解決了BIM模型與現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)之間信息不匹配以及施工自動化程度低等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁工程施工自動化測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于BIM與測量機(jī)器人的橋梁工程施工自動化測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高鐵建設(shè)也呈現(xiàn)出極高的增長態(tài)勢。與此同時，面對如高鐵連續(xù)梁這樣規(guī)模大、工時長、施工要求高的施工項目，傳統(tǒng)施工行業(yè)也面臨著施工規(guī)劃仍然大量依靠人力、施工數(shù)據(jù)無法互相適配、施工流程無法實現(xiàn)自動化等問題。BIM技術(shù)通過計算機(jī)讓設(shè)計施工人員直觀地確切的了解建筑物的準(zhǔn)確坐標(biāo)、外部形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造以及所需用料等信息。

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，傳統(tǒng)3DBIM技術(shù)數(shù)據(jù)互通性、適配性差，導(dǎo)致聯(lián)合其他技術(shù)的能力有限，并且在實現(xiàn)展示諸如施工建造這樣的動態(tài)過程上有著其固有的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，為實現(xiàn)以上目的，采用一種基于BIM與測量機(jī)器人的橋梁工程施工自動化測量系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

一種基于BIM與測量機(jī)器人的橋梁工程施工自動化測量方法，具體包括以下步驟：

S1、設(shè)計并建立BIM設(shè)計模型及統(tǒng)一坐標(biāo)系；

S2、獲取鐵路連續(xù)梁的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得出連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)的計算結(jié)果；

S3、以連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)的計算結(jié)果為基礎(chǔ)，同時獲取BIM設(shè)計模型信息和施工數(shù)據(jù)導(dǎo)入統(tǒng)一坐標(biāo)體系下，進(jìn)行坐標(biāo)信息比對，判斷比對結(jié)果是否符合要求；

S4、若坐標(biāo)信息比對符合要求，在BIM設(shè)計模型中提取BIM特征點坐標(biāo)，利用測量機(jī)器人自動化放樣施工并反饋施工結(jié)果。

通過采用上述的技術(shù)方案，通過運用BIM與測量機(jī)器人集成應(yīng)用原理，設(shè)計并建立BIM設(shè)計模型及統(tǒng)一坐標(biāo)系。在統(tǒng)一坐標(biāo)體系中，以連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)的計算結(jié)果為基礎(chǔ)，將鐵路連續(xù)梁施工信息有機(jī)耦合于BIM模型。驅(qū)動測量機(jī)器人實現(xiàn)自動化施工測量，最終實現(xiàn)鐵路連續(xù)梁施工測量工作的自動化。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的方案：所述步驟S2的連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)包括不同的里程坐標(biāo)、逐樁坐標(biāo)、逐墩坐標(biāo)。

通過采用上述的技術(shù)方案，根據(jù)不同的里程坐標(biāo)、逐樁坐標(biāo)、逐墩坐標(biāo)，選擇不同的中心曲線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)計算算法。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的方案：所述步驟S2獲取鐵路連續(xù)梁的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得出連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)的計算結(jié)果的具體方法包括：

S21、根據(jù)橋梁工程圖紙獲取交點信息及橋梁工程的線型要素；

S22、再采用交點法或線元法計算連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)結(jié)果，同時根據(jù)橋梁工程圖紙?zhí)峁┑臄噫溞畔⑦M(jìn)行里程修正，以及對連續(xù)梁樁基坐標(biāo)復(fù)核。

通過采用上述的技術(shù)方案，根據(jù)橋梁工程圖紙獲取數(shù)據(jù)信息，并采用合適的計算算法交點法或線元法計算連續(xù)梁中心曲線數(shù)據(jù)結(jié)果，同時對斷鏈信息進(jìn)行里程修正，以及連續(xù)梁樁基坐標(biāo)復(fù)核，能夠使得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步的方案：所述交點信息及線型要素包括交點樁號、交點坐標(biāo)、轉(zhuǎn)角值、直緩點、緩圓點、曲中點、圓緩點、緩直點、逐樁里程、任一點里程。