[發明專利]一種基于三維掃描技術的鋼結構施工的監測方法及系統

有效

• 申請號: 202110242766.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113048956B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張健;楊偉;王雷;劉大偉;李白;康清明;馬高峰;唐新權;楊世杰;黃韜睿;李文德
• 申請（專利權）人: 中國鐵建國際集團有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 陳雪飛

本發明提供了一種基于三維掃描技術的鋼結構施工的監測方法及系統，該方法包括：獲取鋼結構的施工圖模型；在第一時刻對鋼結構進行三維掃描以確定第一時刻點云數據；在第二時刻對鋼結構進行三維掃描以確定第二時刻點云數據，其中，第二時刻在第一時刻之后；針對鋼結構的設定部位確定第一時刻點云數據與施工圖模型之間的第一位型差；針對鋼結構的設定部位確定第二時刻點云數據與施工圖模型之間的第二位型差；根據第一位型差和第二位型差確定第一時刻與第二時刻之間的位型差值；比較位型差值與預設位型差限值以判斷是否超限。本發明提供的監測方法可監測鋼結構任意點位的位型變化，監測精度高，無需高空作業，且人力投入少、設備成本低。

技術領域

本發明涉及工程測量技術領域，具體涉及一種基于三維掃描技術的鋼結構施工的監測方法及系統。

背景技術

在大型體育場的施工過程中，鋼結構臨時支撐塔架的卸載是最重要的環節之一，操作流程多、技術難度大和施工風險高，卸載結果將很大程度上決定后續的施工精度和結構整體的安全性。卸載過程中，傳統的全站儀監測法和應力計監測法往往只能實現對目標的單點監測，效率較低且誤差較大。大型體育場結構復雜，監控點多達數百個，依靠傳統的監測方式難以實現對大量點位的快速有效測量。在卸載應變的檢測方面，利用全站儀的監測方法必須在構件進行貼片或放置觀測棱鏡，作業危險系數高，且隨著觀測距離的增大，監測精度往往難以滿足要求，甚至需要多次測量。實際工程中，經常出現因監測方法采用不當而導致卸載失敗的案例。

發明內容

為解決現有技術的問題，本發明提出了基于三維掃描技術的鋼結構施工的監測方法及系統。

本發明第一方面提供一種基于三維掃描技術的鋼結構施工的監測方法，其包括：

獲取鋼結構的施工圖模型；

在第一時刻對所述鋼結構進行三維掃描以確定第一時刻點云數據；

在第二時刻對所述鋼結構進行三維掃描以確定第二時刻點云數據，其中，所述第二時刻在所述第一時刻之后；

針對所述鋼結構的設定部位確定所述第一時刻點云數據與所述施工圖模型之間的第一位型差；

針對所述鋼結構的所述設定部位確定所述第二時刻點云數據與所述施工圖模型之間的第二位型差；

根據所述第一位型差和所述第二位型差確定所述鋼結構的所述設定部位的所述第一時刻與所述第二時刻之間的位型差值；

比較所述位型差值與預設位型差限值以判斷是否超限。

進一步地，所述第一時刻點云數據和所述第二時刻點云數據的確定過程包括：

處理，包括：在軟件中導入棋盤板三維坐標，應用包括邊緣偽像過濾器的軟件過濾器進行過濾處理；

配準，包括：運用公共參考點，利用所述軟件將各三維掃描數據進行拼接；同時，選用基于俯視圖和云對云的配準方式，選擇應用傾角儀選項，取消應用羅盤傳感器選項；

點云生成，包括：選擇去除重復點選項，利用所述軟件生成點云數據，針對所述設定部位進行裁剪，導出預設格式的點云數據。

進一步地，所述預設位型差限值的確定過程包括：

建立所述鋼結構的各施工階段的BIM模型，包括所述第一時刻的BIM模型、所述第二時刻的BIM模型以及其它各施工階段的BIM模型；

確定所述鋼結構的所述第一時刻的BIM模型和所述第二時刻的BIM模型之間的理論位型差，確定所述理論位型差為所述位型差限值。

進一步地，在確定所述第一時刻點云數據之后，還包括：將所述第一時刻點云數據與所述第一時刻的BIM模型的理論位型進行對比，判斷是否具備施工條件。

進一步地，還包括：