[發明專利]基于三維激光掃描技術的建筑外立面缺陷識別系統及方法

在審

• 申請號: 202210429547.8
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114894815A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張東波;王卓琳;張永群;王易豪;趙宇翔
• 申請（專利權）人: 上海市建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01B11/00;G01B11/06;G01B11/22;G01B11/28;G01B11/30;H04W12/03
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發明公開了一種基于三維激光掃描技術的建筑外立面缺陷識別系統及方法，解決了現有檢測技術存在局限無法實現缺陷定量化的缺點，其技術方案要點是包括有發射激光脈沖信號的激光器、測量與被測建筑外立面之間距離的激光測距模塊、掃描計算獲取掃描點三維坐標值的掃描裝置、固定安裝掃描裝置的固定支座、采集外立面三維點云數據的數據采集模塊、無線傳輸三維點云數據的無線傳輸數據模塊、接收三維點云數據并處理的數據處理模塊，還包括有對各設備模塊進行設定及操作控制的控制模塊，用于成像顯示處理結果、調用、回看、存儲數據的終端設備，本發明的能夠在工程現場實現建筑外立面缺陷的定量化識別，可有效提高現場檢測效率和缺陷識別精度。

技術領域

本發明涉及建筑物無損檢測技術，特別涉及一種基于三維激光掃描技術的建筑外立面缺陷識別系統及方法。

背景技術

受建筑物外墻材料選用不科學、現場施工質量不合格和外界環境變化的不利影響，我國建筑物外墻普遍存在起鼓、開裂、脫落現象，當前傷人傷物事故頻發，因此準確高效地實現建筑物外立面缺陷現場檢測是房屋檢測工作中一項至關重要的任務。

當前建筑外立面安全性檢測技術有拉拔試驗、人工敲擊法和紅外熱成像法，其中拉拔試驗和人工敲擊法需借助吊籃、爬墻機器人等輔助設備靠近被檢建筑物外墻，檢測效率低、危險系數大，且只能定性評估缺陷面積；紅外熱成像是一種非接觸式無損檢測技術，對于外立面缺陷的大面積定性普查具有一定的意義，但該技術需在外墻升溫或降溫時間段進行檢測，且不能精確評估缺陷尺寸。上述檢測技術均存在一定的技術局限性，無法實現缺陷的定量化。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于三維激光掃描技術的建筑外立面缺陷識別系統及方法，能夠在工程現場實現建筑外立面缺陷的定量化識別，可有效提高現場檢測效率和缺陷識別精度。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種基于三維激光掃描技術的建筑外立面缺陷識別系統，包括有：

激光器，用于發射激光脈沖信號；

激光測距模塊，測量與被測建筑外立面之間的距離；

掃描裝置，掃描計算獲取掃描點的三維坐標值；

固定支座，用于固定安裝掃描裝置；

數據采集模塊，采集外立面三維點云數據；

無線傳輸數據模塊，通過加密WiFi無線傳輸三維點云數據；

數據處理模塊，接收傳輸的三維點云數據并處理；

控制模塊，對激光器、激光測距模塊、數據采集模塊、掃描裝置進行設定及操作控制；

終端設備，成像顯示處理結果，用于調用、回看、存儲數據。

一種基于三維激光掃描技術的建筑外立面缺陷識別方法，包括有以下步驟：

S1、根據被測建筑外立面的距離和面積，確定三維激光掃描的測站位置和次數，設置激光信號的激勵電壓和信號采集精度，調試合適強度的激光脈沖信號；

S2、測量測站位置與被測目標表面測點之間的距離、水平掃描角和豎直掃描角，基于極坐標原理計算測點的三維坐標；通過掃描裝置進行自動掃描，獲取外立面被測表面的外立面三維點云數據；

S3、無線傳輸數據模塊將三維點云數據通過加密WiFi傳至數據處理模塊，進行點云濾波、配準、分割和拼接處理，建立外立面三維數字化模型；

S4、基于三維數字化模型提取外立面平整度進行成像，生成外立面等高線，依據外立面缺陷判別準則確定缺陷位置、凸出缺陷高度/凹陷缺陷深度、缺陷面積，定量化識別缺陷；