[發(fā)明專利]一種基于BIM和三維激光掃描的預制構件生產(chǎn)進度分析系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115545426A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設計）人: 包勝;秦現(xiàn)德;章竑骎;卜航棟;徐潔;賀帥;徐健青
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江交工集團股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/08;G06V20/52;G06V20/64;G06V10/82;G06V10/764
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發(fā)明公開了一種基于BIM和三維激光掃描的預制構件生產(chǎn)進度分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采集模塊、識別模塊和進度分析模塊；所述采集模塊，用于采集現(xiàn)場人工填報信息、視頻監(jiān)控信息和利用三維激光掃描技術獲取現(xiàn)場三維點云信息。所述識別模塊，用于定位生產(chǎn)臺座位置，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡算法對三維點云進行識別，輸出識別標簽，判斷預制構件所處生產(chǎn)階段。所述進度分析模塊，用于將識別模塊得到的預制構件所處生產(chǎn)階段與BIM模型相關聯(lián)，校正BIM模型內(nèi)的信息。本發(fā)明基于BIM技術、三維激光掃描技術和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡算法，將三維點云和BIM模型分割成多個立方體，通過空間飽和度和坐標占用情況判斷進度，更準確，實現(xiàn)了預制構件生產(chǎn)進度分析功能。

技術領域

本發(fā)明實施例涉及裝配式建筑預制構件生產(chǎn)領域，尤其是涉及一種基于BIM和三維激光掃描的預制構件生產(chǎn)進度分析系統(tǒng)。

背景技術

隨著裝配式建筑在國內(nèi)的大量應用，裝配式建筑預制構件的精確化生產(chǎn)和管理顯得尤為重要。然而，預制構件廠通常采用人工分析生產(chǎn)進度的方式，依靠經(jīng)驗進行后續(xù)生產(chǎn)和管理，往往會造成很大的浪費，分析結果也不準確；生產(chǎn)過程管理需要耗費大量的人力、物力，信息化程度低。

針對上述中的相關問題，發(fā)明人認為BIM技術和三維激光掃描技術在此方面具有優(yōu)勢，可以快速采集到預制構件廠的生產(chǎn)信息，并能將生產(chǎn)信息識別后與原有進度進行分析對比，將生產(chǎn)現(xiàn)場信息與BIM模型結合，改變了傳統(tǒng)預制構件廠的生產(chǎn)和管理方式，實現(xiàn)精確化生產(chǎn)和管理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種基于BIM和三維激光掃描的預制構件生產(chǎn)進度分析系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種基于BIM和三維激光掃描的預制構件生產(chǎn)進度分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采集模塊、識別模塊和進度分析模塊；

所述采集模塊，用于采集現(xiàn)場人工填報信息、視頻監(jiān)控信息和利用三維激光掃描技術獲取現(xiàn)場三維點云信息。

所述識別模塊，用于定位生產(chǎn)臺座位置，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡算法對三維點云進行識別，輸出識別標簽，判斷預制構件所處生產(chǎn)階段。

所述進度分析模塊，用于將識別模塊得到的預制構件所處生產(chǎn)階段與BIM模型相關聯(lián)，校正BIM模型內(nèi)的信息；具體如下：

將三維點云和BIM模型進行配準，統(tǒng)一坐標；在三維點云中選中某一需要進行進度分析的區(qū)域，點云內(nèi)點的平均間距為a；設置o大小(2a≤o≤3a)，將該區(qū)域分割為邊長為o的單元立方體，共計n個立方體；

對任意一立方體i，對其內(nèi)部的所有點計算點與點之間的距離，在立方體i中構造delaunay三角形，形成三角網(wǎng)模型；對三角網(wǎng)模型中的每個四面體計算體積，然后相加得到三角網(wǎng)模型的總體積V_t，并計算立方體i的空間飽和度w_i：

對立方體i，有下式：

若p_i＝1，則立方體i內(nèi)的點為有效點，保留立方體i內(nèi)的所有點，其坐標集合為R_i；若p_i＝0，則刪除該立方體i內(nèi)的所有點；直至遍歷所有n個立方體，并統(tǒng)計內(nèi)部含有有效點存在的立方體的個數(shù)為S₁；

在BIM模型中，對同一選中區(qū)域，將該區(qū)域劃分為和三維點云同樣大小和坐標的n個立方體；對BIM模型中的某一立方體，找到對應的三維點云分割后的立方體，遍歷其坐標集合中的每一個坐標，判斷該坐標在BIM模型中是否被占用，統(tǒng)計未被占用坐標占坐標集合的70％以上的立方體的個數(shù)S₂，則這些立方體內(nèi)的點為新增點；

對不同生產(chǎn)工序，設置不同的判定值m；對選定區(qū)域，若有則判定該選定區(qū)域預制構件生產(chǎn)已完成，反之則判定未完成。