[发明专利]一种钢结构测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种钢结构测量方法及系统。所说测量方法包括：获取钢结构三维点云以及钢结构设计图纸的钢结构特征；所述钢结构设计图纸的钢结构特征包括测量特征以及定位特征；以所述测量特征以及所述定位特征作为输入，建立钢结构局部模型；根据所述定位特征在所述钢结构三维点云内确定定位结构特征；所述定位结构特征与所述定位特征相匹配；将所述定位结构特征输入所述钢结构局部模型，输出待测的测量特征；所述待测的测量特征包括钢结构的球心位置、角点、圆柱体半径、空间姿态角度以及空间几何量。采用本发明所提供的钢结构测量方法及系统能够提高钢结构的测量效率及精度。

技术领域

本发明涉及钢结构测量领域，特别是涉及一种钢结构测量方法及系统。

背景技术

建筑钢结构在现代社会日趋兴盛，其相关的安装与变形监测是一项重要内容，现有技术中，可以实现钢结构测量的方法主要有：

1.全站仪法。通过全站仪直接测量结构特征。该方法可以实现简单结构特征的测量，但是对于密集钢结构，存在测量节点多，受观测视角和位置限制，遮挡严重等多种缺点，一般无法解决密集复杂钢结构测量问题。

2.激光扫描法。通过激光扫描获取的点云来拟合局部特征建模获取结构特征的位置及姿态。这种方法存在诸多缺陷，一是手动拟合特征受操作者经验限制，效率低，精度无法保障；二是复杂结构一般遮挡严重，存在死角多，很多待测量结构点云都是非完整点云，甚至严重缺失，无法获取准确测量特征；三是点云中存在大量噪声也给测量带来了困难。

由上可知，采用传统测量方法难以完成密集复杂的钢结构测量任务，三维激光扫描方法能够快速获取钢结构三维点云，但是其密集的点云数据无法直接量测或者量测精度过低，往往需要通过特征拟合及提取才能够实现精确量测，耗时耗力，而且由于钢结构三维点云存在遮挡等原因导致点云不完整，由于特征拟合的精度与点云的质量密切相关，在特征拟合的精度方面也具有不确定性，因此给结构特征的精确测量带来许多问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢结构测量方法及系统，以解决现有技术中测量密集钢结构的效率及精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种钢结构测量方法，包括：

获取钢结构三维点云以及钢结构设计图纸的钢结构特征；所述钢结构设计图纸的钢结构特征包括测量特征以及定位特征；所述测量特征为待测球心、待测角点、待测局部表面形心、待测待定柱径以及柱姿态角；所述定位特征为定位球心、定位角点、定位局部表面形心以及定位待定柱径；所述测量特征与所述定位特征相对应；

以所述测量特征以及所述定位特征作为输入，建立钢结构局部模型；所述钢结构局部模型包括单一模型以及组合模型；所述单一模型为球体模型、长方体模型或柱体模型；所述组合模型包括多个所述单一模型的组合或不规则多面体；所述不规则多面体包括工字钢、槽型钢以及箱型钢构；

根据所述定位特征在所述钢结构三维点云内确定定位结构特征；所述定位结构特征与所述定位特征相匹配；

将所述定位结构特征输入所述钢结构局部模型，输出待测的测量特征；所述待测的测量特征包括钢结构的球心位置、角点、圆柱体半径、空间姿态角度以及空间几何量。

可选的，所述根据所述定位特征在所述钢结构三维点云内确定定位结构特征，具体包括：

对所述钢结构三维点云进行整体去噪处理，得到去噪后的钢结构三维点云；

对所述去噪后的钢结构三维点云进行划分，确定空间栅格；

根据所述空间栅格确定所述钢结构三维点云的法向以及曲率信息；

根据所述法向以及所述曲率信息确定基本几何形体点云；所述基本几何形体点云包括平面、球面以及曲线；