[发明专利]一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法

权利要求书

1.一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，由三维激光扫描仪的角度分辨率和钢筋点密度计算出扫描距离，基于钢筋设计BIM模型，利用视线检测算法确定各测站有效数据范围，基于扫描距离和有效数据范围确定各测站的位置；

S2，各测站扫描钢筋；

S3，将各测站数据进行坐标转换拼接成完整的钢筋网；

S4，根据S1中的视线检测算法计算出的有效数据范围将S3中的钢筋网分为多个测区，每个测区由单个的测站进行有效覆盖；

S5，单独分析各测站获取的数据，根据各测站的钢筋直径、位置、间距、保护层厚度的分析结果获取各测区的钢筋模型；

S6，各测区钢筋模型拼接，重建真实钢筋模型；

S7，将S6获得的真实钢筋模型与设计BIM模型比较，获得偏差；比较项目包括钢筋安装位置、钢筋直径、钢筋间距、保护层厚度。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：所述S3中，利用旋转平移矩阵进行所述坐标转换。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：各测区有扫描重叠部分，所述S6中通过重叠区域把各个测区拼起来；

所述重叠部分是指一个测区中的扫描数据也被从另一个位置获取的另一个测区扫描所捕获的区域。

4.根据权利要求3所述的一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：将各测区重叠部分同一直径的钢筋合并，利用加权平均的方法实现钢筋模型拼接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：所述S5包括以下步骤：

S5.1，将点云的坐标系转换为工程坐标系，并通过线性平面性分析去除在扫描过程中产生的混合像素；

S5.2、点云分割，包括：

语义分割出钢筋类型；

实例标注，评估钢筋的间距，区分出每一根钢筋；

S5.3，参数估算，获取单根钢筋的扫描模型；

S5.4，各测区将单根钢筋模型组合，获得该测区的钢筋模型。

6.根据权利要求5所述的一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：所述语义分割的方法为：

利用方向余弦来计算角度误差值T_mis大小，当T_mis确定，则可进行钢筋语义分割：

第一主成分等同于方向余弦，第一主成分可表示为：

上式中，α_i，β_i，γ_i为第一主成分分别与x，y和z轴的夹角；

根据实际情况，应该限定在第一象限，则通过式(1)计算出α_i，和γ_i，计算出的角度最小者，其所对应的坐标轴为钢筋的安装方向；

若α_i＜T_mis，则为主筋；若β_i＜T_mis，则为分布筋；若α_i≥T_mis且β_i≥T_mis则为箍筋。

7.根据权利要求6所述的一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，其特征在于：当T_mis≤54.736°。