[发明专利]一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法

说明书

本发明涉及一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，首先基于BIM设计模型，借助视线检测算法规划测站；然后利用地面三维激光扫描仪进行扫描；将各测站获取的数据进行坐标转换拼接成完整钢筋网，根据有效数据范围将完整钢筋网分为多个测区；再单独分析各测区钢筋点云数据，根据直径、位置、间距、保护层厚度重建各测区钢筋模型，再将各测区钢筋模型拼接整合成完整的钢筋网模型；最后将真实的钢筋模型与钢筋BIM设计模型对比。本申请单独分析各测区钢筋点云数据，有利于保证钢筋直径估算的精度；通过采集的大量点云数据，快速构建物体的真实形态，通过与BIM设计模型进行对比找出安装偏差，针对偏差及时做出调整，利于在混凝土浇筑前做到有效事前控制。

技术领域

本发明涉及钢筋检测技术领域，尤其涉及一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法。

背景技术

钢筋混凝土结构广泛应用于工业和民用建筑中，钢筋的尺寸和安装位置对建筑物的整体结构性能至关重要。不正确的安装位置会导致钢筋开裂、锈蚀，从而引起结构坍塌等严重后果。因此，在混凝土浇筑之前，现场工程师要检查钢筋的安装的尺寸和位置是否正确，确保符合设计图纸的要求。建筑中钢筋检测的项目主要涉及钢筋安装位置、钢筋直径、相邻钢筋之间的间距、两层钢筋网之间的间距以及保护层厚度等。目前，钢筋检测的做法是利用钢尺进行人工检测。然而，对于大型复杂结构而言，人工检测效率低，而且耗费大量时间。此外，人工检测的结果依赖于检测人员的专业水平和操作熟练程度，所以检测结果带有一定主观性。

近几十年，出现了地质雷达、超声波检测、热像仪、射线检测等技术，这虽然提供了比人工检测更快，更精确的测量，但对于建筑构件高密度测量，它们仍没有足够高的采样率，并且，这些检测技术在混凝土浇筑完之后检测，只能追踪建筑构件施工后的状态。

为了实现钢筋自动化检测，本领域已经开展了多项使用智能传感技术的研究。近年来，地面三维激光扫描技术以其高密、快速、全面、非接触采集目标物体的三维数据等优点，在建筑测量、边坡变形监测、古建筑修复等行业中运用的越来越普遍。它通过发射激光光束和检测目标反射信号来测量距离。目前，三维激光扫描数据通常是先拼接，再整体分析，但该处理方式不适用钢筋扫描数据。钢筋的直径都是以毫米估量的，而仪器进行扫描工作时自身带有1-2cm的误差，数据拼接会产生更大的误差，如果先拼接再分析会对钢筋直径估算影响大，使分析结果不准确。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题提供一种基于三维激光扫描的钢筋安装检测方法，具体为：首先借助视线检测算法进行测站规划，然后利用地面三维激光扫描仪对钢筋施工现场进行外业扫描，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，利用三维模型重建实景还原施工现场的钢筋模型，最后将真实的钢筋模型与钢筋设计BIM模型对比找出安装偏差并及时做出调整。本申请将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，再将各测站分析结果拼接。各测站数据单独分析能减少拼接误差，利于保证钢筋直径估算的精度。

值得说明的是，本申请的钢筋安装检测方法是在浇筑混凝土之前进行，将扫描钢筋模型与BIM设计模型进行对比分析能够发现钢筋安装偏差以便及时调整，有助于后续评估施工质量。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1，三维激光扫描仪的运用克服了手工测量效率低、检测样本少的缺点，同时也降低了外业数据采集的时间，提高了工作效率，实现了数字化钢筋检测；

2，本申请先将钢筋网分成各个测区，每个测区由单独的测站进行有效覆盖，单独对各测区点云数据进行钢筋直径估算，各测区分析完后再进行拼接，能避免多站扫描数据拼接误差，从而保证钢筋直径的估算精度；

3，本申请通过采集的大量点云数据，可以快速构建物体的真实形态，真实、准确、清晰地反映钢筋位置、直径、间距、保护层厚度信息，通过这些数据与BIM设计模型进行对比，得出较为全面的质量检测报告，以便针对报告做出及时的调整，能更好地指导施工现场作业；