[发明专利]利用三维激光扫描对筒仓倾斜度测量的方法

说明书

本申请涉及土建工程领域，尤其是涉及一种利用三维激光扫描对筒仓倾斜度测量的方法，选择布设采集点和标靶的位置，布设标靶和扫描仪，测量筒仓底面圆心的坐标以及布设标靶中心坐标，对观测物进行数据采集，生成点云数据，将三维点云数据转化为当地坐标，把点云数据建立在统一坐标系下，对点云数据进行去噪处理，进行点云数据建模，计算垂直偏差。本发明通过三维激光扫描实时检测滑模过程中仓体的偏移，提高了测量精度，同时缩减了测量工序，降低了人工和测量成本。

技术领域

本申请涉及土建工程领域，尤其是涉及一种利用三维激光扫描对筒仓倾斜度测量的方法。

背景技术

筒仓建筑被广泛的应用于农业和工业领域，主要用于粮食作物或矿石而专门建造的。在现代工业建设中筒仓的直径与高度不断增加，滑模技术成为筒仓施工技术中的主要施工工艺，滑模施工为连续施工，在对直径与高度相对较大的筒仓施工中，需要多次滑模，因此滑模垂直度测量和控制要根据滑模进程进行实时动态控制。在滑模过程中，由于滑模系统的支撑加固相对于地面和其他外界结构物体无连接，滑模施工全过程在整个系统独立进行，因此筒仓的垂直度控制受多方面影响，当筒仓仓体的垂直度超出筒仓施工规范允许范围时，容易影响筒仓的结构稳定安全和整体的美观，还可能因为滑模垂直度偏差过大导致滑模失败，乃至引起滑模倒塌事故。因此有必要对筒仓的垂直度进行测量监测，避免施工中因测量问题造成不必要的损失。

传统的测量方式用全站仪单点测量模式一般需要两个人相互配合，尤其高层建筑，测量作业难，而经纬仪需要观测过多的点，两者在测量过程中存在很大的局限性。在筒仓的滑模施工过程中，筒仓垂直度实时监测采用以吊线锤测量为主、激光垂直仪竖向投射为辅的测量方法，而随着滑升高度的增大，吊线锤受风荷载影响，后期测量精准性变差，由于激光垂直仪固定在滑升模具上，在滑模过程中避免不了撞击，发生偏移，测量数据也会出现偏差。

三维激光扫描测量法属于非接触测量，利用激光测距的原理，通过高速测量记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据，利用三维激光扫描技术可以实时监测滑模过程仓体的偏移，以及施工完成仓体倾斜度的测量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种利用三维激光扫描对筒仓倾斜度测量的方法，该方法能够降低施工难度，提高施工效率，并且提高测量精度。

本发明采用如下技术方案：

一种利用三维激光扫描对筒仓倾斜度测量的方法，按照如下步骤进行：

S1：对施工位置进行踏勘，选择布设采集点和标靶的位置；

S2：布设标靶和扫描仪，先布设标靶，标靶布设时要注意扫描仪、观测物以及标靶点位保持通视状态，且布设标靶时需要考虑公共标靶，两个扫描仪之间至少有三个公共标靶，且公共标靶分别在不同的水平面；布设好标靶后架设扫描仪；

S3：利用全站仪测量筒仓底面圆心的坐标P（x，y）以及布设的标靶中心坐标；

S4：对观测物进行数据采集，建立扫描文件，设置参数，设置扫描范围；扫描过程中要将公共标靶和扫描物进行扫描，每一台扫描仪扫描完都要查看缩略图，核对所有标靶和扫描物是否都有进行采集，未采集到的需要重新采集，采集完成后进行下一站的采集，直至采集完成，生成点云数据；

S5：将多个扫描仪采集点的点云数据导入cyclone5.8软件，利用公共标靶的数据，将每个扫描仪扫描的点云数据进行拼接，建立模型的整体点云数据，以步骤S3中标靶的中心坐标为基准进行坐标转换，将三维点云数据转化为当地坐标，把点云数据建立在统一坐标系下；

S6：通过cyclone5.8软件对点云数据进行去噪处理；

S7：进行点云数据建模，对3D模型上同一水平面进行不同点的坐标提取，已知通过同一平面圆上的三点可以计算该圆圆心，利用公式（1），（2）计算出该水平面截面的圆心坐标P ₀（x₀，y₀），