[发明专利]一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置及其使用方法

权利要求书

1.一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据需扫描目标古建筑物的实际情况，来确定扫描站，并放置三角支架；

2）将激光扫描装置放在三角支架上，以定点坐标杆和底板组成的空间为基础坐标系，定点坐标杆为y轴，以底板十字中空底座的两条相垂直的底座臂中心线所在的直线为x轴和z轴；

3）根据要扫描的古建筑范围，拉伸处三个或四个三维激光扫描仪，定位器确定对应三维激光扫描仪的空间位置坐标并通过光线传输线将其传输给中央处理器；

4）中央处理器将每个三维激光扫描仪的空间坐标传输到计算设备上，计算设备将所有的三维激光扫描仪的空间位置坐标变换到基础坐标系中；

5）通过各个三维激光扫描仪定点扫描获得古建筑的激光点云图并传输到计算机设备上；

6）计算机设备根据各个三维激光扫描仪在基础坐标系中的位置结合各个激光点云图之间的图像匹配结果，分析各个三维激光扫描仪的位置是否需要调整，若是，则需要确定三维激光扫描仪调整后的坐标并显示在显示屏上；

7）工作人员将对应三维激光扫描仪调整到对应位置处，然后将二次定点扫描后获得的古建筑激光点云图传输到计算机设备上；

8）计算机设备对获得的激光点云图进行数据拼接，数据拼接的原理是根据两幅邻近激光点云图中含有的公共表面部分进行图像匹配处理，两幅邻近激光点云图中的公共部分完全重叠在一起后，这样就使两个三维激光扫描仪扫描的古建筑表面轮廓相互补充和延伸，将所述的激光点云图拼接在一起后，形成新的全面的激光点云文件并进行三维建模；

9）计算机设备分析三维建模结果，若已经包含所要扫描的目标古建筑的全部内容，则扫描工作完成，若没有包含所要扫描的目标古建筑的全部内容，则需要将三维建模结果输送到显示屏上显示；

10）工作人员根据显示结果调整三维激光扫描仪的位置，然后重复步骤3—9，一般情况下调整1到2次就能够包含所需扫描的目标古建筑的全部内容。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置，其特征在于所述激光扫描装置由定点坐标杆、固定板、中空十字底座、底板、限位环、斜置放筒、弯折套筒、三维激光扫描仪、卷收侧挡板、光纤传输线、转轴、线固定套、中央处理器和固定插杆组成，所述底板为圆形结构，中空十字底座置于底板中心位置，定位坐标杆置于中空十字底座中心处，中空十字底座四个底座臂分别和四个斜置放筒一端一一对应连通，斜置放筒另一端插置于弯折套筒一端内，限位环套置于斜置放筒中部靠下位置，所述限位环上开有环形卡槽，所述环形卡槽和弯折套筒一端相对应，弯折套筒另一端通过固定板和三维激光扫描仪相连接，中央处理器置于中空十字底座内，且位于中空十字底座中部，四个线固定套和中空十字底座的四个底座臂一一对应，所述线固定套通过支座固定对应底座臂内，且靠近对应底座臂端部，转轴可转动的置于斜置放筒内，转轴两端对应置有卷收侧挡板，所述线固定套另一端的延长线和转轴相切，光纤传输线一端和中央处理器相连接，另一端依次穿过线固定套绕置于转轴上和三维激光扫描仪相连接，所述三维激光扫描仪上置有显示屏，所述三维激光扫描仪上置有定位器，所述定位器通过电源线和三维激光扫描仪相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置，其特征在于所述中空十字底座四个底座臂的顶部长度为底部长度的二分之一。

4.根据权利要求2所述的一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置，其特征在于所述斜置放筒和底板之间的夹角为60度。

5.根据权利要求2所述的一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置，其特征在于所述线固定套一端位于对应底座臂内，另一端水平延伸一段距离后斜向上弯折置于斜置放筒内。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置，其特征在于所述线固定套弯折部为弧形结构。

7.根据权利要求6所述的一种基于BIM的古建筑三维激光扫描装置，其特征在于所述线固定套另一端的延长线和转轴相切的设计，能够使光纤传输线在经过线固定套的导向后缠绕在转轴上时不会发生弯折，避免和线固定套侧壁之间产生摩擦而容易损坏。