[发明专利]室内三维尺寸测量方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种室内三维尺寸测量方法，是一种用于建筑完成时候验收房屋尺寸质量的新方法。

背景技术

    房屋建造完成以后，需要按照在双方合同和国家建筑的验收规范对房屋进行检测，满足建造要求的房屋才能验收合格。其中需要测量房间的各边的长度以及各个角的高度和房间的中心高度。测量这些参数必须满足相关的要求和规范。到目前为止，完成这些测量的任务主要还是人工的方式完成。

    人工测量的方法如下：测量人员主要使用手持式激光测距仪和水平仪等辅助设备，凭借自身的操作、经验和规范控制来完成测量任务。测量的过程如下：操作人员使用手持式激光测距仪，用眼睛判断扫描点，凭借手部的动作小范围的运动来扫描出一个最小值，再反方向的扫描获得两组结果相加就认为是所在边的长度。这样的测量的要求测量人员的扫描速度保证平稳和运动缓慢（这个直接影响了测量的精度和效率，要获得足够高的精度，扫描要求是非常缓慢和平稳的），同时只能用于所在边夹在两个相平行的平面间，就是房间需要是规则的矩形或者平行四边形；高度测量，直接将测距仪底部放在地面，测量的结果就作为其高度值。再换到房屋的其他几个角和中心处测量完成测量。最后对于外形较特殊的房间，只能使用卷尺等原始的工具进行测量，需要的人员比较多，操作也比较繁琐，最后获得结果也不是很精确，难以服众。因此也产生了很多不必要的纠纷。综上，这种测量方法带来的结果是：                                                测量的结果的精度完全取决于人员的操作规范，实际中误差很大和偶然因素也很明显，重复精度很低，可信度较低；测量效率和精度低；只能用于较规则的房屋测量，测量对象局限。

发明内容

    为克服人工测量房屋尺寸存在的上述问题，本发明提供了一种新的用于房屋尺寸测量的方法——室内三维尺寸测量方法。该方法，完全改变了现在常用的测量原理，不再是采用最小值和最大值的判断，借助于实现该方法的自动测量系统可以快速的自动的完成房屋的各种几何尺寸的测量，效率大大提高，精度也远高于人为的测量方法，同时也可以适用于一些不规则的房屋尺寸测量。

    为达到上述目的，本发明的构思是：

    首先房间进行扫描的时候将获取一系列的点，构建一个坐标系，进行一个平面的扫描的时候，获取了最初的几个点的坐标。使用最小二乘法进行直线拟合，获得一条当前采样的点的拟合直线。这样就可以获得一个平面的几条边的直线方程。基于这个坐标系可以获得所有的关于这个平面的几何信息，这也就是房间的尺寸信息。按照需要规划不同平面的扫描就实现了整个房间所需要的几何信息的获取了。对于局部的信息，可以在拟合的过程中进行判断和标记。

    基于上面的构思，本发明采用的技术方案如下：

    一种室内三维尺寸测量方法，其特征在于操作步骤如下：

1）规划扫描平面：依据需求规划室内三维尺寸需要的扫描的平面；

    根据建筑室内的情况和扫描房间的机械平台的位置和尺寸，建立一个平行于地面并与地面相距一定距离为D（D为扫描系统扫描口安装位置中心距地面的高度）的平面和垂直与地面并接近墙角线的几个平面（四边形的房间则是对角一组平面，共两个平面）。

2）建立坐标系：根据扫描平面的第一个点向量和旋转方向矢量来构建坐标系；

    将构建的如1）中所述的第一个平面，根据实际采样该平面时候的控制顺序，将在该平面上的第一个采样点与扫描系统中心构建成向量，中心点为，指向采样点的方向构建成的方向，控制扫描该平面的旋转方向，旋转90°，构建，垂直与的向上的矢量作为，完成了该平面的坐标系的建立，标记为1。对于这个平面的点而言其方向值恒为0。其他平面相同的方法建立，标记为2、3等。而每个平面间的关系都是已知的，后一个平面基于前一个平面其坐标原点没动，只是发生了旋转，第一个平面是水平的，第二个平面就是第一个平面绕轴旋转了90°，而第三个平面是第二个平面上绕旋转了（扫描过程中第一个墙角垂直面与相邻墙角垂直面到中心点形成的角度，扫描中角度是已知的），则相邻坐标系可通过坐标系关系转换到最初的第一个坐标系下这样就统一了坐标系。对于每一个平面而言其；后面坐标表达在单个平面内忽略，涉及多个平面关系时则必须考虑。其中坐标旋转公式如下：