[发明专利]基于三维激光扫描的建筑物外立面测量方法及系统

说明书

本发明涉及建筑物测量技术领域的基于三维激光扫描的建筑物外立面测量方法及系统，方法部分至少包括数据采集步骤、点云数据投影步骤、点云数据配准步骤、建筑立面灰度影像生成步骤、根据建筑灰度影像进行建筑立面图绘制步骤；其中针对至少包含两测站数据的立面，需要进行数据配准处理；系统部分包括点云数据配准模块、图像生成模块、立面图绘制模块。克服常规建筑扫描作业方法中存在的点云数据配准繁杂、配准精度损失严重、数据冗余严重、三维点云观感效果差等问题，可有效提高作业效率和测量精度。

技术领域

本发明涉及建筑物测量技术领域，具体来说，是采用三维激光扫描绘制建筑平立剖的测量方法。

背景技术

目前，建筑物的外立面主要通过皮尺、相机、全站仪等传统测量仪器进行测量绘制。传统方法存在外业作业效率低，内业成图困难等问题。三维激光扫描技术是近年来发展的一种新型测量技术，可以全视场、精确和高效地获取测量目标的三维坐标及影像数据，具有测量效率高(100万点/秒)、测量信息丰富(坐标+激光反射率)、测量精度高(mm级)等优势。该技术在建筑物立面测量方面已取得一定的应用成果，但目前常见的作业方法中存在点云数据配准繁杂、配准精度损失严重、数据冗余严重、三维点云观感效果差等问题，不利于内业成图。

发明内容

本发明的目的是提供基于三维激光扫描的建筑物外立面测量方法及系统，克服常规建筑扫描作业方法中存在的点云数据配准繁杂、配准精度损失严重、数据冗余严重、三维点云观感效果差等问题，可有效提高作业效率和测量精度。

本发明的目的是这样实现的：基于三维激光扫描的建筑物外立面测量方法，至少包括如下步骤：

S1、数据采集步骤，在待测建筑外围区域的任意位置架设若干测站，使得若干测站环绕待测建筑，然后利用测站完整地采集待测建筑外立面信息，获得原始点云数据；

S2、点云数据投影步骤，导入原始点云数据，将不同测站的扫描数据分别投影至不同的建筑立面上；若单个测站采集了至少两个以上的立面信息，则将该测站的扫描数据进行两次或两次以上的投影处理，然后转向S3步骤；若否，则转S4步骤；

S3、点云数据配准步骤，对于至少包含两测站数据的立面，先拾取该立面所有测站之间共同的特征点，通过平移将该立面所有测站的特征点重合，重复该步骤使得所有至少包含两测站的立面均能得到同样的数据配准处理；

S4、建筑立面灰度影像生成步骤，根据点云数据的强度信息，采用线性插值算法生成建筑灰度影像；

S5、根据建筑灰度影像进行建筑立面图绘制。

进一步地，在S3步骤中数据配准完成后增设用以评价点云数据配准精度的数据检查步骤。

进一步地，上述数据检查步骤为：针对至少包含两测站数据的立面，重新拾取该立面的所有测站之间共同的特征点，分析相同特征点的重合性；重复该步骤使得所有至少包含两测站的立面均能得到同样的数据检查处理。

进一步地，在S1步骤中，待测建筑的每个立面均至少对应一个测站。

进一步地，在S5步骤中，将建筑灰度影像导入绘图软件，并以建筑灰度影像作为参照底图，在绘图软件中绘制建筑立面图。

进一步地，在S1步骤中，任意相邻两测站之间不设立靶球。

进一步地，所述测站均为三维扫描仪。

基于三维激光扫描的建筑物外立面测量系统，至少包括：

点云数据配准模块，用于对点云数据进行配准处理；

图像生成模块，用于将投影配准后的点云数据转换成图片，将三维矢量数据转换为二维栅格数据，以形成建筑灰度影像；

立面图绘制模块，用于以建筑灰度影像为参照底图绘制建筑物立面图，并将处理后的图纸以通用的文件格式输出；