[发明专利]一种基于点云曲面特征约束的建筑物局部变形分析方法

权利要求书

1.一种基于建筑物点云曲面特征约束的局部变形分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对预先获取的建筑物密集点云数据进行预处理和数据分割，得到建筑物各表面的点云数据；

(2)对建筑物各表面点云数据进行曲面特征识别，判断建筑物表面的曲面类型；

(3)根据建筑物的曲面类型，对点云数据进行曲面拟合计算，得到建筑物各表面的曲面特征参数；

(4)建筑物曲面特征约束关系识别，即根据建筑物曲面特征参数，对建筑物曲面的尺寸约束和结构约束进行计算；

(5)根据建筑物曲面特征约束关系，判断建筑物曲面之间的空间位置关系，并分析曲面之间的局部变形；

所述步骤(4)包括以下步骤：

(41)两个平面之间的约束识别：

假定已初步提取出两个平面的相关参数P₁(q₀,q₁,q₂,q₃)，P₂(q'₀,q′₁,q'₂,q'₃)，两平面的法矢为：n₁＝(q₀,q₁,q₂)，n₂＝(q'₀,q′₁,q'₂)，两个平面的夹角∠P₁,P₂＝a，且

①两个平面共面：则相应参数应满足：

其中，ε和d为阈值，ε的取值范围为0.95-1.05，d的取值小于平面拟合误差；

②两个面平行：则平面参数需要满足：

|cosa|∈ε

其中，ε取值为0.95-1.05；

③两个平面垂直：则平面参数必须满足：

|cosa|∈ε

其中，ε取值范围为0-0.05；

(42)平面与圆柱面之间的约束识别：

假设平面P的相关参数为：(q₀,q₁,q₂,q₃)，柱面CY的相关参数为：(c₀,c₁,c₂,c₃,c₄,c₅,c₆)，则P与CY之间的约束关系包括：

①CY轴线满足在平面P上约束时有：

②P与CY之间满足相切约束时有：

③P与CY之间满足垂直约束时有：

其中，δ为阈值，δ的取值范围为0-0.05；

(43)圆柱面与圆柱面之间的约束识别：

假定两个圆柱面的参数分别为：CY₁:(c₀,c₁,c₂,c₃,c₄,c₅,c₆)，CY₂:(c'₀,c′₁,c'₂,c'₃,c'₄,c'₅,c'₆)，则两个圆柱面同轴时应该满足：

其中，δ为阈值，δ的取值范围为0-0.05；

(44)平面与圆锥面之间的约束识别：

假定锥面方程的相关参数为CO：(o₀,o₁,o₂,o₃,o₄,o₅,o₆)，则平面与锥面满足相切约束时有：

其中，δ为阈值，δ的取值范围为0-0.05；

(45)球面与圆柱面之间的约束识别：

假定球面的相关参数为S：(s₀,s₁,s₂,s₃)，并令：

则球心过柱面的轴线时应该满足：

其中，δ为阈值，δ的取值范围为0-0.05。