[发明专利]预制构件点云与设计模型合模方法

说明书

本申请提供一种预制构件点云与设计模型合模方法，包括：获取预制构件的点云数据，并进行降噪处理；选定预制构件的若干个平面特征，以建立预制构件的平面集合；按照若干个平面特征建立平面点云选择集；进行平面拟合以获得点云拟合平面集合；对照预制构件的平面集合建立预制构件设计模型的平面集合；建立相同平面参数的设计模型平面集合；利用设计模型平面集合和点云拟合平面集合获取姿态变换矩阵；利用姿态变换矩阵完成点云与设计模型的合模。在本申请提供的预制构件点云与设计模型合模方法中，通过选定预制构件的若干个平面特征，并在此基础上进行平面对象的拟合和配准，能够降低人为选点带来的合模误差，提高预制构件质量检测的精度与可信度。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种预制构件点云与设计模型合模方法。

背景技术

在装配式建筑行业中，预制构件的加工质量直接关系着吊装施工能否顺利进行，也直接影响整个装配式建筑的施工质量。因此，为了保证预制构件在施工现场能够顺利拼装，需要在运输之前进行严格的质量检测。目前，最常见的质量检测方法依旧依靠传统的人工测量方法。而人工测量预制构件具有明显的缺点，例如：检测过程中人力、财力消耗大、时间成本高，而且无法对构件整体质量进行精准检测，只能对其连接部位进行检查。针对这些问题，业内探索了多种新型的检测方法来进行更优化的构件检测。

其中，利用三维激光扫描技术的检测方法能够有效的解决这些问题，是目前针对预制构件全尺寸精确检测的一种相对成熟的方法。利用三维激光扫描技术，可以实现对预制构件的轮廓扫描，形成预制构件的外形点云数据。点云数据是由大量的三维空间数据点构成的数据集，包括数据点的三维坐标以及被测物体表面反射率。高密度的点云可以实现对预制构件的非接触式检测。

然而，在利用三维激光扫描技术进行构件检测时，通常是基于人为指定特征点(匹配点)对实际构件点云和构件设计模型进行合模，即将预制构件点云数据与BIM设计模型进行匹配结合，达到观察对比误差的目的。而基于人为指定特征点的合模方法由于受限于点云本身特性(点云不存在明确的特征点)以及人工操作误差，并不能精确地选取点状特征，导致合模结果不可靠，也使得最终检测结果精度及可信度降低，因此严重限制了三维激光扫描技术在预制构件质量检测中的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制构件点云与设计模型合模方法，以解决现有的三维激光扫描技术在预制构件质量检测中无法实现高精度合模，导致检测精度和可信度低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种预制构件点云与设计模型合模方法，所述预制构件点云与设计模型合模方法包括：

步骤一、获取预制构件的点云数据，并对所述点云数据进行降噪处理；

步骤二、选定所述预制构件的若干个平面特征，以建立所述预制构件的平面集合；

步骤三、按照所述预制构件选定的若干个平面特征分别选择对应的点云数据，以建立平面点云选择集；

步骤四、对所述平面点云选择集进行平面拟合，以获得点云拟合平面集合；

步骤五、对照所述预制构件的平面集合建立预制构件设计模型的平面集合；

步骤六、从所述预制构件设计模型的平面集合中提取平面参数，并建立相同平面参数的设计模型平面集合；

步骤七、利用所述设计模型平面集合和所述点云拟合平面集合进行平面对象的拟合配准,以获取姿态变换矩阵；

步骤八、利用所述姿态变换矩阵对点云进行姿态变换，完成点云与设计模型的合模。

可选的，在所述的预制构件点云与设计模型合模方法中，在获取所述预制构件的点云数据时，点云的采样间隔小于5mm。