[发明专利]混凝土预制梁成品质量检测和数字实体模型构建系统及方法

权利要求书

1.一种混凝土预制梁成品质量检测系统，其特征在于，包括检测框架（1）、视觉信息获取阵列（2）、样品运载组件（3）和视觉信息处理组件（4）；

所述视觉信息获取阵列（2）设于检测框架（1）上，构成沿检测框架（1）的环形视觉场，所述视觉信息获取阵列（2）包括多个激光测距单元和光学相机单元，每个所述激光测距单元和光学相机单元分别与所述视觉信息处理组件（4）无线或有线通信连接；

所述样品运载组件（3）能够以特定速度将混凝土预制梁成品（5）输运穿过所述检测框架（1）；

在混凝土预制梁成品（5）的动态输运过程中，通过激光测距单元与视觉信息处理组件（4）的耦合得到混凝土预制梁成品（5）的稀疏点云模型，通过光学相机单元与视觉信息处理组件（4）的耦合得到混凝土预制梁成品（5）的图像信息，视觉信息处理组件（4）基于稀疏点云模型实现图像信息的拼接，得到混凝土预制梁成品（5）的表观全景图，视觉信息处理组件（4）采用深度语义分割网络，对表观全景图结构表观的特征进行提取，形成梁段表观特征向量，并以梁段表观特征向量实现混凝土预制梁成品（5）的质量评价；

所述检测框架（1）为环形桁式结构；

所述样品运载组件（3）为贯穿所述检测框架（1）的水平输运设备，所述样品运载组件（3）为轨道式输运设备、传送带式输运设备、工业搬运机器人中的一种；

所述视觉信息获取阵列（2）还包括同步采集器，所述同步采集器分别与各个激光测距单元和光学相机单元电连接；

所述激光测距单元为多点红外测距传感器，所述光学相机单元为多目相机。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土预制梁成品质量检测系统，其特征在于，所述视觉信息处理组件（4）包括微处理器以及通过主线与微处理器连接的主存储器和辅助存储器，所述主线上连接有信号传输器，所述信号传输器与所述同步采集器无线或有线连接。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土预制梁成品质量检测系统，其特征在于，所述混凝土预制梁成品质量检测系统还包括运载组件控制单元（6）和人机交互界面（8），所述人机交互界面（8）与所述运载组件控制单元（6）电连接；

所述样品运载组件（3）与运载组件控制单元（6）电连接，以此实现混凝土预制梁成品（5）输送路径和输送速度的控制。

4.一种混凝土预制梁成品数字实体模型的构建系统，其特征在于，包括权利要求1至3中任意一项所述混凝土预制梁成品质量检测系统，其中通过光学相机单元与视觉信息处理组件（4）的耦合得到混凝土预制梁成品（5）的图像信息，并进一步得到密集点云模型；

所述视觉信息处理组件（4）结合稀疏点云模型、密集点云模型得到混凝土预制梁成品（5）的数字实体模型。

5.一种混凝土预制梁成品质量检测及数字实体模型构建的方法，其特征在于，采用如权利要求1至3中任意一项所述质量检测系统实现混凝土预制梁成品质量检测及数字实体模型构建，具体包括以下步骤：

S1：通过样品运载组件（3）以特定速度将混凝土预制梁成品（5）输运穿过检测框架（1），同时通过设于检测框架（1）上的激光测距单元和光学相机单元与视觉信息处理组件（4）的耦合得到混凝土预制梁成品（5）的稀疏点云模型、密集点云模型和所有部位的图像信息；

S2：采用深度神经网络点云分割技术实现稀疏点云模型、密集点云模型的匹配，完成As-Built BIM 模型构建，同时通过稀疏点云模型中的稀疏控制点及特征点，对梁段所有部位的图像信息进行拼接，获得表观全景图；

S3：基于表观全景图，采用深度语义分割网络方法，对表观全景图中的表观特征进行提取，形成梁段表观特征向量；

S4：基于光学相机与点云模型内外方关系，实现全景图数据中的二维图像对As-BuiltBIM 模型的精确投影和变换，构建梁段数字实体模型。