[发明专利]基于三维激光扫描技术的建筑外立面缺陷识别系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于三维激光扫描技术的建筑外立面缺陷识别系统及方法，解决了现有检测技术存在局限无法实现缺陷定量化的缺点，其技术方案要点是包括有发射激光脉冲信号的激光器、测量与被测建筑外立面之间距离的激光测距模块、扫描计算获取扫描点三维坐标值的扫描装置、固定安装扫描装置的固定支座、采集外立面三维点云数据的数据采集模块、无线传输三维点云数据的无线传输数据模块、接收三维点云数据并处理的数据处理模块，还包括有对各设备模块进行设定及操作控制的控制模块，用于成像显示处理结果、调用、回看、存储数据的终端设备，本发明的能够在工程现场实现建筑外立面缺陷的定量化识别，可有效提高现场检测效率和缺陷识别精度。

技术领域

本发明涉及建筑物无损检测技术，特别涉及一种基于三维激光扫描技术的建筑外立面缺陷识别系统及方法。

背景技术

受建筑物外墙材料选用不科学、现场施工质量不合格和外界环境变化的不利影响，我国建筑物外墙普遍存在起鼓、开裂、脱落现象，当前伤人伤物事故频发，因此准确高效地实现建筑物外立面缺陷现场检测是房屋检测工作中一项至关重要的任务。

当前建筑外立面安全性检测技术有拉拔试验、人工敲击法和红外热成像法，其中拉拔试验和人工敲击法需借助吊篮、爬墙机器人等辅助设备靠近被检建筑物外墙，检测效率低、危险系数大，且只能定性评估缺陷面积；红外热成像是一种非接触式无损检测技术，对于外立面缺陷的大面积定性普查具有一定的意义，但该技术需在外墙升温或降温时间段进行检测，且不能精确评估缺陷尺寸。上述检测技术均存在一定的技术局限性，无法实现缺陷的定量化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三维激光扫描技术的建筑外立面缺陷识别系统及方法，能够在工程现场实现建筑外立面缺陷的定量化识别，可有效提高现场检测效率和缺陷识别精度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于三维激光扫描技术的建筑外立面缺陷识别系统，包括有：

激光器，用于发射激光脉冲信号；

激光测距模块，测量与被测建筑外立面之间的距离；

扫描装置，扫描计算获取扫描点的三维坐标值；

固定支座，用于固定安装扫描装置；

数据采集模块，采集外立面三维点云数据；

无线传输数据模块，通过加密WiFi无线传输三维点云数据；

数据处理模块，接收传输的三维点云数据并处理；

控制模块，对激光器、激光测距模块、数据采集模块、扫描装置进行设定及操作控制；

终端设备，成像显示处理结果，用于调用、回看、存储数据。

一种基于三维激光扫描技术的建筑外立面缺陷识别方法，包括有以下步骤：

S1、根据被测建筑外立面的距离和面积，确定三维激光扫描的测站位置和次数，设置激光信号的激励电压和信号采集精度，调试合适强度的激光脉冲信号；

S2、测量测站位置与被测目标表面测点之间的距离、水平扫描角和竖直扫描角，基于极坐标原理计算测点的三维坐标；通过扫描装置进行自动扫描，获取外立面被测表面的外立面三维点云数据；

S3、无线传输数据模块将三维点云数据通过加密WiFi传至数据处理模块，进行点云滤波、配准、分割和拼接处理，建立外立面三维数字化模型；

S4、基于三维数字化模型提取外立面平整度进行成像，生成外立面等高线，依据外立面缺陷判别准则确定缺陷位置、凸出缺陷高度/凹陷缺陷深度、缺陷面积，定量化识别缺陷；