一种基于BIM和三维激光扫描仪的水池立柱测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术一种基于BIM和三维激光扫描仪的水池立柱测量系统，涉及水池测绘技术领域，三维激光扫描仪获取立柱各处的三维点云数据、摄像机获取立柱的图片并同时传递给三维建模单元建立三维模型，BIM建模单元构建并储存完整的水池立柱BIM模型。一种水池立柱测量方法，包括以下步骤：根据实际情况架立三维激光扫描仪和摄像机；利用三维激光扫描仪获取立柱各处的三维点云数据，利用摄像机获取立柱的图片；将得到的数据和图片导入计算机，利用三维建模工具生成三维立柱模型；将模型数据导入BIM建模器构建完整的水池立柱BIM模型。本发明专利技术可以对各种水池立柱进行快速、准确的测量，安全性高且劳动强度低，可以满足不同的工作环境。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM和三维激光扫描仪的水池立柱测量系统及测量方法
本专利技术涉及水池测绘
，特别是一种基于BIM和三维激光扫描仪的水池立柱测量系统及测量方法。
技术介绍
进入21世纪以来，我国经济进入了快速发展的阶段，同时大大增加了城市现代化建设的速度。许多以前国内国外专家设计的老旧水池已经满足不了今天的需要，当今所需的水池容量已经远远超过当时的设计需求。急需更新建设更大型的水池。对于已建成或正在建的水池进行测量，即按照测量技术规范的规定测量得到其各项参数，判断其是否符合设计要求，并生成二维图形或三维模型，以供检测的需要。目前，对大型水池的混凝土施工手段的研究主要还是依据经验的基础上进行分析，国内外有一些机构从事这方面的研究工作，更多的还是施工单位根据自身积累的经验从定性上进行研究。目前的经验总结基本是针对小型水池，而且也主要集中在结构、混凝土材料以及方式等方面的研究，针对大型水池立柱检测的研究以及相应案例缺乏。近年来随着城市公共设施的飞速发展，新建大型水池越来越多。目前主要的立柱检测的方法存在着人工劳动强度大，精确度低，人为误差大，测量不简便，测量时间长，危险性高，生成二维图形速度慢，很难生成三维模型等不同程度的问题。传统方法已经渐渐无法满足大批量水池立柱的检测工作。为了降低测量时的人工劳动强度，增加测量的精确度，降低人工误差的影响，精简测量流程，加快测量进度，降低测量的危险性，更加简便的生成二维图纸以及三维建模，新的测量方法一直在不断的研究当中。现有技术一的技术方案：水池建设过程中的监测测量以及数据的获得，目前在国内外都主要采用传统的测量仪器进行测量，比如经纬仪、水准仪、测距仪、陀螺经纬仪、图片量测仪等测量仪器。采用经纬仪测量出大型水池部分结构的水平角和竖直角；运用水准仪测量出水池上两点间的高程差；采用测距仪测量出水池上两点间的距离；需要各种仪器配合使用才能得出。现有技术一测量时需要的工作流程过多，操作复杂，人工劳动强度大，精确度低，人为测量误差较大，测量不简便，测量时间长，危险性高，生成二维图形速度慢，很难生成三维模型。现有技术二的技术方案：采用速测仪对大型水池进行测量以获得该水池的各项数据。包括电子经纬仪、电磁波测距仪、微型计算机、程序模块、存储器和自动记录系统，快速进行测距、测角、计算和记录等多功能的电子测量仪器。整体式电子速测仪为各功能部件整体组合，可自动显示斜距、角度，自动归算并显示平距、高差及坐标增量，具有较高的自动化程度。现有技术二相对与现有技术一来说虽然有较高的自动化特性，又有较大的灵活性。但生成二维图形的过程操作复杂，同时测量时无法进行点云数据收集，因而数据获取还是相对较慢；同时无法立即生成三维模型，也不能做到还原立柱上的各处详细情况，无法使人拥有身处水池现场检测观看立柱的感觉。同时，不管是现有技术一还是现有技术二，都有一个共同的缺点就是人达不到的地方就无法检测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是目前水池建设领域正缺乏一种可以简便快捷，安全有效的测量水池立柱参数、生成三维模型的技术方案。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于BIM和三维激光扫描仪的水池立柱测量系统，包括三维激光扫描单元、图片获取单元、三维建模单元和BIM建模单元，三维激光扫描单元获取立柱各处的三维点云数据并传递给三维建模单元，图片获取单元获取立柱的图片并传递给三维建模单元，三维建模单元接收到数据后建立三维模型并输出给BIM建模单元，BIM建模单元构建并储存完整的水池立柱BIM模型；所述三维激光扫描单元包括三维激光扫描仪，三维激光扫描仪架设在三脚架上，三维激光扫描仪与三维建模单元通过无线连接。优选的方案中，所述三维激光扫描仪与三维建模单元通过电缆连接。优选的方案中，所述图像获取单元为摄像机。优选的方案中，获取到的三维点云数据被上传到云端服务器中。一种用于上述基于BIM和三维激光扫描技术的水池立柱测量系统的水池立柱测量方法，包括以下步骤：s1、根据现场实际情况确定合适的三维激光扫描仪的扫描方向角，确定摄像机的摆放位置，架立三维激光扫描仪和摄像机；s2、利用三维激光扫描单元获取立柱各处的三维点云数据，利用摄像机获取立柱的图片；s3、将步骤s2中得到的数据和图片导入计算机，利用三维建模工具基于上述数据生成三维立柱模型；s4、将模型数据导入BIM建模器，构建完整的水池立柱BIM模型。优选的方案中，所述步骤s4中的模型数据被存储在云端服务器中。优选的方案中，对所述步骤s2中得到的立柱的点云数据和图片进行二维成果制作，包括断面图制作、立柱轮郭线快速提取和等高线的生成。本专利技术对各种城区的大型水池立柱都可进行准确快捷、安全有效的测量，获得立柱各项参数，然后生成二维图纸和三维模型。使用时操作简单、安全性高、劳动强度低，能适应大型水池内部各种复杂几何形状，同时可以满足不同的工作环境，降低人工误差的影响，数据计算方便，测量时间短且准确性高。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：图1为本专利技术的工作流程示意图。图2为本专利技术的现场结构示意图。图3为本专利技术的结构组成示意图。图中：三维激光扫描单元1，三维激光扫描仪11，三脚架12，图像获取单元2，摄像机21，三维建模单元3，BIM建模单元4，云端服务器5，计算机6。具体实施方式如图1~3所示，一种基于BIM和三维激光扫描仪的水池立柱测量系统，包括三维激光扫描单元1、图片获取单元2、三维建模单元3和BIM建模单元4，三维激光扫描单元1获取立柱各处的三维点云数据并传递给三维建模单元3，图片获取单元2获取立柱的图片并传递给三维建模单元3，三维建模单元3接收到数据后建立三维模型并输出给BIM建模单元4，BIM建模单元4构建并储存完整的水池立柱BIM模型；所述三维激光扫描单元包括三维激光扫描仪11，三维激光扫描仪11架设在三脚架12上，三维激光扫描仪11与三维建模单元3通过无线连接。三维激光扫描仪包括激光发射器、棱镜、与棱镜同步的接收器、主机和基座，这些器件可以根据现场情况的不同来选择最合适的型号。优选的方案中，所述三维激光扫描仪11与三维建模单元3通过电缆连接。优选的方案中，所述图像获取单元2为摄像机21。优选的方案中，获取到的三维点云数据被上传到云端服务器5中。利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面和体等各种图件数据。操作简单，安全性高，劳动强度低，能适应水池内部各种复杂几何形状，同时可以满足不同的工作环境，降低人工误差的影响，数据计算方便，测量时间短，准确性高。一种用于上述基于BIM和三维激光扫描技术的水池立柱测量系统的水池立柱测量方法，包括以下步骤：s1、根据现场实际情况确定合适的三维激光扫描仪的扫描方向角，确定摄像机的摆放位置，架立三维激光扫描仪和摄像机；s2、利用三维激光扫描单元获取立柱各处的三维点云数据，利用摄像机获取立柱的图片；s3、将步骤s2中得到的数据和图片导入计算机6，利用三维建模工具基于上述数据生成三维立柱模型；s4、将模型数据导入BIM建模器，构建完整的水池立柱BIM模型。现场实施时先根据立柱的外观、场地特点、空间位置和扫描需要的精度等因素确定合适的实施方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM和三维激光扫描技术的水池立柱测量系统，其特征在于：包括三维激光扫描单元（1）、图片获取单元（2）、三维建模单元（3）和BIM建模单元（4），三维激光扫描单元（1）获取立柱各处的三维点云数据并传递给三维建模单元（3），图片获取单元（2）获取立柱的图片并传递给三维建模单元（3），三维建模单元（3）接收到数据后建立三维模型并输出给BIM建模单元（4），BIM建模单元（4）构建并储存完整的水池立柱BIM模型；所述三维激光扫描单元包括三维激光扫描仪（11），三维激光扫描仪（11）架设在三脚架（12）上，三维激光扫描仪（11）与三维建模单元（3）通过无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM和三维激光扫描技术的水池立柱测量系统，其特征在于：包括三维激光扫描单元（1）、图片获取单元（2）、三维建模单元（3）和BIM建模单元（4），三维激光扫描单元（1）获取立柱各处的三维点云数据并传递给三维建模单元（3），图片获取单元（2）获取立柱的图片并传递给三维建模单元（3），三维建模单元（3）接收到数据后建立三维模型并输出给BIM建模单元（4），BIM建模单元（4）构建并储存完整的水池立柱BIM模型；所述三维激光扫描单元包括三维激光扫描仪（11），三维激光扫描仪（11）架设在三脚架（12）上，三维激光扫描仪（11）与三维建模单元（3）通过无线连接。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM和三维激光扫描技术的水池立柱测量系统，其特征在于：所述三维激光扫描仪（11）与三维建模单元（3）通过电缆连接。3.根据权利要求1所述的一种基于BIM和三维激光扫描技术的水池立柱测量系统，其特征在于：所述图像获取单元（2）为摄像机（21）。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明星，冯钧，熊文涛，王少华，徐汉平，郭世平，张士涛，何小明，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团第五工程有限公司，中国葛洲坝集团国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42