用于附着式脚手架的障碍物扫描方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及脚手架技术领域，公开了一种用于附着式脚手架的障碍物扫描方法及装置，包括扫描机构和控制系统；扫描机构包括扫描仪和旋转轨道；扫描仪用于扫描障碍物信息；所述扫描机构设有数个，且分别设于脚手架机位中的关键机位处；控制系统包括规划模块、三维重构模块和调整模块；规划模块用于根据脚手架基础参数和建筑物基础参数，按照规划策略确定关键机位；建筑物基础参数包括建筑物外立面异形结构参数；三维重构模块用于根据扫描仪的扫描信息进行障碍物的三维虚拟模型构建；调整模块用于按照调整策略控制调整各扫描仪的位置。本发明专利技术能够以较少的扫描机构完成精准、高效地完成障碍物扫描，能够为附着式脚手架的安全运作提供可靠数据参考。可靠数据参考。可靠数据参考。

【技术实现步骤摘要】
用于附着式脚手架的障碍物扫描方法及装置


[0001]本专利技术涉及脚手架
，具体涉及一种用于附着式脚手架的障碍物扫描方法及装置。

技术介绍

[0002]附着式脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降，具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架；附着式脚手架主要由附着式脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等构成。它能够将高处作业变为低处作业，将悬空作业变为架体内部作业，安全性和便捷性较好，被广泛应用于建筑施工中。
[0003]目前，全钢附着式升降脚手架是建筑工地中最常用的外部脚手架，但其在运行和提升过程中依然存在控制不同步、障碍物阻挡和环境扰动等问题，严重影响了附着式脚手架的提升效率和安全性，并可能引起脚手架倾覆、坠落等安全问题。其中，障碍物阻挡情况是相对较为常见的一类问题，因施工产生的建筑垃圾、因施工人员活动而带来的生活垃圾、施工时放置的施工设备等都易成为阻碍脚手架移动、升降，或阻碍其他正常施工进程的障碍物。而针对这些障碍物，目前常用的处理办法是在脚手架移动前，直接由施工人员进行障碍物排查，或是，采用脚手架上设置的监控装置确认是否存在障碍物，再安排施工人员清障。但是，此类方法，对于障碍物的认定实际上都需要人为判断，障碍物的寻找也需要在监控设备中逐个寻找，且现有的监控设备并无法充分涵盖障碍物确认所需要的完整视角，障碍物判定效率较低，精准度也不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种用于附着式脚手架的障碍物扫描方法及装置，能够以较少的扫描机构完成精准、高效地完成障碍物扫描，实现障碍物的智能扫描判定，扫描操作具备较高的动态性，能够为附着式脚手架的安全运作提供可靠数据参考。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下方案：
[0006]方案一：
[0007]用于附着式脚手架的障碍物扫描装置，包括扫描机构和控制系统；
[0008]所述扫描机构包括扫描仪和旋转轨道；所述扫描仪与旋转轨道通过滑动底座滑动连接；扫描仪与滑动底座转动连接；所述扫描仪用于扫描障碍物信息；所述扫描机构设有数个，且分别设于脚手架机位中的关键机位处；所述旋转轨道的旋转轴线与关键机位的竖向中轴线平行；
[0009]所述控制系统与扫描机构建立通信连接；所述控制系统包括规划模块、三维重构模块和调整模块；所述规划模块用于根据脚手架基础参数和建筑物基础参数，按照规划策略确定关键机位；所述建筑物基础参数包括建筑物外立面异形结构参数；所述三维重构模块用于根据扫描仪的扫描信息进行障碍物的三维虚拟模型构建；
[0010]所述调整模块用于按照调整策略控制调整各扫描仪的位置；所述调整策略包括：在单一扫描仪扫描到疑似障碍物时，调用该扫描仪扫描得到的疑似障碍物信息，并由三维重构模块预建立为估计模型；基于估计模型，确定待补充视角，并转换为扫描仪的转动参数和移动参数；并根据转动参数和移动参数调整扫描仪位置。
[0011]本方案的工作原理及优点在于：首先，本方案设置的扫描机构数量较少，仅在关键机位处设置扫描机构，而并非像常规扫描机构设置方案一样，在脚手架内部的每个节点均安装扫描仪。由于脚手架内部机位等会对扫描区域造成遮挡，为消除遮挡的影响，常规方案中，往往通过增加扫描仪数量来补足遮挡区域，此类方案的运作成本较高，扫描数据量较大，数据处理工作量较大。而本方案则精简了扫描机构数量，通过设置旋转轨道、滑动底座等机构为扫描仪构建了充足的可移动空间，扫描仪通过在旋转轨道上移动、转动能够形成不一样的扫描角度，使得单个扫描仪能够获得更广的扫描范围。
[0012]并且，本方案中由控制系统对扫描机构进行智能控制，调整模块能够根据扫描得到的疑似障碍物信息，配合以三维重构模块的三维虚拟模型构建功能，智能确定所缺乏的障碍物视角信息，并综合调用扫描仪(包括不同扫描机构的扫描仪)对视角进行智能补充，进而可扫描到完整、准确的障碍物；能够以较少的扫描机构完成精准、高效地完成障碍物扫描，扫描操作具备较高的动态性。能够为附着式脚手架的安全运作提供可靠数据参考。
[0013]进一步，所述脚手架基础参数自脚手架搭设工程图中提取得到；所述建筑物基础参数还包括建筑物外立面基础结构参数。
[0014]有益效果：自脚手架搭设工程图中能够获取得到充分脚手架基础参数信息，信息采集路径可靠、信息量充足；且建筑物基础参数数据充足；便于后续准确规划确定关键机位位置。
[0015]进一步，所述三维重构模块还根据脚手架基础参数和建筑物基础参数，建立脚手架及建筑物的三维虚拟模型，即基准虚拟模型；且所述障碍物的三维虚拟模型构建在基准虚拟模型中，所述障碍物的三维虚拟模型跟随疑似障碍物信息更新而动态调整。
[0016]有益效果：将障碍物模型设置在基准虚拟模型中，障碍物的位置显示更为直观，更便于观察。并且，障碍物的三维虚拟模型处于动态调整状态下，随着扫描仪扫描信息的增加，障碍物确认的精准度和可靠度相应增加，本方案能够快速定位障碍物的同时，能够保证较高的障碍物扫描全面度和精准度。
[0017]进一步，所述规划策略包括：根据基准虚拟模型，得到脚手架机位排布图；并将建筑物直立面对应的脚手架机位区域定为第一区域，将建筑物异形面对应的脚手架机位区域定为第二区域；
[0018]将第一区域中的脚手架机位划分为3x3的第一脚手架排布矩阵，并选取每个第一脚手架排布矩阵中心处的脚手架机位作为关键机位；
[0019]将第二区域中的脚手架机位划分为3x3的第二脚手架排布矩阵，并选取每个第二脚手架排布矩阵单条对角线上的脚手架机位作为关键机位。
[0020]有益效果：本方案一脚手架机位为基础，将建筑物直立面和建筑物异形面分别划分为第一、第二脚手架排布矩阵，区域划分较为一致和标准；并且，选取第一脚手架排布矩阵中的中心点位作为关键机位，能够以最少的机位数量，充分满足单个第一脚手架排布矩阵的扫描需求。选取第二脚手架排布矩阵中的对角线点位作为关键机位，在异形面存在起
伏的情况下，也能够实现全面扫描。
[0021]进一步，所述调整策略还包括：在日常状态下，以10
°
/分钟的角度调整频次和5cm/分钟的位移调整频次，控制调整扫描仪位置。
[0022]有益效果：在日常状态下，扫描机构执行动态扫描，能够有序地扫描脚手架情况；动态的扫描模式也有助于达成以较少量的扫描机构实现大范围全面扫描的高效扫描效果。
[0023]进一步，所述调整策略还包括：实时采集脚手架的提升信号；若出现提升信号，则对应确定提升路径，并控制调整提升路径四周的扫描仪位置，使得扫描仪的扫描域面向提升路径。
[0024]有益效果：在脚手架存在提升动作时，动态调整扫描仪对提升路径进行集中式扫描，障碍物扫描机动性较高，且能够为脚手架提升提供移动参考。
[0025]进一步，所述控制系统还包括预警模块；所述预警模块用于在提升路径上出现疑似障碍物时，进行提升风险预警。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于附着式脚手架的障碍物扫描装置，其特征在于，包括扫描机构和控制系统；所述扫描机构包括扫描仪和旋转轨道；所述扫描仪与旋转轨道通过滑动底座滑动连接；扫描仪与滑动底座转动连接；所述扫描仪用于扫描障碍物信息；所述扫描机构设有数个，且分别设于脚手架机位中的关键机位处；所述旋转轨道的旋转轴线与关键机位的竖向中轴线平行；所述控制系统与扫描机构建立通信连接；所述控制系统包括规划模块、三维重构模块和调整模块；所述规划模块用于根据脚手架基础参数和建筑物基础参数，按照规划策略确定关键机位；所述建筑物基础参数包括建筑物外立面异形结构参数；所述三维重构模块用于根据扫描仪的扫描信息进行障碍物的三维虚拟模型构建；所述调整模块用于按照调整策略控制调整各扫描仪的位置；所述调整策略包括：在单一扫描仪扫描到疑似障碍物时，调用该扫描仪扫描得到的疑似障碍物信息，并由三维重构模块预建立为估计模型；基于估计模型，确定待补充视角，并转换为扫描仪的转动参数和移动参数；并根据转动参数和移动参数调整扫描仪位置。2.根据权利要求1所述的用于附着式脚手架的障碍物扫描装置，其特征在于，所述脚手架基础参数自脚手架搭设工程图中提取得到；所述建筑物基础参数还包括建筑物外立面基础结构参数。3.根据权利要求1所述的用于附着式脚手架的障碍物扫描装置，其特征在于，所述三维重构模块还根据脚手架基础参数和建筑物基础参数，建立脚手架及建筑物的三维虚拟模型，即基准虚拟模型；且所述障碍物的三维虚拟模型构建在基准虚拟模型中，所述障碍物的三维虚拟模型跟随疑似障碍物信息更新而动态调整。4.根据权利要求3所述的用于附着式脚手架的障碍物扫描装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇超，吴友成，胡梦阳，申宇，李帅，
申请(专利权)人：重庆建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：