【技术实现步骤摘要】
一种基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法
[0001]本专利技术涉及土木工程施工
，尤其涉及一种基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法。
技术介绍
[0002]钢结构是目前主要的建筑结构类型之一，因其整体重量轻、强度高、刚度好，抵抗变形能力强，被广泛应用于体育场馆、会展中心等大跨度公共建筑和地标建筑。但由于施工过程中预拼装、焊接及吊装等工序造成的施工偏差以及临时支撑拆除后的结构变形和自然沉降，施工完成后的实际结构与设计结构模型之间存在较大差异，导致结构表面装饰幕墙的设计方案不可用，须依据实际结构调整变更。为此，需要选择合适的测绘手段采集实际结构的构件节点位置坐标，为幕墙的设计安装提供数据支撑。
[0003]目前施工现场常采取两种主流解决方案：其一是工人通过登高设备抵近或攀爬至构件表面，借助皮尺等工具测量构件实际尺寸并推算节点坐标，该方法安全风险高，测量精度低，同时效率低下，只能在有限范围内复核部分节点位置；其二是工人提前贴设大量靶标点，再采用全站仪测量特征节点的三维坐标，该方法测量精度高，但测量效...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于设计图纸获取箱梁节点局部点云；步骤2：节点局部点云平面提取；步骤3：节点点云平面特征判定；步骤4：基于最小二乘法求取最佳节点中心坐标。2.如权利要求1所述的基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法，其特征在于，步骤1包括：步骤11：从设计图纸中批量导出钢结构箱梁节点点集M＝{M1，M2，
…
，M
i
，
…
，M
N
}及各节点M
i
对应的三维坐标；步骤12：根据三维坐标比对，判断步骤11导出的点集M中的节点M
i
(i＝1，2，
…
，N)是否是精确去噪完成的钢结构点云数据P的已有点，如是则记录该节点在P中的索引值，反之则将该节点添加至点云数据P中，并记录其索引值；步骤13：对点云数据P构建KD树，根据步骤12中各节点的索引值，搜索点云数据P中的各节点M
i
，并以其为中心，提取搜索半径R范围内的点，形成点云子集p
i
，作为对应钢结构节点M
i
的局部点云。3.如权利要求2所述的基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法，其特征在于，所述搜索半径R满足0.25L
‑
σ＜R＜0.25L+σ，其中，σ为钢结构的预计变形程度，L为钢结构节点构件的长度。4.如权利要求1所述的基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法，其特征在于，步骤1中，精确去噪完成的钢结构点云数据P采用三维激光扫描仪分站扫描获得，并在点云处理软件中进行预处理，所述预处理至少包括：点云配准、非对象点云删除、对象点云的非连接项删除及离群点删除。5.如权利要求2所述的基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法，其特征在于，步骤2包括：步骤21：基于主成分分析法计算步骤13所述钢结构箱梁节点的局部点云p
i
中各点的法向量；步骤22：基于随机采样一致性算法拟合节点平面；步骤23：对步骤22剩下的外点重复步骤22，提取节点局部点云p
i
中的剩余平面，直至剩余外点数量与原点云数量的比值小于设定的最小比例阈值p时停止循环。6.如权利要求5所述的基于点云模型的钢结构箱梁节点中心自动计算方法，其特征在于，步骤22包括：步骤221：随机选择节点局部点云p
i
内法向量相近的三个点，计算其对应的平面方程表达式：Ax+By+Cz+D＝0；步骤222：计算局部点云p
i
内部所有点N
j
(x
j
，y
j
，z
j
)至步骤221所得平面的三维距离：步骤223：设定局部点云p
i
内部点到步骤221所得平面的三维距离阈值[d
N
]；
步骤224：比较步骤222计算的各点至平面距离与步骤223所设距离阈值的大小，若d
Nj
＜[d
N
]，则认为该点是内点，反之则视作外点，并记录当前内点的数量N；步骤225：重复步...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，辛佩康，余芳强，仇春华，张铭，刘寅，
申请(专利权)人：上海建工四建集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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