本发明涉及建筑施工领域,具体涉及混凝土结构实测实量技术。
背景技术:
1、建筑混凝土结构全景扫描技术是一种利用三维激光扫描仪器,对建筑混凝土结构进行全面、高精度的扫描,从而获取其详细的三维坐标数据、反射率和纹理信息的技术。基于该技术能够快速、准确地复制建筑混凝土结构的实际状况。该技术主要利用激光测距的原理,通过激光扫描仪发射激光束,对混凝土表面进行扫描,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。这些信息被数据采集系统收集并转换成数字信号,传输到计算机上进行处理,最终复建出被测目标的三维模型。但三维点云模型中无法选择或划分建筑构件,其作用主要是建立了建筑结构的表皮,无法进一步获取构件信息进而进行质量检测。再者,传统bim模型建模工作量大,而且施工现场结构、构件、材料摆放、环境等信息很难在bim模型上进行实时更新,构件质量信息与现有构件系统的匹配和挂接,并且现有bim模型无法提供准确的建筑环境底图,无法直接用于移动机器人调度。
2、混凝土实测实量是指在混凝土施工过程中,对混凝土的各项性能指标进行实地测量和量化评估的过程。这一环节对于确保工程质量至关重要,因为它能够直接反映混凝土的实际性能,从而验证混凝土的配合比是否正确,及时发现并纠正施工中的问题。现有混凝土实测实量方法主要通过人工现场利用检测仪器检测,进而记录数据形成报表,如果检测不合格进行整改,同样也是通过表单记录。如此的测量方法使得现场结构的实际质量信息无法及时呈现,人工翻查检测表单获取结构检测结果无法做到及时处理及结果的有效反馈。
技术实现思路
1、针对现有混凝土实测实量信息无法与构件信息及时绑定并实时呈现的问题,本发明的目的在于提供一种基于全景扫描及智能分割技术的混凝土结构实测实量方案,本方案通过全景扫描构建相应混凝土楼层点云三维模型,进一步通过智能分割技术划分模型,将模型按混凝土结构构件进行分割并适配对应的混凝土实测实量检测项目,据此基于混凝土实测实量工具进行现场检测,同步实现检测结果与对应结构构件绑定并及时上传实测实量系统。
2、为了达到上述目的,本发明提供了一种基于全景扫描及智能分割技术的混凝土结构实测实量系统,包括移动设备,实测实量工具以及云平台;
3、所述移动设备配置成承载检测组件,能够对被测量对象进行全景扫描,并能够根据所扫描得到的数据构建被测量对象的点云模型;
4、所述云平台设置成与所述移动设备数据连接,能够获取所述移动设备构建的点云模型,并通过聚类图像分割算法将点云模型按混凝土结构构件进行智能分割,针对分割得到的混凝土结构构件适配对应的实测实量检测项目信息;
5、所述实测实量工具配置成能够与所述云平台进行数据交互,从所述云平台中获取对应混凝土结构构件的实测实量检测项目信息,并根据获取到的实测实量检测项目信息进行现场检测对应的混凝土结构构件,且将检测结果与所述云平台中确定的混凝土结构构件编号信息进行绑定并及时上传实测实量系统。
6、在本发明的一些实施方式中,所述移动设备设置有激光雷达与自动导航组件,所述自动导航组件配置成驱动移动设备在现场进行自主移动;所述激光雷达配置成在移动设备移动过程中实时扫描移动设备移动方向上点云。
7、在本发明的一些实施方式中,所述移动设备中还设置有多目摄像组件,所述多目摄像组件配置成配合方位识别码在移动设备移动过程中对移动设备进行辅助定位。
8、在本发明的一些实施方式中,所述云平台中配置有图像构建模块、能量函数模块、最小割寻找模块、图像分割模块以及编号模块;
9、所述图像构建模块配置成基于特征提取与聚类方式将点云模型中同一类别的点云进行连接形成对应的一幅图;
10、所述能量函数模块配置用于确定评估分割性能的能量函数,并由此来确定对所述图像构建模块所构建的图进行切割的切割边界信息;
11、所述最小割寻找模块配置成基于所述能量函数模块所定义的能量函数针对所述图像构建模块所构建的图确定最小割;
12、所述图像分割模块配置成基于空间注意力的语义来对所述图像构建模块所构建的图按混凝土结构构件进行图像分割;
13、所述编号模块配置成能够将所述图像分割模块所分割的图像按照对应的混凝土结构构件进行命名与编号。
14、在本发明的一些实施方式中,所述图像构建模块包括特征提取子模块、点云聚类子模块以及建图子模块;
15、所述特征提取子模块配置成对点云模型中的点云数据进行特征提取,捕获每个点的位置、形状和语义特征;
16、所述点云聚类子模块配置成与所述特征提取子模块进行数据交互,能够在特征提取后,利用聚类算法对点云进行分组,将相邻且特征相似的点归为同一类别。
17、所述建图子模块配置成与所述点云聚类子模块进行数据交互,将每组点云分组中的点云进行相应的连接后成为一个图。
18、为了达到上述目的,本发明提供了一种基于全景扫描及智能分割技术的混凝土结构实测实量方法,包括:
19、基于移动设备对被测量对象进行全景扫描,并能够根据所扫描得到的数据构建被测量对象的点云模型;
20、针对构建的点云模型,并通过聚类图像分割算法将点云模型按混凝土结构构件进行智能分割,针对分割得到的混凝土结构构件适配对应的实测实量检测项目信息;
21、基于适配实测实量检测项目信息来引导实测实量工具在现场检测对应的混凝土结构构件,并同步将检测结果与相应的混凝土结构构件信息进行绑定存储。
22、在本发明的一些实施方式中,所述实测实量方法中通过构建移动路径来自动引导移动设备进行移动,并在移动过程中对被测量对象进行全景扫描。
23、在本发明的一些实施方式中,所述实测实量方法在对点云模型进行智能分割时,包括:
24、(1)基于特征提取与聚类方式将点云模型中同一类别的点云进行连接形成对应的一幅图;
25、(2)确定评估分割性能的能量函数,并由此来确定对所述图像构建模块所构建的图进行切割的切割边界信息;
26、(3)基于步骤(2)所定义的能量函数针对步骤(1)中所构建的图确定最小割;
27、(4)基于空间注意力的语义来对所述图像构建模块所构建的图按混凝土结构构件进行图像分割;并将所分割的图像按照对应的混凝土结构构件进行命名与编号。
28、在本发明的一些实施方式中,所述实测实量方法在步骤(1)中构建图时,包括:
29、(11)对点云模型中的点云数据进行特征提取,捕获每个点的位置、形状和语义特征;
30、(12)在特征提取后,利用聚类算法对点云进行分组,将相邻且特征相似的点归为同一类别;
31、(13)将每组点云分组中的点云进行相应的连接后成为一个图。
32、本发明提供的基于全景扫描及智能分割技术的混凝土结构实测实量方案,创新的基于全景扫描快速构建点云三维模型,达到现实复刻,并通过智能分割,在分割的三维模型上选择构件、下发实测实量检测单,通过实测实量工具检测,数据上传并在三维模型上显示,操作方便,应用范围广,可应用于结构检测与评估、历史建筑保护、建筑施工与翻新、灾害评估与恢复、建筑设计验证等领域。
1.一种基于全景扫描及智能分割技术的混凝土结构实测实量系统,其特征在于,包括移动设备,实测实量工具以及云平台;
2.根据权利要求1所述的混凝土结构实测实量系统,其特征在于,所述移动设备设置有激光雷达与自动导航组件,所述自动导航组件配置成驱动移动设备在现场进行自主移动;所述激光雷达配置成在移动设备移动过程中实时扫描移动设备移动方向上点云。
3.根据权利要求2所述的混凝土结构实测实量系统,其特征在于,所述移动设备中还设置有多目摄像组件,所述多目摄像组件配置成配合方位识别码在移动设备移动过程中对移动设备进行辅助定位。
4.根据权利要求1所述的混凝土结构实测实量系统,其特征在于,所述云平台中配置有图像构建模块、能量函数模块、最小割寻找模块、图像分割模块以及编号模块;
5.根据权利要求4所述的混凝土结构实测实量系统,其特征在于,所述图像构建模块包括特征提取子模块、点云聚类子模块以及建图子模块;
6.一种基于全景扫描及智能分割技术的混凝土结构实测实量方法,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的混凝土结构实测实量方法,其特征在于,所述实测实量方法中通过构建移动路径来自动引导移动设备进行移动,并在移动过程中对被测量对象进行全景扫描。
8.根据权利要求6所述的混凝土结构实测实量方法,其特征在于,所述实测实量方法在对点云模型进行智能分割时,包括:
9.根据权利要求8所述的混凝土结构实测实量方法,其特征在于,所述实测实量方法在步骤(1)中构建图时,包括: