[发明专利]基于切片法的预制构件逆向建模与质量控制方法

说明书

本发明公开了基于切片法的预制构件逆向建模与质量控制方法，包括：获取预制构件表面三维点云数据；对三维点云数据进行预处理；根据预处理后的点云数据设置参考线，沿参考线对预制构件进行切片分割，提取各切片的高度信息，将切片投影到二维平面；从二维切片平面外围轮廓上的点中提取特征点；将特征点连起来得到切片二维轮廓，将切片二维轮廓依据切片高度信息拉伸成三维切片，将所有的三维切片按照原位置组合形成逆向重建模型；对逆向重建模型以及正向设计的BIM模型进行配准，按照质量控制要求进行分析综合，评估装配式预制构件的质量是否符合要求。本发明方法替代传统人工肉眼观察以及尺量的方式，实现更严格、更自动化的生产质量控制。

技术领域

本发明涉及基于切片法的预制构件逆向建模与质量控制方法，属于土木工程与测绘技术领域。

背景技术

装配式建筑采用预制与现浇结合的施工方式，施工工艺与传统的建筑类型存在较大的差异。装配式建筑预制构件通过在预制工厂流水线生产，再运输到装配式建筑施工现场。大部分情况下需要预制构件与现浇建筑配合使用。

流水线的生产模式具有较高的经济效益。但由于预制构件的生产不在现场，如果出现误差进行更改的可能性比较小，同时预制构件的质量误差会直接对装配式建筑的质量造成影响，因此对于预制构件的质量要求比较高。与现浇混凝土构件质量要求存在不同，预制构件生产标准化，构件内部的质量问题往往得到良好的控制。在目前的实践应用中，尽管预制构件是在工厂中进行标准化生产，但是在质量检测方面采用的方法多依靠人工测量、尺量。这种方式效率低下，而且误差较大，不利于装配式建筑预制构件的大批量生产质量控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供基于切片法的预制构件逆向建模与质量控制方法，利用激光扫描技术采集预制构件表面质量信息，并通过切片法进行逆向建模，对预制构件表面质量进行检验的方法，克服现有技术中对装配式建筑预制构件质量检测效率低下且非自动化的缺点。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于切片法的预制构件逆向建模与质量控制方法，包括如下步骤：

步骤1，获取装配式建筑预制构件表面三维点云数据；

步骤2，对步骤1获取的三维点云数据进行预处理，区分平面点与边界点，并去除三维点云数据中的离散点和噪点；

步骤3，根据预处理后的点云数据设置一条参考线，沿参考线对装配式建筑预制构件进行切片分割，提取每一切片的高度信息，并将切片投影到二维平面得到二维切片平面；

步骤4，利用弦高差算法，从二维切片平面的外围轮廓上的点中提取特征点；

步骤5，将步骤4提取出的特征点连起来得到各切片的二维轮廓，将各切片的二维轮廓依据切片的高度信息拉伸成三维切片，将所有的三维切片按照原切片位置进行组合，形成逆向重建模型；

步骤6，对步骤5得到的逆向重建模型以及预制构件正向设计的BIM模型进行配准，按照质量控制要求进行分析综合，利用数据可视化的手段，评估装配式预制构件的质量是否符合要求。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中，采用激光扫描仪获取的是.asc格式的预制构件表面三维点云数据。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤2中，将.asc格式的预制构件表面三维点云数据转换为.obj格式，采用K最近邻分类算法对.obj格式的三维点云数据进行预处理。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤3的具体过程如下：