[发明专利]一种既有桥梁快速BIM建模系统及方法

权利要求书

1.一种既有桥梁快速BIM建模系统，其特征在于，包括：三维建模单元、BIM建模单元；

三维建模单元包括三维激光扫描仪、点云数据处理器、三维实体建模工具；三维激光扫描仪的输出端连接点云数据处理器的输入端，点云数据处理器的输出端连接三维实体建模工具的输入端；

BIM建模单元包括BIM建模工具、传感器组、桥梁BIM模型库；结构应力传感器安装于桥梁的应力检测部位，其输出端连接BIM建模工具的输入端，三维实体建模工具的输出端连接BIM建模工具的输入端，BIM建模工具的输出端连接桥梁BIM模型库的输入端；

其中，三维激光扫描仪用于扫描桥梁实体以获得桥梁实体点云数据，并发送至点云数据处理器；点云数据处理器用于对点云数据进行预处理，生成完整的全彩点云模型并发送至三维实体建模工具；三维实体建模工具用于对全彩点云模型中各点云模型面的漏洞进行修复，生成三维实体模型并发送至BIM建模工具；

结构应力传感器用于检测桥梁结构应力信息以及监测桥梁运营实时信息并发送至BIM建模工具；BIM建模工具用于录入桥梁的三维实体模型、桥梁结构应力信息以及桥梁运营实时信息，并将三者整合得到集成了桥梁结构应力信息以及桥梁运营实时信息的三维实体模型，存储至桥梁BIM模型库。

2.如权利要求1所述的一种桥梁快速BIM建模系统，其特征在于，还包括桥梁信息管理服务器，桥梁信息管理服务器的输入端连接桥梁BIM模型库的输出端；桥梁信息管理服务器包括模型管理模块、用户管理模块、调用管理模块以及系统管理模块；

模型管理模块用于处理新模型入库以及模型资料修改；用户管理模块用于管理用户资料；调用管理模块用于管理和查询桥梁信息管理服务器的调用情况；系统管理模块用于数据信息的维护。

3.如权利要求2所述的一种桥梁快速BIM建模系统，其特征在于，还包括云端服务器，三维实体建模器的输出端口连接云端服务器，用于三维实体模型的实时发布与分享。

4.一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)数据采集：在桥梁四周设立至少两个扫描站点，架设三维激光扫描仪，扫描获取不同视角的点云数据；

(2)数据处理：将扫描获取的各站点云数据进行处理，形成完整准确的桥梁点云；

(3)三维实体建模：利用三维建模工具将桥梁点云拟合成多个表面并进行漏洞修补，形成完整的桥梁三维实体模型；

(4)BIM建模：利用三维建模工具对桥梁三维实体模型进行构件分块处理，分别导入BIM建模器制成族文件，构建桥梁BIM模型。

5.如权利要求4所述的一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，步骤(4)中还包括将生产建造、运营维护信息集成到BIM模型中形成信息完整的桥梁BIM模型。

6.如权利要求4或5所述的一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，利用三维建模工具对桥梁三维实体模型进行分块处理，分别导入BIM建模器制成族文件，构建桥梁BIM模型。

7.如权利要求6所述的一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，还包括步骤(5)模型数据库建立及应用：对区域内的大量桥梁进行快速BIM建模，将模型分类整理形成本区域桥梁BIM模型数据库，配合现代桥梁检测技术和本区域市政设施及路网系统支持区域内桥梁数字化运营维护管理，实现区域内桥梁的智能诊断、精准维修和智慧交通的应用。

8.如权利要求6所述的一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，步骤(1)中，对于桥梁隐蔽处以及有障碍物遮挡部分，采用无人机机载扫描、机械臂机载扫描或人工手持设备扫描方式来实现全方位、多角度的全面扫描，以获得完整的点云数据。

9.如权利要求6所述的一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，步骤(2)包括如下步骤：将采集的多站数据根据标靶建立的坐标系拼接成全桥的点云模型；将桥身及其周围因空气中的水汽或扬尘颗粒等杂质干扰产生的错误点进行剔除；将除桥梁实体以外的周围环境产生的多余点云数据进行剔除。

10.如权利要求6所述的一种既有桥梁快速BIM建模方法，其特征在于，步骤(1)还包括使用影像采集器多角度获取外业影像资料；步骤(3)还包括配合外业扫描获取的外业影像资料，对三维实体模型进行贴图处理，生成逼真、生动的虚拟模型，用于云端的实时发布与分享，以提高在线协作的工作效率。