[发明专利]基于3D扫描的超高层建筑施工偏差数字化检验系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于3D扫描的超高层建筑施工偏差数字化检验系统及方法，通过3D激光扫描子系统为扫描获取超高层建筑结构的点云数据，施工偏差数字化检验子系统对扫描获取到的点云数据进行处理得到3D扫描模型，对设计模型进行数字化处理，以及进行3D扫描模型与数字化后的设计模型的偏差分析，得到超高层建筑施工进度、位置和尺寸偏差的检验评估，能够实现超高层建筑施工偏差精确快速的数字化检验。

技术领域

本发明涉及一种基于3D扫描的超高层建筑施工偏差数字化检验系统及方法。

背景技术

大中城市发展超高层建筑有利于解决人口剧增与土体资源极度匮乏的矛盾。当前，我国的超高层建筑处于繁荣发展期，据预测，到2020年，全球超过七成的超高层建筑将在中国。在超高层建筑的建造过程中，施工测量发挥极其重要的作用。与常规工程相比，超高层建筑测量控制精度要求更高，多数超过了现有规范的技术指标。同时，由于温差、日照、风载等因素对其高耸结构造成竖向高度变化、侧向挠曲、扭转、摆动等一系列影响，使得其测量不稳定，因此其测量难度更大。

超高层建筑施工控制测量主要包括平面、高程和竖向等方面测量。平面和高层控制测量通常分别布设三级和二级控制网，竖向测量通常采用外控法、内控法和综合法三种方法。其中竖向测量控制的垂直度测量是施工测量的难点，通常采用线锤铅直投测法、经纬仪斜投测法、激光测量法、全站仪竖向投测法、经纬天顶仪和天底仪竖向投测法等。

超高层建筑由于测量和施工本身误差不可避免使得实际所施工的结构或构件与设计存在偏差，一旦偏差超过规范允许值或范围，一方面不满足设计要求，另一方面存在安全隐患。针对施工偏差，当前缺乏有效快速的检验方法，并且施工测量缺乏快速的校核方法。因此，研究一种超高层建筑施工偏差精确快速的检验方法，已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D扫描的超高层建筑施工偏差数字化检验系统及方法，能够实现超高层建筑施工偏差精确快速的数字化检验

为解决上述问题，本发明提供一种基于3D扫描的超高层建筑施工偏差数字化检验系统，包括：

3D激光扫描子系统，用于扫描获取超高层建筑结构的点云数据；

施工偏差数字化检验子系统，用于对扫描获取到的点云数据进行处理得到 3D扫描模型，对设计模型进行数字化处理，以及进行3D扫描模型与数字化后的设计模型的偏差分析，得到超高层建筑施工进度、位置和尺寸偏差的检验评估。

进一步的，在上述系统中，所述3D激光扫描子系统包括：

3D激光扫描仪组，用于扫描获取施工中超高层建筑主体部分、局部结构和标靶集点云数据；

GNSS，用于供3D激光扫描仪组的定位测量及辅助超高层建筑局部结构扫描测量；

控制点集，用于作为3D激光扫描仪组、GNSS的位置参考点，以及超高层建筑扫描测量的参考点，并且辅助所述点云数据配准、坐标转化和扫描模型装配；

无线通信模块，用于扫描测量控制的数据通信传输；

计算机与服务器，用于通过所述无线通信模块控制3D激光扫描仪组的扫描测量以及扫描数据的分析。

进一步的，在上述系统中，所述3D激光扫描仪组包括3台主控扫描仪和1 台辅助扫描仪，分别用于超高层建筑主体和局部结构的扫描测量，得到超高层建筑主体和局部结构的点云数据；

所述GNSS包括2台GNSS基准接收机和2台GNSS流动接收机；

所述控制点集包括主控扫描仪位置控制点，GNSS基准接收机位置控制点和标靶集，其中，所述主控扫描仪位置控制点作为所述主控扫描仪位置参考点，所述GNSS基准接收机位置控制点作为所述GNSS基准接收机位置参考点，标靶集作为超高层建筑扫描测量的参考点。