一种基于BIM和点云测量的输变电工程验收方法与流程

一种基于bim和点云测量的输变电工程验收方法
技术领域
1.本发明涉及输变电工程验收技术领域，具体涉及一种基于bim和点云测量的输变电工程验收方法。


背景技术：

2.输变电工程的铁塔组立、导线架设、附件安装等工作均在高空进行，现阶段输变电工程验收过程中，业主、监理层面的验收基本依托登高人员高空检查，传统输变电工程工程验收作业过于依赖人员经验与操作水平，检查过程繁琐、测量精度难以控制，测量成果无法重复使用，不仅需要耗费大量的时间与精力，而且验收效果一般，并且高空人员验收过程中伴随有一定的安全风险，容易发生坠落等人身伤亡事故，针对现有的输电线路竣工验收方法的效率和准确性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种基于bim和点云测量的输变电工程验收方法，能够对输变电工程工程进行快速、高效的竣工验收。
4.为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于bim和点云测量的输变电工程验收方法，包括以下步骤：s1：以设计图纸为信息来源，构建bim模型，其中，所述bim模型包括输变电工程关键部件的标准参数，执行步骤s2；s2： 获取点云数据，根据所述点云数据构建点云数据模型，其中，所述点云数据模型包括输变电工程关键部件的实际参数，执行步骤s3；s3：将bim模型与点云数据模型进行对比，获得施工验收数据，其中，所述施工数据参数包括输变电关键部件异常参数，执行步骤s4。
5.s4：将施工验收数据可视化，输出验收报告，完成输变电工程验收。
6.优选的，步骤s2中，所述点云数据通过搭载有三维激光扫描仪的无人机获取。
7.优选的，所述无人机获取无人机点云数据的方法为：预先设置三维激光扫描仪的采集频率、分辨率以及无人机的采集点；无人机根据所述采集点自动规划飞行路径，按照自动规划的飞行路径飞行并通过三维激光扫描仪采集点云数据，其中，当所述无人机在飞行至采集点时，自动悬停一定时间进行点云数据的采集，当所述无人机飞行遇到障碍物时，自动偏转一定角度，避开障碍物。
8.优选的，所述三维激光扫描仪为三维激光扫描仪faro或z f 9012三维激光扫描仪。
9.优选的，步骤s2中，构建所述点云数据模型的方法具体包括下列步骤：步骤s51：按照输变电关键部件类型对点云数据进行分类，执行步骤步骤s52；步骤s52：通过图像处理技术对分类后的点云数据进行处理，执行步骤s53；步骤s53：将处理后的点云数据进行拼接，执行步骤54；
步骤s54：根据拼接后的点云数据进行建模，获取点云数据模型。
10.优选的，步骤 s52中，通过图像处理技术对点云数据进行处理的具体方法为：通过图像去降声技术去除点云数据中的无效噪声点云，通过图像增强技术去除点云数据中的冗余点云。优选的，步骤s3中，将bim模型与点云数据模型进行对比，获得施工验收数据的方法具体的为：将所述bim模型和点云数据模型放在同一坐标系下进行重叠对比，判断是否存在异常并输出施工验收数据。
11.优选的，所述是否存在异常的判断方法为：当bim模型与点云数据模型完全相互重合时，判断为不存在异常，当bim模型与点云数据模型不完全相互重合时，判断为存在异常，当bim模型与点云数据模型部分不完全重合时，判断bim模型与点云数据模型不完全重合部分之间的差值，当差值不超过预设值时，则不存在异常，当差值超过预设阈值时，则存在异常。
12.本发明的有益效果为：本发明设计了一种以无人机自主飞行和三维激光点云为基础的输变电工程工程验收方法，实现了无人机自动驾驶和点云数据的自动采集，通过高精度的图像处理技术，实现了点云数据的精细化处理，将bim模型与点云数据模型进行对比分析，实现了输变电工程工程进行快速、高效的竣工验收。
附图说明
13.图 1为本发明的整体示意图。
具体实施方式
14.下面结合本发明的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
15.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
16.一种基于bim和点云测量的输变电工程验收方法，包括以下步骤：s1：以设计图纸为信息来源，构建bim模型，其中，所述bim模型包括输变电工程关键部件的标准参数；所述输变电关键部件包括为设备支架、绝缘子串、金具等；所述bim模型的属性管理中存储了大量的基本几何信息数据，包括直径、总长、中心距等关键数据。
17.s2： 获取点云数据，根据所述点云数据构建点云数据模型，其中，所述点云数据模型包括输变电工程关键部件的实际参数，执行步骤s3；具体的，采集前，工作人员需要根据现场情况和bim模型，制定采集方案并规划采集点，并通过智能设备（手机、计算机、无线电遥控器等）设置三维激光扫描仪采集频率、分辨率以及无人机的工作参数，所述工作参数包括采样点、速度、悬停时间等，其中，所述无人机的飞行速度为5km/h～12km/h、悬停时间为3s；所述三维激光扫描仪的扫描分辨率为6～
7；所述激光扫描仪的采样频率为1hz～1000hz，工作人员可以根据需求自己选择；采集时，无人机根据预设的采样点自动规划路径并按照预设的飞行速度与该路径进行飞行，当飞行过程中遇到障碍物时，能够自动偏转一定角度，每次偏转15
°
，偏转至没有障碍物时停止偏转，能够有效减少偏航以及与障碍物碰撞的风险，保证了无人机的安全，偏转后能够重新规划路径，当接近输变电工程预设的采集点附近大约20米左右时，缓慢飞近目标，利用无人机可悬停的特性，稳定悬停后通过其搭载小型三维激光扫描仪采集点云数据，所述无人机搭载的三维极光扫描仪为faro三维激光扫描仪或z f 9012三维激光扫描仪。
18.值得说明的，步骤s2中，构建所述点云数据模型的方法具体包括下列步骤：步骤s51：按照输变电关键部件类型对点云数据进行分类，执行步骤步骤s52；步骤s52：通过图像处理技术对分类后的点云数据进行处理，其中，通过图像去降声技术去除点云数据中的无效噪声点云，通过图像增强技术去除点云数据中的冗余点云，执行步骤s53；具体的，通过高斯滤波法抑制服从高斯分布的噪声点云；通过均值滤波法，用各数值点的统计平均值取代原始点，改变点云位置，去除无效噪声点云，从而对点云进行有效降噪处理。
19.步骤s53：将处理后的点云数据进行拼接，其中，拼接工作利用点云预处理软件（scene软件或autodesk recap软件）实现，软件自动进行“点云”修正、校准、合并，执行步骤54；步骤s54：根据拼接后的点云数据进行建模，获取点云数据模型。
20.s3：将bim模型与点云数据模型进行对比，获得施工验收数据，其中，所述施工数据参数包括输变电关键部件异常参数，执行步骤s4。
21.具体的，将bim模型与点云数据模型进行对比，获得施工验收数据的方法具体的为：将所述bim模型和点云数据模型放在同一坐标系下进行重叠对比，在同一坐标系下进行对比，形成同一的数据系统，能够将输变电的标准参数与实际参数进行一一对应，判断是否存在异常并输出施工验收数据时，判断精准，数据传输高效；当bim模型与点云数据模型完全相互重合时，判断为不存在异常，当bim模型与点云数据模型不完全相互重合时，判断为存在异常，当bim模型与点云数据模型部分不完全重合时，判断bim模型与点云数据模型不完全重合部分之间的差值，当差值不超过预设值时，则不存在异常，当差值超过预设阈值时，则存在异常，其中，异常即表明不符合验收标准，以直线塔为例，直线塔结构倾斜率是其验收的重要标准，其倾斜率一般不大于0.24％，若直线塔的实际倾斜率与标准倾斜率之间的差值超高0.24％，则其不符合验收标准，验收不合格。
22.s4：将施工验收数据可视化，输出验收报告，完成输变电工程验收。
23.具体的，通过显示器等可视化窗口能够直观的展示输变电工程的验收数据，显示内容包括bim模型与点云数据模型的对比图以及两个模型内的输变电关键部件的标准参数、实际参数和异常参数，通过计算机能够自动生产验收报告，方便对输变电工程验收进行管控。
24.综上所述，本发明设计了一种以无人机自主飞行和三维激光点云为基础的输变电工程工程验收方法，完成输变电工程工程验收系统示范工程，实现输变电工程工程进行快速、高效的竣工验收。