一种基于点云数据和BIM模型的工程结构数字化预拼装方法与流程

技术特征：
1.一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取全部待预拼装构件的理论bim模型，并记录各个构件的基本信息；其中，所述基本信息包括构件的几何信息、构件的属性信息、构件的拼接控制点信息以及构件的连接关系数据信息；2)对加工完成的构件进行三维扫描得到三维点云数据，并生成实物点云模型；3)将理论bim模型转换为期望点云模型；对理论bim模型进行ifc格式提取，进行三角网格化，并填充生成期望点云模型；4)将实物点云模型与期望点云模型进行匹配；5)根据实物点云模型与期望点云模型的匹配关系，在实物点云模型上提取拼接控制点；6)以拼接控制点对齐的方式对各个构件的实物点云模型进行坐标对齐，实现各个构件的虚拟预拼装。2.根据权利要求1所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：步骤6)之后，还具有利用二维码生成技术，为工程中每一个构件生成对应的设计相关信息二维码的相关步骤；所述信息二维码包含构件的基本信息、拼接控制点、扫描点云模型以及构件间的连接关系图。3.根据权利要求2所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：还具有构件出厂配送至施工现场，按照连接关系进行实体构件拼装的相关步骤。4.根据权利要求1所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：步骤2)中，三维扫描采用的数据采集设备为三维激光扫描仪。5.根据权利要求1所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：步骤4)之后，还具有分析实物点云模型和期望点云模型的匹配可靠性的相关步骤；将实物点云模型的坐标值转化到期望点云模型的参照坐标系下；分别计算每个关键点是否在规定的偏差范围内，并对实体构件进行校正。6.根据权利要求1所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：步骤5)中，在实物点云模型上对拼接控制点进行最近邻搜索，得到拼接控制点点云块；对拼接控制点点云块用控制点匹配算法进行拼接控制点提取。7.根据权利要求1所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：所述拼接控制点为螺栓孔；步骤5)中，根据各个构件理论bim模型的孔位中心，在扫描点云上得到对应的孔位的中心坐标，以r倍孔半径进行搜索得到孔位扫描点云，作为孔位的粗边缘点，并进行降维处理；对获得的降维数据使用基于区域的边缘检测方法，提取各孔位的精确边缘点集合；步骤6)中坐标匹配算法选用广义普氏分析法；进行普氏分析法迭代，实现构件与相邻构件点云模型相应孔位的最大程度匹配。8.根据权利要求1所述的一种基于点云数据和bim模型的工程结构数字化预拼装方法，其特征在于：所述拼接控制点为焊缝或连接键的连接点。

技术总结
发明提供一种基于点云数据和BIM模型的工程结构数字化预拼装方法。该方法包括生成扫描点云模型、BIM模型点云化、得到匹配点云、提取拼接控制点、进行数字化预拼装等步骤。该方法利用设计模型对各个钢结构构件进行拼接控制点提取，作为先验知识辅助自动化预拼装设计。在构件分段加工好之后，采用三维激光扫描技术对构件进行扫描，通过扫描模型与设计模型进行对比，能有效地提取待拼接构件的螺栓孔群尺寸信息，进而进行预拼装对构件尺寸进行检测，从而避免钢构件的实体预拼装，提升工程效率。提升工程效率。提升工程效率。


技术研发人员：程国忠 刘界鹏 曾焱 李东声 崔娜
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2022/1/14