采用三维激光扫描精准获得钢构件初始几何缺陷的方法

钢结构初始几何缺陷是影响构件性能、施工安装的重要因素,传统测量手段存在效率不高、数据不全、精度不足等问题。采用三维激光扫描技术可以高效、精准地扫描构件外形,然而获得的点云数据需要进行复杂的处理,一定程度上限制了该技术的应用。发展了一种构件数字化模型,分为构件、截面、几何元素三个层次;提出了基于三维激光点云的数字化模型建立方法,包括校准固有坐标系、构件点云切片和标注、截面点云分割和标注三个主要步骤;提出了基于数字化模型的全局和局部初始几何缺陷的计算方法。数字化模型及其建立方法在精确保留扫描细节的同时抽象出了几何特征。采用手持式三维激光扫描仪和自编软件BCModeler,采集并处理得到了钢构件的整体和局部初始几何缺陷,验证了方法的有效性。     

基于PSO-LSSVM模型空调负荷预测研究

提出利用粒子群优化(PSO)算法优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)预测模型(PSO-LSSVM模型)。以厦门某公共建筑作为研究对象,将平均绝对误差绝对值、平均相对误差绝对值作为评价指标,评价LSSVM模型、PSO-LSSVM模型对空调负荷的预测效果。LSSVM模型、PSO-LSSVM模型的空调负荷预测值与实测值变化趋势基本一致。与LSSVM模型相比,PSO-LSSVM模型的预测值平均绝对误差绝对值、平均相对误差绝对值更小,PSO-LSSVM模型的预测准确性更高。     

三维激光扫描技术在钢结构构件数字拟合中的应用

三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据,因此可以用于获取高精度高分辨率的数字模型。本文主要介绍三维激光扫描系统的工作原理、点云数据的采集与处理、点云模型与理论模型的比对方法,并结合工程实例探讨三维激光扫描技术在钢结构构件数字拟合中的应用。     

基于三维激光扫描的桥梁钢结构构件质量检查方法研究

作为一种新的数据获取手段,三维激光扫描仪可以快速、精确和高效地获取目标的三维激光点云数据,这突破了传统的测量和数据处理方法。本文综述了三维激光扫描技术在桥梁钢结构的复杂构件质量检查中的应用方法。     

基于三维点云模型预制钢构件尺寸检测方法

为解决人工检测手段对相应的预制构件的尺寸检测工作耗时费力、易出错,且难以获得影响预制构件装配的关键参数等问题,提出了基于三维点云模型对预制钢构件加工精度检测的方法。首先,通过制定合理扫描方案获取点云数据并对点云数据进行预处理、逆向建模得到构件点云模型;然后,基于点云模型和理论模型之间的整体偏差确定构件大致的制作误差范围,对构件制作误差进行初步评估;最后,基于点云模型和理论模型拼接面角点和夹角等关键参数偏差对构件制作误差进行细致评估,从而得出检测结果。以某预制桥塔钢节段为例,实验结果表明,该方法提高了钢构件制作误差的检测精度和效率。     

基于三维激光扫描和BIM模型在桥梁施工阶段质量管理中的研究

目前我国桥梁在施工阶段的质量管理中存在缺乏可视化的有效监控，信息化数字化技术应用较少，材料物资缺乏有效的监管，信息交流不畅，信息有效利用率低下等问题，因此需要借助先进的施工监测技术和信息管理方法来实现对桥梁施工质量的有效管理，三维激光扫描和BIM模型的结合是最好的选择。首先阐述了三维激光扫描和 BIM在桥梁质量管理中的应用现状，并通过分析指出三维激光扫描结合 BIM模型在桥梁质量管理中的研究和应用分析还较少，有必要开展相应的研究。利用三维激光扫描采集的点云数据和 BIM模型的对接，分析了基于三维激光扫描和 BIM模型在桥梁质量管理中的可行性和必然性。最后以中心滩黄河大桥为例，采用三维激光扫描和 BIM模型在其施工质量管理中的应用，对国内其他桥梁质量管理中采用基于三维激光扫描和 BIM模型具有借鉴意义。     

三维激光扫描虚拟预拼装技术在钢结构工程上的应用分析

三维激光扫描虚拟预拼装技术利用三维激光扫描仪复建出被测目标的三维模型等各种数据点云模型,在计算机中进行虚拟预拼装,简便高效地分析比对数据,验证构件的加工制作对接精度。本文以济青高铁站房工程为例,讲解钢结构专业上的三维激光扫描仪虚拟预拼装应用技术。     

基于倾斜摄影和三维扫描的数字化逆向建模研究

基于无人机倾斜摄影和三维激光扫描技术,采用无人机及三维激光扫描仪对建筑物进行扫描,利用Scene,Context Capture,3dmax、Meshmixer等软件,对点云模型进行拼接拟合及修正优化,研究倾斜摄影测量数据和三维激光点云数据的融合方法,并形成一套建筑物三维逆向建模的规范流程,用以指导工程实践。     

BIM结合三维激光扫描技术的应用——以钢结构桥梁施工监测为例

本文研究了BIM与三维激光扫描技术结合在桥梁钢结构施工监测中的应用,第一个应用是通过定期对施工现场的钢管拱进行三维激光扫描,将处理后的点云数据与设计模型进行对比,能够将施工质量以可视化的方式进行呈现,便于检验和控制施工质量;第二个应用是通过三维激光扫描技术对现场单根构件扫描后进行预拼装,以指导现场施工,对于该施工工艺,只做了初步尝试。     

基于三维激光扫描仪的古建筑虚拟现实技术研究

近年来,三维激光扫描技术受到越来越多的关注,其应用领域也因此不断扩展。在文物测绘领域,利用三维点云数据来重建古建筑模型已成为一个重点内容,这对保护我国文化遗产以及研究我国历史文化具有重要意义。文章对三维激光扫描技术工作原理和技术优势进行了介绍,并针对封装后的点云数据进行了深度研究,利用Geomagic Studio解决了多边形模型阶段存在的平面不光顺、转折边界拟合差、重叠三角形、细节修复等一系列问题,最后对纹理映射进行了研究,针对所映射图片不能与模型更好匹配而进行优化,获取了更具真实感的模型。     

两种建模方法在古文物三维模型重建中的研究

海量点云数据为古文物三维模型重建开辟了一种全新的思路。常规获取点云的手段是采用三维激光扫描技术,其硬软件设备比较昂贵,目前普及度并不是很高,并且有时候外业工作量较大。本文依据数字摄影测量和计算机视觉原理,利用多视图影像重建技术,仅对目标物多方位拍摄采集照片,将数码照片进行相互匹配对齐,生成实物表面的点云数据。基于点云数据,结合三角网格法和特征线提取法两种模型重建方法进行三维建模,探讨了模型重建过程中关键技术和主要问题,并完成建模工作,为实际生产提供技术支持。     

三维激光扫描技术在建筑变形监测中的应用

三维激光扫描技术是通过利用高速激光扫描测量的方法，复建出1∶1三维点云模型的一种全新技术手段。在广西壮族自治区某商务主楼钢结构变形监测中，通过运用三维激光扫描技术获取建筑信息，并结合点云处理软件、CAD插件等软件，进行数据全面分析，完成对该超高层建筑物钢框架主体水平方向的变形监测。由此总结出三维激光扫描技术在建筑变形监测中的应用流程，为未来建筑的变形监测提供借鉴参考。     

三维激光扫描技术在施工精准控制中的应用与研究——以装配式钢结构建筑为例

文章提出了装配式钢结构建筑施工过程中运用三维激光扫描精准控制及纠偏技术,介绍了基于三维激光扫描技术在装配式钢结构建筑施工中精准控制及纠偏修正的应用,主要包括各专业三维模型的搭建、转BIM模型进行设计,现场利用三维激光扫描技术快速、精准、大范围的精度复核,通过软件处理三维点云数据拼接、数据编辑、导入点云数据和建筑模型、分析点云数据与建筑模型的差异、输出精准报告,根据全面准确的精度分析报告进行现场纠偏,完美解决传统设备精度差、效率低、人为技术差异导致的检测结果不一、施工精度难控制的问题。     

基于RF-NSGA-Ⅱ的建筑能耗多目标优化

本文提出一种随机森林–带精英策略的非支配排序遗传算法(RF-NSGA-II)相结合的方法,基于建筑外围护结构设计优选进行建筑能耗多目标优化。首先通过建立BIM模型导入DesignBuilder软件,利用正交试验获取建筑外维护结构主要参数与对应能耗的模拟样本集,再将样本数据集用于RF模型预测中进行训练,将训练好的RF回归函数作为适应度函数并作为优化目标之一。在此基础上引入室内热舒适度函数为另一个适应度函数,采用NSGA-II进行多目标优化,得到Pareto前沿解集并从中利用理想点法得到一组多目标最优解。通过本研究可以得出:利用RF对建筑能耗进行预测精度高,所得预测效果好,通过NSGA-II算法和理想点法可以获得满足建筑能耗和舒适度要求的外围护设计参数最优取值,结果与实际相符,效果良好。对实现低建筑能耗和高热舒适度优化具有参考价值。     

激光三维扫描数据提取四边形算法

近年来,随着三维激光扫描点云数据质量的不断提高,从三维点云数据中提取边缘直线成为了新的研究领域。由于点云离散分布于三维空间导致特征计算困难,目前针对激光扫描点云直线提取的方法普遍存在计算量大、易提取错误等问题,本文针对实际工程项目中的方形构件进行三维激光扫描,对得到的点云数据做平面拟合后进行坐标转换处理,将三维转换为平面,再进行平面点集凸包搜索得到最长的凸包线,经过坐标旋转至边缘大致水平,最后采用Sobel算子进行边缘提取,再做直线拟合得到精确的四边形边线,较好地实现了方形建筑构件点云数据的边框四边形提取。     

三维激光扫描在地下空间测量中的应用研究

城市地下空间在测量时存在通视条件差、细部特征多、测量时间有限等不利因素,在三维建模时要求数据采集方式快捷高效且精度高,本文基于三维激光扫描的技术优势将其应用在地下空间测量中,研究了一种提高点云采集效率和提高点云配准精度的方法,并对三维点云模型进行了精度评定,分析出制作的三维点云模型精度可达到5cm,研究表明了三维激光扫描在地下空间测量中的适用性,为城市地下空间的高精度三维建模提供了可靠的测量方法.     

北京工人体育场历史记忆构件保护挪移和复现

在北京工人体育场改造工程中对历史记忆构件进行保护及原貌复现。利用三维激光扫描技术对外侧九座雕塑进行数字建模,包括扫描环境处理、布站选点、外业扫描、点云数据拼接。介绍了外墙窗花保护性拆除、三维激光扫描及3D打印原貌复现的工程实践细节。实践经验表明：三维激光扫描技术生成的数字模型准确性较高,3D打印技术在制作复杂的结构构件上具有较强的实用性,二者结合可以用于保护和复现历史记忆构件。     

基于LSSVM-NSGAII耐久性混凝土配合比多目标优化

混凝土耐久性不足会造成混凝土结构严重损伤,所以研究混凝土耐久性有重要意义.以东北高寒地区某高速公路工程为研究背景,基于试验室试验和工程项目数据,研发LSSVM-NSGAII智能算法实现混凝土配合比多目标优化.以混凝土耐久性主要指标抗冻性(相对动弹性模量)和抗渗性(氯离子渗透系数)为研究目标,首先利用最小二乘法支持向量机(LSSVM)模型基于混凝土原材料及配合比对动弹性模量和氯离子渗透系数进行高精度预测,得到非线性映射关系函数,将这两个非线性映射关系函数作为目标适应度函数,引入混凝土成本作为另一个目标适应度函数,在满足规范和工程要求条件下,设值原材料及配合比约束范围,基于研发LSSVM-NSGAII智能算法进行多目标优化,最后获得符合规范和工程项目要求的配合比目标值,且各项性能指标均符合要求.说明LSSVM-NSGAII模型可以很好应用于配合比多目标寻优,体现了该模型的智能化、精准化.     

三维激光扫描技术与GIS在古建筑保护中的应用

本文通过介绍三维激光扫描技术,给出了基于三维激光扫描仪的外业点云测绘实施方案和数据处理流程。结合实例分析了用户对于三维激光扫描点云数据处理软件和生成三维古建筑模型的需求,通过建立古建筑数据库,设计了基于GIS的古建筑数字保护系统。结果表明,三维激光扫描结合GIS技术用于古建筑数字化保护具有重要意义。     

基于EPS2008的地面三维激光扫描技术在隧道测量中应用研究

基于地面三维激光扫描新技术研究与运用,以科技促进发展为目的,通过对隧道测量内容、隧道地物要素分布特征的研究,结合三维激光扫描技术特点,提出了地面三维激光扫描技术在隧道测量中的作业方法及流程;基于EPS2008二次开发技术研究隧道点云特征数据提取方法,实现了基于隧道底面模型的激光点云特征数据提取。