三維激光掃描點云數據采集與處理的方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于土木工程領域，特別涉及一種三維激光掃描點云數據采集與處理的方法及系統。
【背景技術】
[0002]三維激光掃描技術在土木工程領域的應用已越來越廣泛，如大型鋼結構安裝施工、異型曲面結構施工、路面檢測等。當前三維激光掃描點云數據采集與處理的效率較低，急需一種簡便且高效的點云數據采集與處理的方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種三維激光掃描點云數據采集與處理的方法及系統，能夠簡單高效地對點云數據進行采集與處理。
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種三維激光掃描點云數據采集與處理的方法，包括:
[0005]利用設置于掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的坐標數據進行采集，其中，所述標靶紙的坐標數據已知；
[0006]根據多次采集的所述掃描目標的坐標數據、標靶紙的坐標數據和標靶球的坐標數據形成云數據，并根據所述云數據對所述掃描目標的坐標數據進行拼接；
[0007]將掃描目標的預設模型與拼接完成的掃描目標的坐標數據進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差。
[0008]進一步的，在上述方法中，利用設置于掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標革E球的坐標數據進行采集，包括:
[0009]在地面測量控制點上粘貼至少兩個標靶紙，在兩個掃描站之間設置三個標靶球；
[0010]利用在掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的坐標數據進行采集。
[0011 ]進一步的，在上述方法中，根據多次采集的所述掃描目標的坐標數據、標靶紙的坐標數據和標靶球的坐標數據形成云數據，并根據所述云數據對所述掃描目標的坐標數據進行拼接，包括:
[0012]根據多次采集的所述掃描目標的三維坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的三維坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的三維坐標數據形成三維云數據；
[0013]將所述三維云數據導入拼接軟件Z+F LaserControl，拼接軟件Z+F LaserControl根據標靶紙和標靶球的三維坐標數據，對所述掃描目標的三維坐標數據進行拼接，將拼接后的掃描目標的三維坐標數據轉換成施工現場的施工坐標數據。
[0014]進一步的，在上述方法中，將掃描目標的預設B頂模型與拼接完成的掃描目標的坐標數據進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差，包括:
[0015]在軟件中，將掃描目標的預設WM模型的坐標數據轉換成施工現場的施工坐標數據；
[0016]將BIM模型的施工坐標數據和拼接后的掃描目標的施工坐標數據導入GeomagicQualify軟件中，以B頂模型的施工坐標數據為對比標準，將WM模型與拼接后的掃描目標的施工坐標數進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差。
[0017]根據本發明的另一面，還提供一種三維激光掃描點云數據采集與處理的系統，包括:
[0018]采集模塊，用于利用設置于掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的坐標數據進行采集，其中，所述標靶紙的坐標數據已知；
[0019]拼接模塊，用于根據多次采集的所述掃描目標的坐標數據、標靶紙的坐標數據和標靶球的坐標數據形成云數據，并根據所述云數據對所述掃描目標的坐標數據進行拼接；
[0020]比對模塊，用于將掃描目標的預設模型與拼接完成的掃描目標的坐標數據進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差。
[0021 ]進一步的，在上述系統中，所述采集模塊，包括:
[0022]設置單元，用于在地面測量控制點上粘貼至少兩個標靶紙，在兩個掃描站之間設置三個標靶球；
[0023]采集單元，用于利用在掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標革[I球的坐標數據進行采集。
[0024]進一步的，在上述系統中，所述拼接模塊包括:
[0025]云數據單元，用于根據多次采集的所述掃描目標的三維坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的三維坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的三維坐標數據形成三維云數據；
[0026]拼接單元，用于將所述三維云數據導入拼接軟件Z+FLaserControl，拼接軟件Z+FLaserControl根據標靶紙和標靶球的三維坐標數據，對所述掃描目標的三維坐標數據進行拼接，將拼接后的掃描目標的三維坐標數據轉換成施工現場的施工坐標數據。
[0027]進一步的，在上述系統中，所述比對模塊包括:
[0028]轉換單元，用于在WM軟件中，將掃描目標的預設模型的坐標數據轉換成施工現場的施工坐標數據；
[0029]比對單元，用于將模型的施工坐標數據和拼接后的掃描目標的施工坐標數據導入Geomagic Qualify軟件中，以B頂模型的施工坐標數據為對比標準，將B頂模型與拼接后的掃描目標的施工坐標數進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差。
[0030]與現有技術相比，本發明通過設置于掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的坐標數據進行采集;根據多次采集的所述掃描目標的坐標數據、標靶紙的坐標數據和標靶球的坐標數據形成云數據，并根據所述云數據對所述掃描目標的坐標數據進行拼接;將掃描目標的預設B頂模型與拼接完成的掃描目標的坐標數據進行比對，能夠精確、高效地得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差，從而為下一步施工提供分析依據。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發明一實施例的三維掃描儀采集目標點云數據示意圖；
[0032]圖2是本發明一實施例的三維掃描儀掃描站間標靶球放置示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0034]實施例一
[0035]如圖1和2所示，本發明提供一種三維激光掃描點云數據采集與處理的方法，包括:
[0036]步驟SI，利用設置于掃描目標A周圍的掃描站B上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙C的坐標數據和設置于兩個掃描站B之間的標革E球D的坐標數據進行采集，其中，所述標革E紙的坐標數據已知；
[0037]步驟S2，根據多次采集的所述掃描目標A的坐標數據、標靶紙C的坐標數據和標靶球D的坐標數據形成云數據，并根據所述云數據對所述掃描目標的坐標數據進行拼接；
[0038]步驟S3，將掃描目標的預設BIM模型(建筑信息模型，Bui lding Informat1nModeling)與拼接完成的掃描目標的坐標數據進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差。本發明能夠精確、高效地得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差，從而為下一步施工提供分析依據。
[0039]優選的，步驟SI，利用設置于掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標革E球的坐標數據進行采集，其中，所述標革E紙的坐標數據已知，包括:
[0040]在地面測量控制點上粘貼至少兩個標靶紙，在兩個掃描站之間設置三個標靶球；[0041 ]利用在掃描目標周圍的掃描站上的三維激光掃描儀對所述掃描目標的坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的坐標數據進行采集。
[0042]優選的，步驟S2，根據多次采集的所述掃描目標的坐標數據、標靶紙的坐標數據和標靶球的坐標數據形成云數據，并根據所述云數據對所述掃描目標的坐標數據進行拼接，包括:
[0043]根據多次采集的所述掃描目標的三維坐標數據、設置于所述掃描目標周圍的標靶紙的三維坐標數據和設置于兩個掃描站之間的標靶球的三維坐標數據形成三維云數據；
[0044]將所述三維云數據導入拼接軟件Z+F LaserControl，拼接軟件Z+F LaserControl根據標靶紙和標靶球的三維坐標數據，對所述掃描目標的三維坐標數據進行拼接，將拼接后的掃描目標的三維坐標數據轉換成施工現場的施工坐標數據。
[0045]步驟S3，將掃描目標的預設WM模型與拼接完成的掃描目標的坐標數據進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差，包括:
[0046]在軟件中，將掃描目標的預設WM模型的坐標數據轉換成施工現場的施工坐標數據；
[0047]將BIM模型的施工坐標數據和拼接后的掃描目標的施工坐標數據導入GeomagicQualify軟件中，以B頂模型的施工坐標數據為對比標準，將WM模型與拼接后的掃描目標的施工坐標數進行比對，得到所述掃描目標的實際坐標位置與設計坐標位置的偏差，即掃描目標實際施工狀態與設計狀態的偏差，為