大空間三維實體放線方法
【專利摘要】本發明公開了一種大空間三維實體放線方法，其包括以下步驟：1)建立坐標原點并作好標記；2)對標記進行多站引點轉換，并得到二維坐標體系；3)結合現場一米線，在二維坐標體系上加入高程值，形成三維坐標體系；4)建立現場模型；5)將現場模型與三維設計模型進行擬合；6)找出三維設計模型的控制線并找出控制線的控制點在三維坐標體系中的三維坐標值；7)根據三維坐標值進行現場放點并進行放線。本發明可以完全替代傳統的二維平面實地放線，解決大空間和復雜空間內傳統放線方法無法放線或者準確放線的問題，提高了對于對于這類空間放線的工作效率和精準度，從而為后期現場施工提供了更為精準的依據。
【專利說明】大空間三維實體放線方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建筑施工領域的放線方法，具體涉及一種大空間三維實體放線方法。
【背景技術】
[0002]隨著時代的發展和科技的進步，在建筑施工行業的發展過程中，越來越多的高精設備也相繼投入使用，迫切需要利用先進的技術來提升施工品質，并且最大限度控制施工成本和施工周期，做到有的放矢，方便現場管理。而在目前的現場施工過程中，放線工作是所有現場深化、施工的前提。
[0003]傳統的施工放線，主要采用的是二維平面實地放線的方法，并結合全站儀、三維掃描儀和一些建筑設計軟件來完成。這種傳統的施工放線方法，其主要不足在于僅能進行二維平面的放線，對于一些小型的并且較為規整的空間，還可以使用。但是隨著建筑、生活和人們需求等方面的不斷發展，目前已經出現了很多超大、超高甚至是異形的三維空間。對于這類空間，傳統的二維平面實地放線的方法顯然已經不能達到理想的效果，甚至是已經難以實施了。
[0004]因此，如何對于這類超大、超高甚至是異形的三維空間進行三維實體放線，也成為了目前制約該領域施工的一個難題。
【發明內容】
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可以解決傳統放線方法無法適應大空間施工這一問題的大空間三維實體放線方法。
[0006]為了達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0007]大空間三維實體放線方法，其包括以下步驟:
[0008]I)根據擬定的建筑坐標原點作為坐標原點，在施工現場或者現場外圍找出該坐標原點并作好標記；
[0009]2)對該標記進行多站引點轉換，并得到至少三個引點，該至少三個引點形成二維坐標體系；
[0010]3)結合現場一米線，設置高程值的零點，使得上述的至少三個引點具備高程值，并得到至少三個第二引點，該至少三個第二引點形成三維坐標體系；
[0011]4)在上述的至少三個第二引點設立特征標識，掃描該特征標識并建立現場模型，在該現場模型中對該至少三個第二引點進行標注；
[0012]5)將現場模型與三維設計模型進行擬合，將上述的至少三個第二引點定為現場施工的三維基點并融入該三維設計模型；
[0013]6)找出該三維設計模型的控制線，并對該控制線進行標號，找出該控制線的控制點在上述的三維坐標體系中的三維坐標值；
[0014]7)根據上述的三維坐標值進行現場放點，找出施工現場控制線，進行現場的放線。
[0015]本發明提供了一種針對大空間現場施工放線的解決方案，通過本發明所提供的放線方法，可以針對大空間和復雜空間進行三維實體放線和定位。本發明可以完全替代傳統的二維平面實地放線，解決大空間和復雜空間內傳統放線方法無法放線或者準確放線的問題，提高了對于對于這類空間放線的工作效率和精準度，從而為后期現場施工提供了更為精準的依據。
[0016]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以作如下改進:
[0017]作為優選的方案，上述的大空間三維實體放線方法還包括建立點云模型的步驟:在施工現場設定掃描定位點，根據該掃描定位點進行三維掃描，生成點云后建立點云模型，并與上述的三維設計模型進行點對點擬合。
[0018]采用上述優選的方案，直接將現場平面坐標數據融入到三維設計模型當中，使得對于一些復雜的空間的情況，如一些異形的空間無法直接進行測量的情況下，也可以實現這類空間的測量。
[0019]作為優選的方案，上述的第2)步驟中，采用全站儀對上述的標記進行多站引點轉換。
[0020]采用上述優選的方案，通過全站儀，可以對現場的測點數據和掃描數據進行精確的定位和記錄等操作。
[0021]作為優選的方案，上述的第4)步驟中，采用三維數字化掃描儀掃描上述的特征標識并建立現場模型。
[0022]采用上述優選的方案，通過三維數字化掃描儀，可以對現場掃描中的掃描數據進行精確的定位和記錄等操作。
[0023]作為優選的方案，上述的第7)步驟中，采用全站儀進行現場放點。
[0024]采用上述優選的方案，通過全站儀，可以對現場放點中的測點數據進行精確的定位和記錄等操作。
[0025]作為優選的方案，上述的大空間三維實體放線方法還包括還包括二次引點操作:對無法達到通視條件的局部區域重復所述的所有步驟的操作。
[0026]采用上述優選的方案，對于一些現場土建結構中無法達到通視條件的區域，可能會出現漏放線的情況，此時重復在此區域內進行本放線方法，再結合到其他區域中，便可以完成對這些區域的放線定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的大空間三維實體放線方法中擬定的建筑坐標原點的示意圖。
[0028]圖2為本發明的大空間三維實體放線方法中進行引點轉換后的引點的示意圖。
[0029]圖3為本發明的大空間三維實體放線方法中的建立第二引點的示意圖。
[0030]圖4為本發明的大空間三維實體放線方法中的找出控制線和控制點的示意圖。
[0031]圖5為本發明的大空間三維實體放線方法中的點云模型示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施方式。
[0033]為了達到本發明的目的，在本發明的大空間三維實體放線方法的其中一些實施方式中，該方法首先可以準備全站儀、三維掃描儀、一系列BIM設計軟件以及計算機等已知的用于測繪、掃描和放線所使用的設備，在具體操作的同時，除了這些設備，同時還可以使用實時通迅設備，作為改進，該方法包括以下步驟:
[0034]I)結合圖1所示，根據擬定的建筑坐標原點作為坐標原點，在施工現場或者現場外圍找出該坐標原點并作好標記A2、A3、A4和A5,該擬定的建筑坐標原點可以來自于引用國家建設、規劃單位制定的建筑坐標原點或者由客戶等提供的表示圖紙；
[0035]結合圖1所示，該步驟中，還可以結合施工現場通視的程度、操作方便性和平面圖紙選取合適的建筑坐標原點作為一次轉換引點的原始點，并及時在圖紙上注明，現場作詳細標示說明；
[0036]2)結合圖2所示，對該標記A2、A3、A4和A5進行多站引點轉換，并得到三個引點a、b、c，該三個引點a、b、c形成二維坐標體系，利用二維坐標體系將各施工分區的平面坐標體系建立起來，此時的坐標原點僅具備平面坐標X、Y值；
[0037]3)結合圖3所示，結合現場一米線，設置高程值(Z值)的零點并可以在施工現場作出標記，使得三個引點a、b、c具備高程值，并得到三個相對獨立的第二引點a’、b’、c’，該三個第二引點a’、b’、c’形成三維坐標體系，該三維坐標體系已具備高程值(Z值)，該相對獨立的三維坐標體系即為現場施工的三維坐標體系，其中的第二引點a’、b’、c’等可定為現場施工三維基點，而對于獨立封閉的空間，可單獨建立相對獨立三維坐標體系，設立施工三維基點；
[0038]4)在上述的三個第二引點a’、b’、c’設立特征標識，掃描該特征標識并建立現場模型，在該現場模型中對該三個第二引點a’、b’、c’進行標注；
[0039]5)將現場模型與三維設計模型進行擬合，將上述的三個第二引點a’、b’、c’定為現場施工的三維基點并融入該三維設計模型；
[0040]6)結合圖4所示，找出該三維設計模型的控制線-1號控制線、2號控制線和3號控制線，并對該I號控制線、2號控制線和3號控制線進行標號，找出該I號控制線、2號控制線和3號控制線的控制點-1號控制點、2號控制點和3號控制點在上述的三維坐標體系中的三維坐標值，該控制線是根據三維設計模型中各個部件的坐標點得到的，各個部件的坐標點根據三維設計模型的坐標原點得到；
[0041]7)根據上述的三維坐標值進行現場放點，找出施工現場控制線，進行現場的放線，以滿足現場三維實體放線的具體實施，并作為后期施工定位、檢測的依據。
[0042]在上述的實施步驟中，引點和第二引點還可以根據一些空間的情況而具有四個、五個甚至更多個，其操作方法和本實施步驟都是相同，僅是數量有區別，在此不再詳細贅述。
[0043]本方法提供了一種針對大空間現場施工放線的解決方案，通過本放線方法，可以針對大空間和復雜空間進行三維實體放線和定位。本發明可以完全替代傳統的二維平面實地放線，解決大空間和復雜空間內傳統放線方法無法放線或者準確放線的問題，提高了對于這類空間放線的工作效率和精準度，從而為后期現場施工提供了更為精準的依據。
[0044]同時，還可以通過測繪設備的定位和安裝實體控制模板，直接將施工誤差控制到最低。并節省測量放線工作量、適合超大空間、無法傳統放線的造型定位安裝，放線精度高，降低人為放線的誤差和錯誤的產生。
[0045]為了進一步地優化本發明的實施效果，在本發明的大空間三維實體放線方法的另一些實施方式中，在前述內容的基礎上，該方法還包括建立點云模型的步驟:可以結合圖5所示，在施工現場設定掃描定位點，根據該掃描定位點進行三維掃描，生成點云后建立點云模型，并與上述的三維設計模型進行點對點擬合。采用該實施方式的方案，直接將現場平面坐標數據融入到三維設計模型當中，使得對于一些復雜的空間的情況，如一些異形的空間無法直接進行測量的情況下，也可以實現這類空間的測量。
[0046]為了進一步地優化本發明的實施效果，在本發明的大空間三維實體放線方法的另一些實施方式中，在前述內容的基礎上，上述的第2)步驟中，采用全站儀對上述的標記進行多站引點轉換。采用該實施方式的方案，通過全站儀，可以對現場的測點數據和掃描數據進行精確的定位和記錄等操作。當然，除了全站儀，我們也可以采用其他已知的引點轉換設備，在此不再一一列舉。
[0047]為了進一步地優化本發明的實施效果，在本發明的大空間三維實體放線方法的另一些實施方式中，在前述內容的基礎上，上述的第4)步驟中，采用三維數字化掃描儀掃描上述的特征標識并建立現場模型。采用該實施方式的方案，通過三維數字化掃描儀，可以對現場掃描中的掃描數據進行精確的定位和記錄等操作。當然，除了三維數字化掃描儀，我們也可以采用其他已知的掃描設備，在此不再一一列舉。
[0048]為了進一步地優化本發明的實施效果，在本發明的大空間三維實體放線方法的另一些實施方式中，在前述內容的基礎上，上述的第7)步驟中，采用全站儀進行現場放點。采用該實施方式的方案，通過全站儀，可以對現場放點中的測點數據進行精確的定位和記錄等操作。當然，除了全站儀，我們也可以采用其他已知的放點設備，在此不再一一列舉。
[0049]上述的全站儀、掃描儀等測繪設備都具有精確的數據處理系統，能對現場的測點數據和掃描數據進行精確的定位和記錄等操作，并在此基礎之上進行點云建模并與設計模型擬合。
[0050]為了進一步地優化本發明的實施效果，在本發明的大空間三維實體放線方法的另一些實施方式中，在前述內容的基礎上，該方法還包括二次引點操作:對無法達到通視條件的局部區域重復所述的所有步驟的操作。采用該實施方式的方案，對于一些現場土建結構中無法達到通視條件的區域，可能會出現漏放線的情況，此時重復在此區域內進行本放線方法，再結合到其他區域中，便可以完成對這些區域的放線定位。
[0051]本方法是在現有的規劃建設坐標原點基礎之上建立的一種施工放線法，必須保障施工所用的原點的準確度，特別是經過多次轉換后得出的施工原點，轉換次數越多，其精度越容易受到影響，因此為了提高精度，可以進行多次的復測核對。
[0052]本發明實施過程中其他未提及的設備或者內容，都可以從已知技術中獲知，在此不再一一贅述。以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.大空間三維實體放線方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)根據擬定的建筑坐標原點作為坐標原點，在施工現場或者現場外圍找出所述坐標原點并作好標記； 2)對所述標記進行多站引點轉換，并得到至少三個引點，所述至少三個引點形成二維坐標體系； 3)結合現場一米線，設置高程值的零點，使得所述至少三個引點具備高程值，并得到至少三個第二引點，所述至少三個第二引點形成三維坐標體系； 4)在所述至少三個第二引點設立特征標識，掃描所述特征標識并建立現場模型，在所述現場模型中對所述至少三個第二引點進行標注； 5)將現場模型與三維設計模型進行擬合，將所述至少三個第二引點定為現場施工的三維基點并融入所述三維設計模型； 6)找出所述三維設計模型的控制線，并對所述控制線進行標號，找出所述控制線的控制點在所述三維坐標體系中的三維坐標值； 7)根據所述三維坐標值進行現場放點，找出施工現場控制線，進行現場的放線。
2.根據權利要求1所述的大空間三維實體放線方法，其特征在于，還包括建立點云模型的步驟:在施工現場設定掃描定位點，根據所述掃描定位點進行三維掃描，生成點云后建立點云模型，并與所述三維設計模型進行點對點擬合。
3.根據權利要求1所述的大空間三維實體放線方法，其特征在于，所述第2)步驟中，采用全站儀對所述標記進行多站引點轉換。
4.根據權利要求1所述的大空間三維實體放線方法，其特征在于，所述第4)步驟中，采用三維數字化掃描儀掃描所述特征標識并建立現場模型。
5.根據權利要求1所述的大空間三維實體放線方法，其特征在于，所述第7)步驟中，采用全站儀進行現場放點。
6.根據權利要求1-5任一所述的大空間三維實體放線方法，其特征在于，還包括二次引點操作:對無法達到通視條件的局部區域重復所述的所有步驟的操作。
【文檔編號】G06T17/00GK104318610SQ201410578545
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】杜天威, 管淞, 孫為霞, 須藝吉, 陸紅娟, 李永峰, 席紀東, 陸輝, 王海建, 耿玉曉, 程華森, 侯申飛 申請人:蘇州金螳螂建筑裝飾股份有限公司