CN107631688A - 基于三维激光点云的装修测量方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于三维激光点云的装修测量方法和系统，其中所述方法包括：对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；输出各个楼层中各个房间的特征信息。本发明提供的方法，通过三维激光扫描，可获取高精度的被测物体的三维几何信息，方便地测量点云，管理点云数据、提取数据中的特征信息。

Description

基于三维激光点云的装修测量方法和系统

技术领域

本发明属于装修测量技术领域，尤其涉及基于三维激光点云的装修测量方法和系统。

背景技术

传统装修测量主要包括三种方法：一是手工方法，利用挑杆挂尺配合脚手架量取女儿墙、屋脊、檐口等高度，再配合钢卷尺量取每层层高，皮尺量取建筑物长度，利用立面几何关系绘制立面图。这种方法所获得的测量数据少，人工费用高，精度低，效率低，遇到多层建筑、欧式建筑、受保护古建筑文物等则无能为力，不能满足实际立面图测绘需求。二是采用近景摄影测量方法，外业运用正直摄影手段获取建筑物外立面影像数据，内业利用立体坐标量测仪，获取同名像点解算建筑立面特征点坐标，根据其内在联系绘制立面图。这种方法投入仪器昂贵，需要专用摄像机，且内业解算要求技术高，在建筑密集区无法施测等缺点。三是工程测绘方法，采用免棱镜全站仪自由设站获取建筑物三维坐标、配合野外绘制草图，使用数码相机拍摄建筑物外立面照片，数据经过处理后在AutoCAD中展点成图。这种方法目前人力成本偏高，而传统的测量要投入很多的劳动力，最直接的影响就是工人成本提高，施工成本也会提高。

上述问题亟待解决。

发明内容

针对现有技术人力成本偏高，而传统的测量要投入很多的劳动力，最直接的影响就是工人成本提高，施工成本也会提高，本发明实施例提供一种基于三维激光点云的装修测量方法和系统。

本发明提供一种基于三维激光点云的装修测量方法，所述方法包括：

对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；

将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；

分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；

输出各个楼层中各个房间的特征信息。

优选的，所述对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据之后还包括：

对选中的目标区域中的点云数据进行滤波处理。

优选的，所述将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理具体包括：

依据目标区域的平面设计图，设定目标区域中的各个房间名称；

将各个房间分离提取出最小的平面元素；

通过树状节点绘制出目标区域、各个房间以及房间内最小平面元素的结构。

优选的，所述分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息具体包括：

从所述房间所对应的点云数据中取出多个平面；

在所述多个平面中取出两个平面，判断两个平面是否相交；

若所述两个平面相交，则计算并提取所述两个平面的交线；

判断所述多个平面中是否还有其他两个相交的平面，若是，则返回计算并提取所述两个平面的交线的步骤，若否，则完成所述房间特征信息的提取，继续按照上述步骤提取下一个房间的特征信息，直至所有房间的特征信息均提取完成为止。

优选的，所述输出各个楼层中各个房间的特征信息具体包括：

从提取的所述所有房间的特征信息中选中要生成报表文件的数据节点，所述数据节点包括提取出的各个房间所对应的点、线、面信息；

根据所述各个房间所对应的点、线、面信息生成word或者excel报表文件。

本发明还提供一种基于三维激光点云的装修测量系统，包括：

预处理模块，用于对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；

划分模块，用于将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；

提取模块，用于分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；

输出模块，用于输出各个楼层中各个房间的特征信息。

优选的，所述预处理模块具体还包括：

滤波单元，用于对选中的目标区域中的点云数据进行滤波处理。

优选的，所述划分模块具体还包括：

设定单元，用于依据目标区域的平面设计图，设定目标区域中的各个房间名称；

分离单元，用于将各个房间分离提取出最小的平面元素；

绘制单元，通过树状节点绘制出目标区域、各个房间以及房间内最小平面元素的结构。

优选的，所述分别提取模块具体用于：

从所述房间所对应的点云数据中取出多个平面；

若所述两个平面相交，则计算并提取所述两个平面的交线；

判断所述多个平面中是否还有其他两个相交的平面，若是，则返回计算并提取所述两个平面的交线的步骤，若否，则完成所述房间特征信息的提取，继续按照上述步骤提取下一个房间的特征信息，直至所有房间的特征信息均提取完成为止。

优选的，所述输出模块具体用于：

从提取的所述所有房间的特征信息中选中要生成报表文件的数据节点，所述数据节点包括提取出的各个房间所对应的点、线、面信息；

根据所述各个房间所对应的点、线、面信息生成word或者excel报表文件。

有益效果：本发明提供的基于三维激光点云的装修测量方法和系统，通过三维激光扫描，可获取高精度的被测物体的三维几何信息，方便地测量点云，管理点云数据、提取数据中的特征信息；设计人员也可以基于这些信息直接在三维空间中进行测量分析，做到精准设计。而施工人员就可以据此进行精准下料，精准安装，减少耗材的浪费进而做到精准预算。

附图说明

图1为本发明实施例基于三维激光点云的装修测量方法的步骤图；

图2为本发明另一实施例基于三维激光点云的装修测量方法的步骤图；

图3为本发明再一实施例基于三维激光点云的装修测量方法的具体步骤图；

图4为本发明再一实施例中房间数据按真实场景进行编码管理的结构示意图；

图5为本发明实施例基于三维激光点云的装修测量系统的结构图；

图6为本发明另一实施例基于三维激光点云的装修测量系统的结构图；

图7为本发明再一实施例基于三维激光点云的装修测量系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于三维激光点云的装修测量方法，如图1所示，包括：

S100、对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；

S200、将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；

S300、分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；

S400、输出各个楼层中各个房间的特征信息。

具体的，本发明首次将三维激光扫描技术应用到装修设计中来。三维激光作为一种新兴的测量技术，各个相关行业都在探索使用，有些行业如测绘行业已经取得了可观的成效。目前市场三维激光扫描仪测量精度都很高，均可以达到毫米以及更高的精度。在逆向工程中通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合称之为点云，使用三维激光扫描仪扫描建筑得到的点云点数量比较大并且比较密集的点云形成海量点云数据。通过三维激光扫描，可获取高质量、高密度、高精度的被测建筑物的三维几何信息，方便地浏览点云，测量点云，使设计师拥有现场感，而且能方便的管理数据、提取数据中的特征信息，从而达到数据复用。

更具体的，所述预处理包括：首先将海量点云数据中的无用数据删除，保留有效数据。其次，选取目标区域数据，然后通过统计过滤、圆环过滤等方法，对目标区域数据进行噪声过滤，或者手动选取删除噪声数据。较佳的，便于用户直观快速的对目标区域的点云数据进行处理。

优选的，如图2所示，所述对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据之后包括：S500、对选中的目标区域中的点云数据进行滤波处理。

优选的，如图3所示，所述将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理具体包括：

S210、依据目标区域的平面设计图，设定目标区域中的各个房间名称；

S220、将各个房间分离提取出最小的平面元素；

S230、通过树状节点绘制出目标区域、各个房间以及房间内最小平面元素的结构，如图4所示。

具体的,依据楼层目标区域的平面设计图，设定目标区域名称。对于楼层数据中质量高，特征面线明显的数据可直接提取平面数据，对于特征复杂的楼层数据通过手动分离出主要特征面。例如，提取某楼层的底面数据，手动选取某楼层具中带有四围墙壁和底面的块平面数据，依次将每块平面数据分离提取出最小的平面元素，即完成了某个主面的最小平面元素数据提取，同时通过树状节点记录相对应的结构关系并进行编码。在最小平面元素数据提取过程中，又提取出底面内存在一水槽，所以某楼层的底面数据主要由一底面和一水槽组成。其中这个水槽又有四个边面和一个底面组成。这样就完成了该厅底面数据的面提取及编码管理，为后续的分析处理提供基础数据。

优选的，所述分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息具体包括：

从所述房间所对应的点云数据中取出多个平面；

在所述多个平面中取出两个平面，判断两个平面是否相交；

若所述两个平面相交，则计算并提取所述两个平面的交线；

判断所述多个平面中是否还有其他两个相交的平面，若是，则返回计算并提取所述两个平面的交线的步骤，若否，则完成所述房间特征信息的提取，继续按照上述步骤提取下一个房间的特征信息，直至所有房间的特征信息均提取完成为止。例如提取建筑平面内拱门的宽度、一客厅顶部的轮廓线。

优选的，所述输出各个楼层中各个房间的特征信息具体包括：

从提取的所述所有房间的特征信息中选中要生成报表文件的数据节点，所述数据节点包括提取出的各个房间所对应的点、线、面信息；

根据所述各个房间所对应的点、线、面信息生成word或者excel报表文件。

具体的，设计师或施工人员根据生成的word或者excel报表文件便可一目了然的知悉装修中的具体细节，省去了亲自测量和计算的不便。

本实施例提供的基于三维激光点云的装修测量方法，通过三维激光扫描，可获取高质量、高密度、高精度的被测物体的三维几何信息，方便地浏览点云，测量点云，使设计师拥有现场感，能清楚的查询到关注点的几何信息。而且能方便的管理数据、提取数据中的特征信息，从而达到数据的复用；设计人员也可以基于这些信息直接在三维空间中进行测量分析，做到精准设计。而施工人员就可以据此进行精准下料，精准安装，减少耗材的浪费进而做到精准预算。免去了工人现场测量的繁重工作，将外业工作最大限度的搬入到室内，通过最短时间获取出待装修部件的所有的尺寸信息，有效的提高了预算的精准度，从而极大地降低了总成本。

本发明还提供一种基于三维激光点云的装修测量系统，如图5所示，包括：

预处理模块100，用于对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；

划分模块200，用于将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；

提取模块300，用于分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；

输出模块400，用于输出各个楼层中各个房间的特征信息。

优选的，如图6所示，所述预处理模块100具体还包括：

滤波单元110，用于对选中的目标区域中的点云数据进行滤波处理。

优选的，如图7所示，所述划分模块200具体还包括：

设定单元210，用于依据目标区域的平面设计图，设定目标区域中的各个房间名称；

分离单元220，用于将各个房间分离提取出最小的平面元素；

绘制单元230，通过树状节点绘制出目标区域、各个房间以及房间内最小平面元素的结构。

优选的，所述分别提取模块具体用于：

从所述房间所对应的点云数据中取出多个平面；

若所述两个平面相交，则计算并提取所述两个平面的交线；

判断所述多个平面中是否还有其他两个相交的平面，若是，则返回计算并提取所述两个平面的交线的步骤，若否，则完成所述房间特征信息的提取，继续按照上述步骤提取下一个房间的特征信息，直至所有房间的特征信息均提取完成为止。

优选的，所述输出模块具体用于：

从提取的所述所有房间的特征信息中选中要生成报表文件的数据节点，所述数据节点包括提取出的各个房间所对应的点、线、面信息；

根据所述各个房间所对应的点、线、面信息生成word或者excel报表文件。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述系统中各个模块，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本实施例提供的基于三维激光点云的装修测量系统，通过三维激光扫描，可获取高质量、高密度、高精度的被测物体的三维几何信息，方便地浏览点云，测量点云，使设计师拥有现场感，能清楚的查询到关注点的几何信息。而且能方便的管理数据、提取数据中的特征信息，从而达到数据的复用；设计人员也可以基于这些信息直接在三维空间中进行测量分析，做到精准设计。而施工人员就可以据此进行精准下料，精准安装，减少耗材的浪费进而做到精准预算。免去了工人现场测量的繁重工作，将外业工作最大限度的搬入到室内，通过最短时间获取出待装修部件的所有的尺寸信息，有效的提高了预算的精准度，从而极大地降低了总成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三维激光点云的装修测量方法，其特征在于，所述方法包括：

对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；

将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；

分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；

输出各个楼层中各个房间的特征信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据之后还包括：

对选中的目标区域中的点云数据进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理具体包括：

依据目标区域的平面设计图，设定目标区域中的各个房间名称；

将各个房间分离提取出最小的平面元素；

通过树状节点绘制出目标区域、各个房间以及房间内最小平面元素的结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息具体包括：

从所述房间所对应的点云数据中取出多个平面；

在所述多个平面中取出两个平面，判断两个平面是否相交；

若所述两个平面相交，则计算并提取所述两个平面的交线；

判断所述多个平面中是否还有其他两个相交的平面，若是，则返回计算并提取所述两个平面的交线的步骤，若否，则完成所述房间特征信息的提取，继续按照上述步骤提取下一个房间的特征信息，直至所有房间的特征信息均提取完成为止。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述输出各个楼层中各个房间的特征信息具体包括：

从提取的所述所有房间的特征信息中选中要生成报表文件的数据节点，所述数据节点包括提取出的各个房间所对应的点、线、面信息；

根据所述各个房间所对应的点、线、面信息生成word或者excel报表文件。

6.一种基于三维激光点云的装修测量系统，其特征在于，包括：

预处理模块，用于对三维激光扫描得到的海量点云数据进行预处理，以确定目标区域中的点云数据；

划分模块，用于将目标区域中的点云数据按照楼层划分管理，将每个楼层作为一个管理单元，再对所述楼层划分房间，对房间数据按真实场景进行编码管理；

提取模块，用于分别针对各个房间所对应的分块点云数据提取出各个楼层中各个房间的特征信息；

输出模块，用于输出各个楼层中各个房间的特征信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预处理模块具体还包括：

滤波单元，用于对选中的目标区域中的点云数据进行滤波处理。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述划分模块具体还包括：

设定单元，用于依据目标区域的平面设计图，设定目标区域中的各个房间名称；

分离单元，用于将各个房间分离提取出最小的平面元素；

绘制单元，通过树状节点绘制出目标区域、各个房间以及房间内最小平面元素的结构。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分别提取模块具体用于：

从所述房间所对应的点云数据中取出多个平面；

若所述两个平面相交，则计算并提取所述两个平面的交线；

判断所述多个平面中是否还有其他两个相交的平面，若是，则返回计算并提取所述两个平面的交线的步骤，若否，则完成所述房间特征信息的提取，继续按照上述步骤提取下一个房间的特征信息，直至所有房间的特征信息均提取完成为止。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述输出模块具体用于：

从提取的所述所有房间的特征信息中选中要生成报表文件的数据节点，所述数据节点包括提取出的各个房间所对应的点、线、面信息；

根据所述各个房间所对应的点、线、面信息生成word或者excel报表文件。