CN110864625A - 施工现场设备安装定位与检测的方法及系统 - Google Patents

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蔡志宏
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Abstract

本发明提供了一种施工现场设备安装定位与检测的方法及系统，本发明将3D扫描、激光放样等技术与BIM技术结合，打破传统的设备安装定位方式，以三维模型代替二维图纸指导安装定位，通过先进的测量及三维信息采集技术精确控制安装过程，减少工作量，降低误差，保证安装精度，提升工作效率。本发明利用新型数字化测设技术对大型精密设备安装进行安装放样与安装误差检测，提高了大型精密设备安装的精度、实现了其安装‑检测‑调整‑验收全流程数字化和信息化施工，显著提高了工作效率与工作质量。

Description

施工现场设备安装定位与检测的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种施工现场设备安装定位与检测的方法及系统。
背景技术
随着社会经济快速发展，城市综合体、超高层等大型工程越来越多，涉及到的机电系统众多，管线错综复杂，空间结构反复多变，机电设备越来越精密化、大型化，对机电系统安装质量的控制要求越来越高。
这类大型精密设备的安装，需要严格控制安装偏差。但是，目前大型设备及管线的安装定位还是以传统方法为主，借助二维图纸使用全站仪、水准仪、卷尺等仪器在现场使用纯人工方式建立平面基准控制点、布设施工控制网，然后进行放样定位及设备吊装，经过反复多次调整完成安装。此方法操作复杂、工作量大、效率低、耗时多、误差大，无法保证安装精度。同时，随着社会经济的发展，人工成本大幅提高，在建筑业从传统劳动密集型向信息化、自动化转型的趋势下，这种需要耗费大量人工成本的安装定位方法势必会影响到工程项目的良好发展。
为了解决这些问题，行业内开始逐渐开发使用激光自动放样等技术来辅助安装定位，并得到了推广应用。这种方法虽然较之前的方法效率更高，但是同样需要较多的专业人员进行计算，没有从根本上解决操作复杂、工作量大、效率低、无法保证安装精度等问题。
近年来，随着信息技术的发展，BIM信息技术、激光放样、3D扫描等技术不断出现，并逐步发展应用于很多大型项目。有人提出并使用了基于3D扫描技术和BIM技术的既有建筑机电设备改造的方法，对机电管线进行深化设计和安装，缩短了工期，提高了工程质量。然而已有的应用大都是集中在机电管线的协调设计，如何利用这些技术指导机电管线、设备等的精准定位和安装，行业内仍没有具体的方法和流程标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工现场设备安装定位与检测的方法及系统。
为解决上述问题，本发明提供一种施工现场设备安装定位与检测的方法，包括：
通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据；
基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的安装；
利用3D扫描得到完成安装设备的实际安装位置的三维点云模型；
将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接；
基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果。
进一步的，在上述方法中，基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，包括：
基于所述初始实际三维信息数据和设备的设计安装位置的BIM模型，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点。
进一步的，在上述方法中，将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接，包括：
将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接以统一坐标系并去除噪点。
进一步的，在上述方法中，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果，包括：
对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告。
进一步的，在上述方法中，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告之后，还包括：
根据偏差分析报告进行所述设备的安装调整。
根据本发明的另一面，提供一种施工现场设备安装定位与检测的系统，其特征在于，包括：
第一模块，用于通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据；
第二模块，用于基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的安装；
第三模块，用于利用3D扫描得到完成安装设备的实际安装位置的三维点云模型；
第四模块，用于将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接；
第五模块，用于基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果。
进一步的，在上述系统中，所述第二模块，用于基于所述初始实际三维信息数据和设备的设计安装位置的BIM模型，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点。
进一步的，在上述系统中，所述第四模块，用于将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接以统一坐标系并去除噪点。
进一步的，在上述系统中，所述第五模块，用于对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告，以指导现场施工进行安装定位偏差调整。
进一步的，在上述系统中，所述第五模块，还用于根据偏差分析报告进行所述设备的安装调整。
与现有技术相比，本发明将3D扫描、激光放样等技术与BIM技术结合，打破传统的设备安装定位方式，以三维模型代替二维图纸指导安装定位，通过先进的测量及三维信息采集技术精确控制安装过程，减少工作量，降低误差，保证安装精度，提升工作效率。本发明利用新型数字化测设技术对大型精密设备安装进行安装放样与安装误差检测，提高了大型精密设备安装的精度、实现了其安装-检测-调整-验收全流程数字化和信息化施工，显著提高了工作效率与工作质量。
附图说明
图1是本发明一实施例的施工现场设备安装定位与检测的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种施工现场设备安装定位与检测的方法，包括：
步骤S1，通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据；
在此，可以通过三维激光扫描技术进行设备安装现场的三维点云数字信息采集；
步骤S2，基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的安装；
在此，可以组织大型精密设备进场，进行设备试吊及受力状态检查，然后进行设备的一次吊装、就位，初步确定设备的安装位置；可以根据现场情况进行控制点布设，
步骤S3，利用3D扫描得到完成安装设备的实际安装位置的三维点云模型；
步骤S4，将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接；
在此，所述BIM模型是满足精度要求，能准确反应设备设计安装位置的BIM模型；如果BIM模型不满足要求，需要对其进行深化设计，以满足设备安装精度和施工管理；
步骤S5，基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果。
在此，本发明提出一种结合3D扫描、激光放样等技术与BIM技术结合的施工现场大型精密设备安装定位及检测的方法，通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据，之后基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的初次安装后，利用3D扫描得到完成设备的实际安装位置的三维点云模型，然后将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行高精度拼接，基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果，并将分析结果反馈给施工现场指导设备管线安装定位，来实现施工现场大型精密设备安装定位及检测。
本发明将3D扫描、激光放样等技术与BIM技术结合，打破传统的设备安装定位方式，以三维模型代替二维图纸指导安装定位，通过先进的测量及三维信息采集技术精确控制安装过程，减少工作量，降低误差，保证安装精度，提升工作效率。本发明利用新型数字化测设技术对大型精密设备安装进行安装放样与安装误差检测，提高了大型精密设备安装的精度、实现了其安装-检测-调整-验收全流程数字化和信息化施工，显著提高了工作效率与工作质量。
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，步骤S2，基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，包括：
基于所述初始实际三维信息数据和设备的设计安装位置的BIM模型，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点。
在此，设备安装位置放样模块：按照设备的设计安装位置的BIM模型，选择设备的安装控制点，并驱动放样设备完成施工现场的设备的安装位置放样，以提高设备安装的精度。
可以根据BIM模型的设备机电安装位置，利用基于BIM的放样机器人进行安装点位精确放样
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，步骤S4，将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接，包括：
将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接以统一坐标系并去除噪点。
在此，后续可以在所述拼接的结果中进行对比，根据BIM模型检测设备安装误差，以提高比对准确度。可以处理控制点误差，完成数据拼接并去除噪点，生成施工现场三维模型。可以选择合适的控制点，拼接施工现场三维模型与BIM设计模型，检查拼装精度，确保拼装精度满足要求，然后测量出实际设备位置与BIM设计位置的偏差。
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果，包括：
对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告，以指导现场施工进行安装定位偏差调整。
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告之后，还包括：
根据偏差分析报告进行所述设备的安装调整。
在此，后续对二次吊装定位后的设备再次进行三维信息采集，重复上述步骤，根据二次吊装定位的偏差分析报告判断设备安装是否满足精度要求。不满足要求则根据偏差分析报告继续进行设备吊装、定位，直至设备安装精度满足要求。设备安装精度满足要求，组织验收。
本发明还提供另一种施工现场设备安装定位与检测的系统，包括：
第一模块，用于通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据；
在此，可以通过三维激光扫描技术进行设备安装现场的三维点云数字信息采集；
第二模块，用于基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的安装；
在此，可以组织大型精密设备进场，进行设备试吊及受力状态检查，然后进行设备的一次吊装、就位，初步确定设备的安装位置；可以根据现场情况进行控制点布设，
第三模块，用于利用3D扫描得到完成安装设备的实际安装位置的三维点云模型；
第四模块，用于将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接；
在此，所述BIM模型是满足精度要求，能准确反应设备设计安装位置的BIM模型；如果BIM模型不满足要求，需要对其进行深化设计，以满足设备安装精度和施工管理；
第五模块，用于基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果。
在此，本发明提出一种结合3D扫描、激光放样等技术与BIM技术结合的施工现场大型精密设备安装定位及检测的方法，通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据，之后基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的初次安装后，利用3D扫描得到完成设备的实际安装位置的三维点云模型，然后将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行高精度拼接，基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果，并将分析结果反馈给施工现场指导设备管线安装定位，来实现施工现场大型精密设备安装定位及检测。
本发明将3D扫描、激光放样等技术与BIM技术结合，打破传统的设备安装定位方式，以三维模型代替二维图纸指导安装定位，通过先进的测量及三维信息采集技术精确控制安装过程，减少工作量，降低误差，保证安装精度，提升工作效率。本发明利用新型数字化测设技术对大型精密设备安装进行安装放样与安装误差检测，提高了大型精密设备安装的精度、实现了其安装-检测-调整-验收全流程数字化和信息化施工，显著提高了工作效率与工作质量。
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，所述第二模块，用于基于所述初始实际三维信息数据和设备的设计安装位置的BIM模型，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点。
在此，设备安装位置放样模块：按照设备的设计安装位置的BIM模型，选择设备的安装控制点，并驱动放样设备完成施工现场的设备的安装位置放样，以提高设备安装的精度。
可以根据BIM模型的设备机电安装位置，利用基于BIM的放样机器人进行安装点位精确放样
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，所述第四模块，用于将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接以统一坐标系并去除噪点。
在此，后续可以在所述拼接的结果中进行对比，根据BIM模型检测设备安装误差，以提高比对准确度。可以处理控制点误差，完成数据拼接并去除噪点，生成施工现场三维模型。可以选择合适的控制点，拼接施工现场三维模型与BIM设计模型，检查拼装精度，确保拼装精度满足要求，然后测量出实际设备位置与BIM设计位置的偏差。
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，所述第五模块，用于对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告，以指导现场施工进行安装定位偏差调整。
本发明的施工现场设备安装定位与检测的方法一实施例中，所述第五模块，还用于根据偏差分析报告进行所述设备的安装调整。
在此，后续对二次吊装定位后的设备再次进行三维信息采集，重复上述步骤，根据二次吊装定位的偏差分析报告判断设备安装是否满足精度要求。不满足要求则根据偏差分析报告继续进行设备吊装、定位，直至设备安装精度满足要求。设备安装精度满足要求，组织验收。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种施工现场设备安装定位与检测的方法，其特征在于，包括：
通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据；
基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的安装；
利用3D扫描得到完成安装设备的实际安装位置的三维点云模型；
将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接；
基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果。
2.如权利要求1所述的施工现场设备安装定位与检测的方法，其特征在于，基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，包括：
基于所述初始实际三维信息数据和设备的设计安装位置的BIM模型，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点。
3.如权利要求1所述的施工现场设备安装定位与检测的方法，其特征在于，将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接，包括：
将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接以统一坐标系并去除噪点。
4.如权利要求1所述的施工现场设备安装定位与检测的方法，其特征在于，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果，包括：
对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告。
5.如权利要求4所述的施工现场设备安装定位与检测的方法，其特征在于，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告之后，还包括：
根据偏差分析报告进行所述设备的安装调整。
6.一种施工现场设备安装定位与检测的系统，其特征在于，包括：
第一模块，用于通过3D扫描技术获取施工现场的初始实际三维信息数据；
第二模块，用于基于所述初始实际三维信息数据，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点，基于所述安装控制点完成设备的安装；
第三模块，用于利用3D扫描得到完成安装设备的实际安装位置的三维点云模型；
第四模块，用于将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接；
第五模块，用于基于所述拼接的结果并利用三维模型偏差分析方法及三维检测软件，对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到分析结果。
7.如权利要求6所述的施工现场设备安装定位与检测的系统，其特征在于，所述第二模块，用于基于所述初始实际三维信息数据和设备的设计安装位置的BIM模型，并利用激光放样技术确定设备的安装控制点。
8.如权利要求6所述的施工现场设备安装定位与检测的系统，其特征在于，所述第四模块，用于将所述三维点云模型与所述设备的设计安装位置的BIM模型进行拼接以统一坐标系并去除噪点。
9.如权利要求6所述的施工现场设备安装定位与检测的系统，其特征在于，所述第五模块，用于对设备的实际安装位置与设计安装位置进行偏差色谱分析，得到偏差测量结果，基于所述偏差测量结果出具偏差分析报告，以指导现场施工进行安装定位偏差调整。
10.如权利要求9所述的施工现场设备安装定位与检测的系统，其特征在于，所述第五模块，还用于根据偏差分析报告进行所述设备的安装调整。
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