CN112324095B - 一种建筑空间智能装配的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑空间智能装配的方法和系统，该方法包括在建筑空间工作面对应位置设置实体标靶点；对建筑空间工作面进行扫描，获取工作面和实体标靶点的点云数据，实体标靶点对应的的点云数据为数字标靶点；确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点；根据拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接；根据工作面的点云数据进行三维建模，形成三维模型；在三维模型中根据数字标靶点位置确定数字装配完成面；在建筑空间中根据实体标靶点位置确定实体装配完成面。采用了本发明的技术方案，能够精确定位建筑空间的工作面以及装配后的完成面，实现零误差复原施工现场，保证装配的效率和效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工信息化技术领域，尤其涉及一种建筑空间智能装配的方法和系统。
背景技术
随着建筑施工手段的不断发展和完善，信息化手段也在建筑施工领域得到了很大的发展。在建筑施工中，为了提高现场施工的效率，降低施工的成本，施工方会在施工前对施工现场进行测量，掌握施工现场的相关空间信息，并根据获得的空间信息进行规划设计，再根据设计方案进行现场施工。
例如，在对建筑的墙面进行装修装饰时，首先获取墙面的相关数据，建成三维数字模型，再根据三维模型，并匹配需要安装的装修装饰材料，进行规划设计，这样在现场只要根据设计方案进行操作即可。
但是现在的技术方案存在一定问题，由于对建筑的墙面进行扫描时，墙体的表面不平整，可能导致无法准确的定位墙面完成面和地面完成面，那么建成的三维空间模型不能精确地复原施工现场，提出的规划设计方案与现实存在误差。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种建筑空间智能装配的方法和系统，能够精确定位建筑空间的工作面以及装配后的完成面，实现零误差复原施工现场，保证装配的效率和效果。
本发明的实施例提供一种建筑空间智能装配的方法，包括以下步骤：
在所述建筑空间工作面对应位置设置实体标靶点；
通过不少于1个站点对所述建筑空间工作面进行扫描，获取所述工作面和所述实体标靶点的点云数据，所述实体标靶点对应的的点云数据为数字标靶点；
确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点；
根据所述拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接；
根据所述工作面的点云数据进行三维建模，形成所述建筑空间的三维模型；
在所述三维模型中根据所述数字标靶点位置确定所述建筑空间的数字装配完成面；
在所述建筑空间中根据所述实体标靶点位置确定所述建筑空间的实体装配完成面。
进一步地，所述建筑空间工作面包括所述建筑空间的墙面、顶面和/或地面。
进一步地，所述实体标靶点与两侧墙面边界的水平距离为0.3米，所述实体标靶点与地面之间的垂直距离为1.5米，所述实体标靶点之间的水平距离不大于3米。
进一步地，还包括以下步骤：
根据所述拼接标靶点在拼接时需要旋转移动的参数值，确定所述相邻站点的点云数据需要旋转移动的参数值。
进一步地，在所述建筑空间的拐角处设置不同的站点。
本发明实施例还提供一种建筑空间智能装配的系统，包括实体标靶点、扫描单元、拼接单元、建模单元和设计单元，其中，
所述标靶点设置在所述建筑空间工作面对应位置，用于标识位置信息；
所述扫描单元用于对所述建筑空间工作面进行扫描，获取所述工作面和所述实体标靶点的点云数据，所述实体标靶点对应的的点云数据为数字标靶点；
所述拼接单元用于确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点，根据所述拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接；
所述建模单元用于根据所述工作面的点云数据进行三维建模，形成所述建筑空间的三维模型；
设计单元用于在所述三维模型中根据所述数字标靶点位置确定所述建筑空间的数字装配完成面。
进一步地，所述实体标靶点与两侧墙体边界的水平距离为0.3米，所述实体标靶点与地面之间的垂直距离时1.5米，所述实体标靶点之间的水平距离不大于3米。
进一步地，所述拼接单元还用于根据所述拼接标靶点在拼接时需要旋转移动的参数值，确定所述相邻站点的点云数据需要旋转移动的参数值。
进一步地，所述扫描单元位于所述建筑空间的拐角处的不同站点。
采用了本发明的技术方案，由于在建筑空间的工作面设置标靶点，并利用标靶点拼接不同站点扫描的工作面的点云数据，不仅可以完成复杂建筑空间的三维建模，而且可以根据工作面来精确设计装配后的完成面，从而实现零误差复原施工现场，提高建筑空间装配的效率和效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明的实施例中建筑空间智能装配的流程图。
图2是本发明的实施例中建筑空间智能装配系统的结构示意图。
应当理解，附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一个初始的建筑空间中，需要对其包括墙面、顶面和/或地面在内的工作面进行装配，例如在一处处于毛胚状态的房屋内，需要对其墙面安装装饰板，这些装饰板一般都是标准尺寸的。由于其墙面并非规则形状，而且表面也存在凹凸不平的情况，如果直接在现场安装装饰板，需要临时丈量墙面和装饰板，并对两者匹配，效率非常低下，而且如果匹配不好，不仅可能会浪费装饰板，还会影响装饰板的安装美感，另外墙面的凹凸不平也会影响装饰板的安装效果。
图1是本发明的实施例中建筑空间智能装配的流程图。如图1所示，该建筑空间智能装配流程包括以下步骤：
步骤101、在建筑空间工作面对应位置设置实体标靶点。
本步骤中，建筑空间工作面包括了建筑空间的墙面、顶面和/或地面。而且为了施工的便利，以及后续建模的精确性，在设置实体标靶点时，该实体标靶点与两侧墙面边界的水平距离为0.3米，实体标靶点与地面之间的垂直距离为1.5米，实体标靶点之间的水平距离不大于3米。
步骤102、采用扫描单元对建筑空间需要装配的工作面进行扫描，获取这些工作面和在这些工作面上设置的实体标靶点的点云数据，那么实体标靶点对应的的点云数据为数字标靶点。
如果该建筑空间的工作面比较大或者比较复杂，则需要在多个站点设置扫描单元对建筑空间的工作面分别进行扫描，再进行拼接。例如建筑空间中存在各种拐角，扫描单元无法一次扫描，则需要在建筑空间的拐角处设置不同的站点，扫描单元需要在各个站点对工作面的一部分进行扫描。
步骤103、当需要拼接时，拼接单元需要先确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点。
步骤104、拼接单元根据拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接，构成该建筑空间的完整点云数据。
在拼接时，应根据拼接标靶点在拼接时需要旋转移动的参数值，确定相邻站点的点云数据需要旋转移动的参数值，保证相邻站点获取的点云数据能够精确拼接。
步骤105、建模单元根据拼接后工作面的完整点云数据进行三维建模，形成该建筑空间的三维模型，能够精确复原建筑空间。
步骤106、在完成建筑空间的三维模型后，设计人员利用设计单元在该三维模型中根据数字标靶点位置确定建筑空间的数字装配完成面，例如根据数字标靶点确定装饰板装配完成后应位于距离墙面一定尺寸的完成面上，同时也可以在完成面上设计好各块装饰板相对于数字标靶点的位置，从而提出建筑空间装配的设计方案。
步骤107、实际施工时，在建筑空间中根据实体标靶点位置，再结合建筑空间装配的设计方案，确定建筑空间的实体装配完成面，包括完成面与墙面的距离，也包括完成面上各个装饰板的位置，从而能够按照预先确定的设计方案完成现场施工。
下面具体描述实现上述流程的建筑空间智能装配系统。图2是本发明的实施例中建筑空间智能装配系统的结构示意图。如图2所示，该建筑空间智能装配系统包括实体标靶点201、扫描单元202、拼接单元203、建模单元204和设计单元205。
标靶点设置在建筑空间工作面(包括墙面、顶面和/或地面)对应位置，用于标识位置信息，即以标靶点为基点，确定工作面的其他点与标靶点的相对位置。在一个优选的实施例中，实体标靶点与两侧墙体边界的水平距离为0.3米，所述实体标靶点与地面之间的垂直距离时1.5米，所述实体标靶点之间的水平距离不大于3米。
扫描单元可以是用于三维扫描的扫描仪，当建筑空间工作面比较复杂时，例如建筑空间存在拐角时，需要在多个站点设置扫描单元，或者一个扫描单元在多个站点进行扫描工作。扫描单元对建筑空间工作面进行扫描，获取工作面和实体标靶点的点云数据，这些实体标靶点对应的的点云数据为数字标靶点。
拼接单元收到扫描单元发来的点云数据后，确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点，再根据拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接。必要时，拼接单元还要根据拼接标靶点在拼接时需要旋转移动的参数值，确定相邻站点的点云数据需要旋转移动的参数值。
建模单元根据拼接后建筑空间工作面完整的点云数据进行三维建模，形成建筑空间的三维模型，精确复原该建筑空间。
设计单元在三维模型中根据其中的数字标靶点位置确定建筑空间的数字装配完成面，例如根据数字标靶点确定装饰板装配完成后应位于距离墙面一定尺寸的完成面上，同时也可以在完成面上设计好各块装饰板相对于数字标靶点的位置，从而提出建筑空间装配的设计方案，用于现场施工。
采用上述实施例的技术方案，由于在建筑空间的工作面设置标靶点，并利用标靶点拼接不同站点扫描的工作面的点云数据，不仅可以完成复杂建筑空间的三维建模，而且可以根据工作面来精确设计装配后的完成面，从而实现零误差复原施工现场，提高建筑空间装配的效率和效果。
在所提供的本发明几个实施例中，应该理解到所描述的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元可以结合或者可以集成到另一个单元，而且，单元之间的耦合或通信连接可以是电性、机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请公开的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种建筑空间智能装配的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在所述建筑空间工作面对应位置设置实体标靶点；
通过不少于1个站点对所述建筑空间工作面进行扫描，获取所述工作面和所述实体标靶点的点云数据，所述实体标靶点对应的点云数据为数字标靶点；
确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点；
根据所述拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接；
根据所述工作面的点云数据进行三维建模，形成所述建筑空间的三维模型；
在所述三维模型中根据所述数字标靶点位置确定所述建筑空间的数字装配完成面；
在所述建筑空间中根据所述实体标靶点位置确定所述建筑空间的实体装配完成面。
2.根据权利要求1所述的建筑空间智能装配的方法，其特征在于，所述建筑空间工作面包括所述建筑空间的墙面、顶面和/或地面。
3.根据权利要求1或者2所述的建筑空间智能装配的方法，其特征在于，所述实体标靶点与两侧墙面边界的水平距离为0.3米，所述实体标靶点与地面之间的垂直距离为1.5米，所述实体标靶点之间的水平距离不大于3米。
4.根据权利要求1所述的建筑空间智能装配的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据所述拼接标靶点在拼接时需要旋转移动的参数值，确定所述相邻站点的点云数据需要旋转移动的参数值。
5.根据权利要求1所述的建筑空间智能装配的方法，其特征在于，在所述建筑空间的拐角处设置不同的站点。
6.一种建筑空间智能装配的系统，其特征在于，包括实体标靶点、扫描单元、拼接单元、建模单元和设计单元，其中，
所述标靶点设置在所述建筑空间工作面对应位置，用于标识位置信息；
所述扫描单元用于对所述建筑空间工作面进行扫描，获取所述工作面和所述实体标靶点的点云数据，所述实体标靶点对应的点云数据为数字标靶点；
所述拼接单元用于确定相邻站点获取的点云数据中用于拼接识别的数字标靶点，作为拼接标靶点，根据所述拼接标靶点，将相邻站点获取的点云数据进行拼接；
所述建模单元用于根据所述工作面的点云数据进行三维建模，形成所述建筑空间的三维模型；
设计单元用于在所述三维模型中根据所述数字标靶点位置确定所述建筑空间的数字装配完成面。
7.根据权利要求6所述的建筑空间智能装配的系统，其特征在于，所述实体标靶点与两侧墙体边界的水平距离为0.3米，所述实体标靶点与地面之间的垂直距离时1.5米，所述实体标靶点之间的水平距离不大于3米。
8.根据权利要求6所述的建筑空间智能装配的系统，其特征在于，所述拼接单元还用于根据所述拼接标靶点在拼接时需要旋转移动的参数值，确定所述相邻站点的点云数据需要旋转移动的参数值。
9.根据权利要求6所述的建筑空间智能装配的系统，其特征在于，所述扫描单元位于所述建筑空间的拐角处的不同站点。
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