CN115222813A - 一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统 - Google Patents

一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统，包括：建立主龙骨的三维模型；建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；将主龙骨的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；以及在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。本发明可快速简便地对主龙骨进行定位。

Description

一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统
技术领域
本发明涉及玻璃幕墙施工技术领域，特别涉及一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统。
背景技术
玻璃幕墙的龙骨在建设时通常是在建筑物主体结构施工完成之后，再将幕墙主龙骨焊接到支撑主龙骨的钢结构上。幕墙的主龙骨在焊接在钢结构上之前通常需要对主龙骨进行定位，之后再将主龙骨焊接到钢结构上。
目前，通用的一种幕墙的主龙骨在定位方法是先根据设计图纸创建的BIM模型中获取待测点坐标，再将坐标由三维(X/Y/Z)立体降至二维(X/Y)平面，即Z值(高度)暂时不考虑，在楼层或地面平面中将X值和Y值确定并放点，再采用激光垂准仪进行Z值(高度)放点，在确定位置后，焊接辅助角钢临时定位，待主龙骨上下部位均定位好后，将主龙骨焊接到位。然而，这种主龙骨的定位方法需要进行先测量X值和Y值，然后再测量Z值，每确定一个主龙骨的安装位置点，至少需要进行两次测量，因此测量工作量大，幕墙的主龙骨定位速度较慢，效率低。
另外一种幕墙的主龙骨常用的定位方法是，采用3D全站仪进行施工放样，将幕墙BIM模型导入3D全站仪中，设置需放样的点后自动放线。然而，这种幕墙的主龙骨定位的方法并不适用于主龙骨距离建筑物主体结构较远的情形，主要是由于棱镜立在挑空位置，人员无法通过传统的吊篮、挂绳等方式到达建筑物主体结构的测量位置，因此操作困难，导致主龙骨的定位速度慢，效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统，以解决现有的主龙骨定位速度慢的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种主龙骨定位方法，包括：建立主龙骨的三维模型；建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；将主龙骨的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；以及在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。
可选的，建立主龙骨的三维模型时，基于BIM建立主龙骨的三维模型。
可选的，建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型包括：通过三维激光扫描仪对已经施工的实体建筑物的三维空间定位进行扫描以获得三维扫描云点数据；处理三维扫描云点数据，并基于处理后的三维扫描云点数据建立三维扫描点云模型。
可选的，将主龙骨组件的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型包括：将三维扫描点云模型和主龙骨的三维模型导入BIM中；基于同一坐标系对齐三维扫描点云模型和主龙骨的三维模型；将主龙骨的三维模型中主龙骨依附的建筑结构用三维扫描点云模型中与主龙骨依附的建筑结构对应的部分进行替换，使得主龙骨依附在三维扫描点云模型上，以获得实体模型。
可选的，获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标包括：在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面；获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标；通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标。
可选的，第一标记点和第二标记点之间的距离等于第一参考点和第二参考点之间的距离。
可选的，在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点包括：在已经施工的实体建筑物上标记出第一参考点和第二参考点；将标记有第一参考点和第二参考点，以及第一标记点和第二标记点的角钢与已经施工的实体建筑物上的第一参考点和第二参考点对齐；将角钢焊接在梁板上。
本发明还提供一种主龙骨定位系统，包括：三维模型建立装置，用于建立主龙骨的三维模型；点云模型建立装置，用于建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；叠图装置，用于将主龙骨的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；计算装置，用于获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，并用于通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；标记装置，用于在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。
可选的，所述计算装置包括：截面创建装置，用于在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面；参考点坐标获取装置，用于获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标；标记点坐标计算装置，用于通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标。
可选的，所述标记装置包括：参考点标记装置，用于在已经施工的实体建筑物上标记出第一参考点和第二参考点；对齐装置，用于将标记有第一参考点和第二参考点，以及第一标记点和第二标记点的角钢与已经施工的实体建筑物上的第一参考点和第二参考点对齐；安装装置，用于将角钢焊接在梁板上。
本发明提供的一种主龙骨定位方法和主龙骨定位系统，具有以下有益效果：
通过建立主龙骨组件的三维模型以及建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型，并将主龙骨组件的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型，可以获得将要施工的主龙骨与已经施工的实体建筑物的相对位置关系，从而为主龙骨的快速定位提供良好的定位基础；通过获取实体模型中已经施工的实体建筑物的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标，并在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点，如此可利用实体模型计算标记点的坐标，并将标记出的参考点和标记点作为主龙骨安装位置的参考，由于参考点和标记点的计算通过实体模型即可获得，无需多次测量和计算，因此可提高主龙骨的定位速度，提高主龙骨的定位效率。
附图说明
图1是本发明实施例中主龙骨定位方法的流程图；
图2是本发明实施例中在实体模型图中构建的与每层梁板板面相平齐的截面的示意图；
图3是本发明实施例中实体模型图中构建的与每层梁板和主龙骨的立面图。
附图标记说明：
110-梁板；120-龙骨。
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的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处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的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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1，图1是本发明实施例中主龙骨定位方法的流程图，本实施例提供一种主龙骨定位方法，包括：
步骤S100，建立主龙骨组件的三维模型；
步骤S200，建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；
步骤S300，将主龙骨组件的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；
步骤S400，获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；
步骤S500，在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。
通过建立主龙骨组件的三维模型以及建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型，并将主龙骨组件的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型，可以获得将要施工的主龙骨与已经施工的实体建筑物的相对位置关系，从而为主龙骨的快速定位提供良好的定位基础；通过获取实体模型中已经施工的实体建筑物的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标，并在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点，如此可利用实体模型计算标记点的坐标，并将标记出的参考点和标记点作为主龙骨安装位置的参考，由于参考点和标记点的计算通过实体模型即可获得，无需多次测量和计算，因此可提高主龙骨的定位速度，提高主龙骨的定位效率。
步骤S100中，通常是基于BIM建立主龙骨组件的三维模型。例如，可以是主龙骨组件的Revit模型。其中，所述主龙骨组件包括主龙骨以及所述主龙骨依附的建筑结构。
所述步骤S200包括：
步骤S210，通过三维激光扫描仪对已经施工的实体建筑物的三维空间定位进行扫描以获得三维扫描云点数据；
步骤S220，处理三维扫描云点数据，并基于处理后的三维扫描云点数据建立三维扫描点云模型。
具体的，处理三维扫描云点数据包括对三维扫描云点数据进行去噪、修补、拼接处理。基于处理后的三维扫描云点数据建立三维扫描点云模型包括对扫描模型赋予坐标系，将三维扫描数据压缩和转换为ReCap文件。
由于仅需通过三维激光扫描仪对已经施工的实体建筑物的三维空间定位进行扫描即可获得三维扫描云点数据，且三维激光扫描仪对已经施工的实体建筑物的三维空间定位的扫描不受建筑物主体结构与主龙骨之间的位置关系的限定，因此可快速获得三维扫描云点数据，为主龙骨的快速定位提供了基础。
其中，已经施工的实体建筑物可以是已经施工的各层梁板，主龙骨可以为将要安装到已经施工的实体建筑物上的龙骨。
步骤S300中，通常是基于BIM将主龙骨的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型。
具体的，所述步骤S300包括：
步骤S310，将三维扫描点云模型和主龙骨的三维模型导入BIM中；
步骤S320，基于同一坐标系对齐三维扫描点云模型和主龙骨的三维模型；
步骤S330，将主龙骨的三维模型中主龙骨依附的建筑结构用三维扫描点云模型中与主龙骨依附的建筑结构对应的部分进行替换，使得主龙骨依附在三维扫描点云模型上，以获得实体模型。
其中，步骤S400包括：
步骤S410，在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面；
步骤S420，获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标，其中，参考图2和图3，图2是本发明实施例中在实体模型图中构建的与每层梁板板面相平齐的截面的示意图，图3是本发明实施例中实体模型图中构建的与每层梁板和主龙骨的立面图，所述第一标记点A和所述第二标记点B为主龙骨在该截面上的两个角点，且这两个角点的延长线与所述梁板相交，第一参考点C和第二参考点D位于梁板上且位于AB连线的延长线上；
步骤S430，通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标。
通过在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面，并获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标，且通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标，可快速准确的计算出第一标记点和第二标记点的在于梁板等高的平面上的坐标，由于梁板的实际高度已知，因此可快速准确的获知第一标记点和第二标记点的三维坐标，进而可快速准确的对主龙骨进行定位。
优选的，在步骤S420中，第一标记点和第二标记点之间的距离等于第一参考点和第二参考点之间的距离，如此，可便于计算第一标记点和第二标记点的坐标，便于施工过程中对第一标记点和第二标记点进行标记。
其中，步骤S500包括：
步骤S510，在已经施工的实体建筑物上标记出第一参考点和第二参考点；
步骤S520，将标记有第一参考点和第二参考点，以及第一标记点和第二标记点的角钢与已经施工的实体建筑物上的第一参考点和第二参考点对齐；
步骤S530，将角钢焊接在梁板上。
如此，可通过角钢快速准确地对主龙骨进行定位，并且与梁板焊接的角钢可起到对主龙骨进行辅助支撑的作用。
在另一种实施例中，所述步骤S400中，第一标记点和第二标记点，以及第一参考点和第二参考点之间的关系可以是其它的关系，例如第一标记点和第二标记点可以是主龙骨上的另外两个角点E，F，且这两个角点E，F与梁板的边缘的最短距离相等，第一参考点G和第二参考点H这两点的连线可以平行于梁板上的EF两点的连线，且EF＝GH，且E、F两点的连线的中点与G、H两点的连线的中点的连线垂直于EF和GH。如此，可先通过第一参考点G和第二参考点H的坐标计算第一标记点E和第二标记点F的坐标。在再一种实施例中，还能可通过与第一标记点和第二标记点的之间的关系为另外一种的第一参考点和第二参考点计算出第一标记点和第二标记点的坐标。
本实施例还提供一种主龙骨定位系统，包括：
三维模型建立装置，用于建立主龙骨的三维模型；
点云模型建立装置，用于建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；
叠图装置，用于将主龙骨的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；
计算装置，用于获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，并用于通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；
标记装置，用于在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。
其中，所述计算装置包括：截面创建装置，用于在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面；参考点坐标获取装置，用于获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标；标记点坐标计算装置，用于通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标。
其中，所述标记装置包括：参考点标记装置，用于在已经施工的实体建筑物上标记出第一参考点和第二参考点；对齐装置，用于将标记有第一参考点和第二参考点，以及第一标记点和第二标记点的角钢与已经施工的实体建筑物上的第一参考点和第二参考点对齐；安装装置，用于将角钢焊接在梁板上。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种主龙骨定位方法，其特征在于，包括：
建立主龙骨组件的三维模型；
建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；
将主龙骨组件的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；
获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；以及
在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。
2.如权利要求1所述的主龙骨定位方法，其特征在于，建立主龙骨的三维模型时，基于BIM建立主龙骨组件的三维模型。
3.如权利要求1所述的主龙骨定位方法，其特征在于，建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型包括：
通过三维激光扫描仪对已经施工的实体建筑物的三维空间定位进行扫描以获得三维扫描云点数据；
处理三维扫描云点数据，并基于处理后的三维扫描云点数据建立三维扫描点云模型。
4.如权利要求1所述的主龙骨定位方法，其特征在于，将主龙骨组件的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型包括：
将三维扫描点云模型和主龙骨的三维模型导入BIM中；
基于同一坐标系对齐三维扫描点云模型和主龙骨的三维模型；
将主龙骨的三维模型中主龙骨依附的建筑结构用三维扫描点云模型中与主龙骨依附的建筑结构对应的部分进行替换，使得主龙骨依附在三维扫描点云模型上，以获得实体模型。
5.如权利要求1所述的主龙骨定位方法，其特征在于，获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标包括：
在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面；
获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标；
通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标。
6.如权利要求5所述的主龙骨定位方法，其特征在于，第一标记点和第二标记点之间的距离等于第一参考点和第二参考点之间的距离。
7.如权利要求5所述的主龙骨定位方法，其特征在于，在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点包括：
在已经施工的实体建筑物上标记出第一参考点和第二参考点；
将标记有第一参考点和第二参考点，以及第一标记点和第二标记点的角钢与已经施工的实体建筑物上的第一参考点和第二参考点对齐；
将角钢焊接在梁板上。
8.一种主龙骨定位系统，其特征在于，包括：
三维模型建立装置，用于建立主龙骨的三维模型；
点云模型建立装置，用于建立已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型；
叠图装置，用于将主龙骨的三维模型与已经施工的实体建筑物的三维扫描点云模型进行叠图以获得实体模型；
计算装置，用于获取实体模型中已经施工的实体建筑物中的至少两个参考点的坐标，并用于通过获取的已经施工的实体建筑物中的参考点的坐标以及与该参考点相关联的主龙骨上的至少两个标记点的关系，计算标记点的坐标；
标记装置，用于在已经施工的实体建筑物上标记出参考点和标记点。
9.如权利要求8所述的主龙骨定位系统，其特征在于，所述计算装置包括：截面创建装置，用于在实体模型图中构建与每层梁板板面相平齐的截面；参考点坐标获取装置，用于获取该截面上梁板板面在主龙骨上的第一标记点和第二标记点的连线的延长线上的第一参考点和第二参考点的坐标；标记点坐标计算装置，用于通过第一参考点和第二参考点计算该主龙骨上的第一标记点和第二标记点的坐标。
10.如权利要求9所述的主龙骨定位系统，其特征在于，所述标记装置包括：参考点标记装置，用于在已经施工的实体建筑物上标记出第一参考点和第二参考点；对齐装置，用于将标记有第一参考点和第二参考点，以及第一标记点和第二标记点的角钢与已经施工的实体建筑物上的第一参考点和第二参考点对齐；安装装置，用于将角钢焊接在梁板上。
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