CN116011485A - 一种现有建筑激光扫描创建bim模型的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，用于为现有建筑创建数字建筑模型和位置共享，其中，建筑中的位置是通过参考建筑外部的官方测绘点来确定的，以作为建筑的参考楼层；在指定位置的创建族库中应用机器可读标记；其中，通过适当配备的移动激光扫描设备读入参考原模型中的标记，从而基于读入的标记的位置，对参考原模型的几何形状进行数据修复；以适当的符号为参考楼层中的房间创建数字体量模型；在为建筑物的基本相同楼层创建数字体量模型时，参考楼层的数字体量模型用作参考体量模型，整个程序过程简单耗时短，适用性广。

Description

一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法

技术领域

本发明涉及BIM模型技术领域，具体为一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法。

背景技术

在为建筑物创建虚拟图像之前，或对于建筑模型工作集，使用激光扫描仪扫描现有建筑物。扫描建筑物时，建筑物中的测量点会被记录下来，并由相应设备软件进行处理。然而，这些测量点必须事先由测量员复核，并以适当的扫描方式安装在建筑物中。

测量员通过全站仪及南方CASS的帮助下设置测量点，这些测量点在南方CASS中形成土方平衡图以方格网尺寸为准。测绘过程所需的时间几乎与实际的后续扫描过程所需的时间相同。这意味着建筑物的位置是“北向的”，即其位置是通过测绘点确定建筑物细部轴网。此外，建筑物内部的坐标测绘点补偿了激光扫描仪的技术修复问题。激光扫描仪在大面积扫描面上数据出现偏差。激光扫描仪在现场测绘扫描时激光点线受空气尘土颗粒、水分子的影响出现曲面测绘的成果。如果使用测绘单位或业主提供的测绘点，则可以在南方CASS数据处理中进行校正。使用除了测绘点的放置外，测量员还将信息(尤其是定位坐标)传递给服务提供商，服务提供商随后对建筑物进行扫描、标记。可在建筑物内移动的激光扫描小车可使用激光扫描技术检测、读取并提供建筑物内附着的标记，以数字化进行深化处理，特别是用于相应建筑物的BIM模型。

然而，传统实施方法中用于确定建筑物中的测量点并扫描测量点以用于BIM模型的程序过程繁琐又消耗较长时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，包括以下步骤：

S1：参考相应坐标：通过激光扫描仪或全站仪测绘建筑物外部由业主提供的参考测绘点用于确定建筑物内的坐标轴线，通过获得建筑物轴线位置的基本信息后创建标准族库；

S2：将机器可读标记粘贴在创建族库的指定位置；

S3：通过移动激光扫描设备读取创建族库中的标记，从而根据读取的标记的位置，对创建族库的几何结构进行扫描平面的波段修复措施；

S4：在BIM建筑信息模型中以符号为参照层中的房间创建数字体量模型，在为建筑基本相同的楼层创建数字体量模型时，使用参照层的revit模型作为参考体量模型，使用移动激光扫描设备，扫描一个楼层单元作为创建族库单元，并将其存储在存储介质的数字模型中，在为建筑物的基本相同楼层创建数字体量模型时，参考楼层的数字体量模型用作参考体量模型。

优选的，S4的操作当中遵循符号命令，模型使用创建族库的模型相同或基本相同的楼层，这个和/或基本上地板不必在物理上待测量和扫描，自参考模型-边界结构的使用，即使创建族库的参考模型其他楼层并非总是一对一，可以是建模者手动调整。

优选的，S3中移动激光扫描设备包括扫描仪、手推车、无人机用于提供曲率校正的三维点云，包含照片、传感器信息、磁场、接入点和文本文件，作为体量模型创建族库中的构件族。

优选的，S2中机器可读标记包括光学可读标识符，包括二维码、条形码；标记的机器可读光学标识符用于连接到建筑物中可访问的位置，并通过激光扫描仪读取。

优选的，存储介质的设置使参考体量模型可存储为BIM模型，参考体量模型可直接用于构建数据建模，建筑信息建模是一种集成并优化建筑规划、创建和运营的方法，建筑数据以机器可读的符号存储和维护在虚拟BIM模型中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，参考楼层的参考体量模型用于创建另一建筑基本相同楼层的数字体量模型，每个建筑中都有统一的建筑构件，可以将这些统一的建筑构件视为相同的部分，通过处理软件扫描后，将相互“复制”的所有楼层以及可能的纠正措施识别为“同类别”，并将其转移到参考楼层。

2、本发明提供的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，机器可读标记可以很容易地连接到建筑物中可访问的位置，并通过光学检测装置读取，以便执行数据修复。

3、本发明提供的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，存储介质的设置使参考体量模型可以存储为BIM模型，使得参考体量模型可以直接用于构建数据建模，建筑数据以机器可读的符号存储和维护在虚拟BIM模型中。

4、本发明提供的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，基于创建族库的参考体量模型，创建或扩展BIM模型，建筑数据以机器可读的符号存储和维护在虚拟的BIM模型中，使得相关各方可以访问相应数据库，可以创建数字建筑模型。

5、本发明提供的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，通过激光测速仪测量或三角测量来参考官方测绘点，以确定标记的位置点，可以非常准确和快速地进行测量，所确定的数据被加载到适当的存储介质上，或直接加载到相应的计算机程序或数据模型中，整个程序过程简单耗时短。

附图说明

图1为本发明实施例建筑物中固定位置点的示例标记图；

图2为本发明实施例用于为现有建筑创建数字建筑模型的示例布置图；

图3为本发明实施例用于为现有建筑创建数字建筑模型的方法的示例流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明实施例中提供一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，包括以下内容：

通过参考相应坐标，例如通过激光扫描仪或全站仪测绘建筑物外部由业主提供的参考测绘点以确定建筑物内的坐标轴线，通过获得建筑物轴线位置的基本信息后创建标准族库；

将机器可读标记粘贴在创建族库的指定位置；

通过移动激光扫描设备读取创建族库中的标记，从而根据读取的标记的位置，对创建族库的几何结构进行扫描平面的波段修复措施；

在建筑信息模型(BIM)中以适当的符号为参照层中的房间创建数字体量模型，在为建筑基本相同的楼层创建数字体量模型时，使用参照层的revit模型作为参考体量模型。使用移动激光扫描设备，只需扫描一个楼层单元作为创建族库单元，并将其存储在数字模型中。操作当中要遵循适当的符号命令，例如IFC符号。模型使用创建族库的模型相同或基本相同的楼层。这个和/或基本上地板不必在物理上待测量和扫描，自参考模型-边界结构的使用。即使创建族库的参考模型其他楼层并非总是一对一，可能是建模者手动调整(例如裁剪)是必要的；

凭借优势移动激光扫描设备曲率用校正三维点、传感器信息、地磁场，创建族库的文本文件工作做为体量模型创建族库中的构件族；

该方法优化了作业时间，迄今为止使用的经纬仪只能在部分区域进行测量和标记，例如建筑物外部以及建筑物内的非均匀结构。现有工艺的优化潜力，尤其体现在标准层住宅建筑上。建筑主体部分，例如通常为新办公楼。所有标准楼板均被视为“复制-粘贴”模型，在楼板修改命令中使用标高对齐复制粘贴以实现楼板复制结果。测量、标记和扫描其中一个标准楼板就足够了。扫描后，处理软件会将相互“重复”的所有地板识别为“相同”，并在参考地板上采取纠正措施转移到这些“相同”的楼层。通过revit软件处理后在参考楼层中绘制了墙，则此类“墙线”(从楼层平面视图)或“墙表面”(点云视图)将应用于类似的楼层。

如果使用连续的BIM模型(使用对象及其属性的建筑信息模型)，则仍然可以包含其信息(墙的对象属性)；例如，尺寸为(x,y,z)的预制外墙和可选的其他特征)。如果除外墙和楼层平面外，还持续存在其他特征，如电梯区域，并且如果软件在扫描数据中检测到这些特征，则也可以合并此特征，以便自动对齐类似的楼层模型构件，或将其集成到建筑模型(BIM)中。

测量员确定的参考面位置和坐标可转移到“复制楼板”(x，y)；z轴信息也可以从其他楼层自动确定和记录，或由BIM对象信息定义、纠正或细化，“建筑夹层”中的楼层高度通常不会有差异(大厅和阁楼通常不同)。

通过用户的“移动”过程为楼层创建模型是有利的：“积木形状”可以与模型中的建筑叠加。(例如，从创建族库继承到基于创建族库的克隆地板的对齐和质量参数、特性或属性(即创建族库的副本)。

移动激光扫描设备(扫描设备)利用软件的优势解决SLAM问题。(SLAM：同步定位和绘图，同步定位和绘图)。因此，移动读卡器(扫描设备)可以充当移动机器人，在读取测量点和相应位置坐标时，移动机器人可以同时创建创建族库的计划。该平面图可以作为建筑信息模型(BIM)的一部分。

基于上述描述，本发明的第一个有利实施例是，参考楼层的参考体量模型用于创建另一建筑基本相同楼层的数字体量模型，每个建筑中都有统一的建筑构件，除其他外，本发明使得可以将这些统一的建筑构件视为相同的部分，因此，对其中一个标准楼层进行测量就足够了，通过处理软件扫描后，将相互“复制”的所有楼层以及可能的纠正措施识别为“同类别”，并将其转移到参考楼层。

本发明的另一个有利实施例是，基于创建族库的参考体量模型，创建或扩展BIM模型，BIM模型是一种针对建筑模型进行集成、优化的方法。建筑数据以机器可读的符号存储和维护在虚拟的BIM模型中，例如在相关各方(建筑师、规划师、承包商、建筑技术、设施管理等)可以访问的相应数据库中，可以创建数字建筑模型，例如使用IFC符号。

本发明的另一个有利实施例是，通过激光测速仪测量或三角测量来参考官方测绘点，以确定标记的位置点。使用电子测速仪(全站仪)，可以非常准确和快速地进行测量。所确定的数据(例如，以三维测量点的形式)被加载到适当的存储介质上，或直接加载到相应的计算机程序或数据模型中。

本发明的另一个有利实施例是，机器可读标记包括光学可读标识符(例如二维码、条形码)。标记的机器可读光学标识符可以很容易地连接到建筑物中可访问的位置，并通过光学检测装置(例如激光扫描仪)读取。例如，采集单元可以使用适当的处理设备(处理器、软件)进一步处理读入数据(本地数据的测量点)，以便执行数据修复。

本发明的另一个有利实施例是，存储介质的设置使参考体量模型可以存储为BIM模型。这使得参考体量模型可以直接用于构建数据建模。建筑信息建模是一种集成并优化建筑规划、创建和运营的方法。建筑数据以机器可读的符号存储和维护在虚拟BIM模型中，例如在相关各建筑师、规划师、承包商、建筑技术、设施管理等可以访问的适当数据库中。可以创建数字建筑模型，例如使用IFC符号。对于构建数据建模，有适当的计算机支持工具(例如CAD工具)。

为了进一步更好的解释说明本发明，还提供如下具体的实施例：

如图1-3所示：图中显示了示例模型，其中包含官方测量的测绘点O1–O4。此类测绘点O1和O4用于大地测量领域，尤其是工程大地测量领域，例如土地测量、地基与基础测量或建筑测量。可以通过三角测量将其设置为具有相应坐标的三角点。根据应用情况，测绘点也称为高程点、大地测量固定点、高度标记、位置固定点等，测绘点O1-O4可以定义为UTM坐标系。

通过参考官方测绘点O1-O4，例如通过测量建筑物中的官方测绘点O1-O4，确定建筑物中的位置点。建筑物中的这些位置点由相应的标识符(如二维码)标记。可以使用合适的激光扫描设备读取、评估建筑物中的这些位置点，并将其存储在建筑物信息模型中。

图2中显示了为现有建筑创建BIM模型的示例布置；该步骤包括：

(1)调节LT(激光测速仪)，用于确定建筑中的位置点(标记建筑中的测绘点)，参考建筑外官方测绘点O5、O6的C1、C2(通过测量建筑的参考楼层)；

(2)指MG1、AV1、MG2、AV2，用于读取附在创建族库单元中指定位置点的机器可读标记M1、M2，其中，基于读取标记M1、M2的位置，对创建族库单元的几何结构进行数据修复，并且可以以适当的符号为参照层中的房间创建数字体量模型BIM，并将其存储在存储介质SD中；

(3)相应地设置处理设备，以便在为GB建筑或其他建筑的基本相同楼层创建数字体量模型时，使用创建族库的数字体量模型BIM作为参考体量模型。

(4)参考楼层的模型用于对相同或基本相同的楼层进行建模。这座建筑一模一样。基本相同的楼层无需进行物理测量和扫描，因为参考楼层的参考模型用于建模。即使参考楼层的参考模型不能始终一对一地用于另一个楼层，并且建模师可能需要手动调整(例如通过剪裁)，该程序仍然有效。

(5)移动激光扫描设备(扫描仪、手推车、无人机)MG1、MG2提供曲率校正的三维点云，其中包含照片、传感器信息、磁场、接入点和文本文件。

创建建筑物BIM模型标准族库：

通过设置存储介质数据库，可以将参考体量模型存储为BIM模型。这是以适当的符号完成的，例如IFC符号。

存储介质SD的有利配置是，与创建族库基本相同的楼层的数字体量模型可以存储为BIM模型，例如IFC符号。

作为移动设备MG1，可以使用带有相应测量设备AV1的小车，该小车由操作员B推动穿过建筑。作为检测目标状态的移动设备，也可以使用移动机器人，例如带有相应测量设备的移动机器人，该移动机器人是自主的或在相应的建筑中半自动驾驶。带有相应测量设备的无人机也可用作移动设备MG2，用于检测目标状态，目标状态在建筑内和/或建筑周围自动移动。

使用MG2无人机的优点是，可以很容易地在楼梯或楼梯井中使用。无人机可以自动(通过适当的编程和控制)、半自动或手动(即由操作员控制)使用。

通过适当的通信连接KV1、KV2(例如，通过相应的无线电连接、WLAN、蓝牙)，记录设备AV1、AV2位置点数据(位置点)01、02读取的标记M1、M2可以转发到服务器F。服务器F可以作为点云访问建筑中所有读入标记的位置点数据01、02。服务器(配备相应处理和存储设备的计算机)分析点云并将其映射到建筑信息模型BIM中，例如以revit软件中的数字体量模型形式。

建筑信息模型BIM存储在适当的数据库数据库中，例如存储在内存数据库中，可以快速访问。凭借优势，服务器F是在云基础设施C中实现的。

标记的机器可读光学标识符可以很容易地连接到建筑物中可访问的位置，并通过光学检测装置(例如激光扫描仪)读取。例如，采集单元可以使用适当的处理设备(处理器、revit软件)进一步处理读入数据(本地数据的测量点)，以便执行数据修复功能。

其中，标记器适合解决SLAM问题(SLAM：同时定位和映射、同时位置确定和映射)。因此，移动读卡器(扫描设备)可以充当移动机器人，在读取测量点(标记)和相应的位置坐标时，移动机器人可以同时为相应的建筑堆叠创建平面图；其中，标记包括一个十字符号，用于精确定位，还有一个箭头用于定向(例如，根据天空的方向定向)。进一步的，标记包括唯一的标识标识符(例如ID号)。有利的是，标记由也可用于建筑物外部的坚固材料组成。其包括书目数据(例如，位置参考时间、安装时间、责任公司、责任处理器、参考的官方定位点)。

本实施例中使用移动读卡器，只需扫描一个楼层作为创建族库，并将其存储在数字模型中。这是以适当的符号完成的，例如IFC符号(行业基础类)。创建族库模型用于对相同或基本相同的族库进行建模。这座建筑一模一样。基本相同的楼层无需进行物理测量和扫描，因为参考楼层的参考模型用于建模。即使参考楼层的参考模型不能始终一对一地用于另一个楼层，并且建模师可能需要手动调整(例如通过剪裁)，该程序仍然有效。移动激光扫描设备提供曲率校正的三维点云，其中包含照片、传感器信息、磁场、访问点和创建族库的文本文件。

点云文件可以通过适当的转换器转换为建筑信息模型(BIM模型)的符号，待实施。

基于创建族库的参考体量模型创建或扩展BIM模型是有利的，例如在IFC符号中。

根据本发明的方法可以通过相应配置的硬件和软件组件(例如处理器单元、存储装置、输入/输出单元、软件程序)来实现。根据本发明的方法尤其能够实现优化和高效的实现或创建BIM模型。这使得建筑施工和建筑管理的成本和工期得以改善，尤其是执行和提供销售单位。

基于上述描述，结合图1-3，本发明实施例的具体的使用方法如下：

步骤一、现有建筑的演示模型(BIM)，该程序应包括：在模型中设置位置点(01、02)，通过引用(Cl，C2)构建建筑模型，外部官方测绘点(O1至O6)建筑的参照层；

步骤二、机器可读标记的附件(M1-)在指定的本地点(01、02)；

步骤三、读取创建族库单位中的标记(M1-)，通过移动阅读设备(MG1、AV1、MG2、AV2)，其中，依据读入的位置点(01、02)标记(M1-)，几何体的数据修复创建族库工厂；

步骤四、在revit中创建数字体量模型，参考中房间的建筑模型(BIM)适当标记的族库；

步骤五、其中参考的数字体量模型使用Fuzor作为revit链接导入建筑体量模型；

步骤六、创建族库量模型在revit中创建BIM体量构件模型；

步骤七、基于参考体量参照层建筑模型-信息模型(BIM)；

步骤八、其中固定标记的位置点(01、02)，(M1，)通过激光测速仪测量(LT)或三角测量；

步骤九、创建数字建筑的工作：

现有建筑的演示模型(BIM)(GB)该工作内容包括：设置位置点的方法(01，02)通过引用(0l，02)来自官方测绘点(O1和O6)作为参考；

用于读取的装置(MG1、AV1、MG2、AV2)，在指定位置(01、02)机器可读创建族库基于读入位置点(01、02)(M1，M2)，对进行创建族库工作，并将数字建筑信息模型中的体量模型存储在参照层中的房间中；

适当配备的辅助方法，参考体量模型用作发展本质上的数字模型族库与创建标准族库以便相同建筑(GB)或其他建筑的使用。

步骤十、其中(SD)的设置是为了确保体量模型作为建筑信息模型(BIM)可以存储。其中存储介质(SD)配置为：体量模型参考楼层相同楼层的BIM模型。

综上所述：本发明方法建筑中的位置是通过参考建筑外部的官方测绘点来确定的，以作为建筑的参考楼层；在指定位置的创建族库中应用机器可读标记；其中，通过适当配备的移动激光扫描设备(扫描设备)读入参考原模型中的标记，从而基于读入的标记的位置，对参考原模型的几何形状进行数据修复；以适当的符号为参考楼层中的房间创建数字体量模型；在为建筑物的基本相同楼层创建数字体量模型时，参考楼层的数字体量模型。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：参考相应坐标：通过激光扫描仪或全站仪测绘建筑物外部由业主提供的参考测绘点用于确定建筑物内的坐标轴线，通过获得建筑物轴线位置的基本信息后创建标准族库；

S2：将机器可读标记粘贴在创建族库的指定位置；

S3：通过移动激光扫描设备读取创建族库中的标记，从而根据读取的标记的位置，对创建族库的几何结构进行扫描平面的波段修复措施；

S4：在BIM建筑信息模型中以符号为参照层中的房间创建数字体量模型，在为建筑基本相同的楼层创建数字体量模型时，使用参照层的revit模型作为参考体量模型，使用移动激光扫描设备，扫描一个楼层单元作为创建族库单元，并将其存储在存储介质的数字模型中，在为建筑物的基本相同楼层创建数字体量模型时，参考楼层的数字体量模型用作参考体量模型。

2.如权利要求1所述的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，其特征在于：S4的操作当中遵循符号命令，模型使用创建族库的模型相同或基本相同的楼层，这个和/或基本上地板不必在物理上待测量和扫描，自参考模型-边界结构的使用，即使创建族库的参考模型其他楼层并非总是一对一，可以是建模者手动调整。

3.如权利要求1所述的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，其特征在于：S3中移动激光扫描设备包括扫描仪、手推车、无人机用于提供曲率校正的三维点云，包含照片、传感器信息、磁场、接入点和文本文件，作为体量模型创建族库中的构件族。

4.如权利要求1所述的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，其特征在于：S2中机器可读标记包括光学可读标识符，包括二维码、条形码；标记的机器可读光学标识符用于连接到建筑物中可访问的位置，并通过激光扫描仪读取。

5.如权利要求1所述的一种现有建筑激光扫描创建BIM模型的使用方法，其特征在于，存储介质的设置使参考体量模型可存储为BIM模型，参考体量模型可直接用于构建数据建模，建筑信息建模是一种集成并优化建筑规划、创建和运营的方法，建筑数据以机器可读的符号存储和维护在虚拟BIM模型中。

Images