CN117648750B - 基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法，所述自动规整方法包括：利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据；基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸；对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据；输出目标测量数据。本发明便于排版深化设计，优化施工材料的加工工序，有效提高材料利用率，进而提升施工作业的效率以及验收的通过率。进一步地，本发明方便施工整改，能够有效实现节省材料，提高空间利用率，加快施工进程及便于验收并且能够增加施工验收通过率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法。
背景技术
建筑装修是根据人们的审美基于建筑土建原始结构对建筑的地面、墙面、吊顶等部位进行装饰美化过程。但是在建筑土建结构施工的过程中由于存在测量和施工误差，会导致实际的情况与图纸不尽相同，比如，房间的尺寸、方正度，墙面的平整度、垂直度等。因此后续的装饰装修工作需要基于建筑实际的土建完成情况进行，第一步就是通过精准测量获取建筑的原始物理信息，第二步就是根据设计要求对房间进行找方，确定最终的装饰完成面。
目前施工中一般采用的人工的方式进行测量和找方工作。具体操作为利用钢卷尺、靠尺、水平仪等工具人工测量获取建筑物的原始物理信息，再由工程技术人员结合设计图纸对房间进行找方和完成面尺寸调整，即根据实际情况进行深化设计，但是由于人工测量、计算的工作量大，效率低下，同时也要求操作人工具备丰富的经验，使其成为施工现场的一大痛点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中测量和找方工作量大，测量效率低，利用测量装置采集的数据不规范，不方便使用的缺陷，提供一种便于排版深化设计，优化施工材料的加工工序，有效提高材料利用率，进而提升施工作业的效率以及验收通过率的基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法，其特点在于，所述自动规整方法包括：
利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据；
基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸；
对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据；
输出目标测量数据。
较佳地，所述对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据，包括：
对于最大找方尺寸中一目标项目，获取目标项目的长度；
通过舍去目标项目的长度的小数部分以获取目标项目的长度的整数数值；
获取整数数值的个位数字；
当所述个位数字属于[5，9)时则所述个位数字的取值为5，当所述个位数字属于[0，5)时则所述个位数字的取值为0。
较佳地，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
根据墙面的最凸点坐标获取最大长方体，所述最大长方体的至少一侧面与最凸点坐标相切；
获取所述最大长方体的长和宽作为所述最大找方尺寸。
较佳地，所述自动规整方法包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，沿垂直于墙面的轴线方向获取最凸点坐标；
根据最凸点坐标获取垂直目标轴线的墙面平面数据；
根据每一墙面的墙面平面获取长方体空间作为所述最大长方体。
较佳地，所述待测区域中的标示线上设有标靶，所述标靶为球形标靶或半球形标靶，所述自动规整方法包括：
利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据，所述实测数据中包括标靶的点云数据；
在实测数据中查找标靶点云数据；
获取标靶点云数据在实测数据中的位置；
利用标靶点云数据在实测数据中的位置获取标靶所标记的标示线的点云数据，所述标示线包括房屋中的轴线；
获取轴线标靶球心点云坐标，并根据轴线标靶球心点云坐标的横纵坐标获取轴线的点云数据。
较佳地，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
获取所述最凸点坐标相关的凸起区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凸点坐标位置的剔凿深度以及剔凿最凸点坐标后的最大找方尺寸；或，
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凹点坐标；
获取所述最凹点坐标相关的凹陷区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凹点坐标位置的填补深度。
较佳地，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标以及在垂直所述墙面的轴线方向的等高线；
获取每一等高线在墙面的所占面积占墙面面积的比例；
获取每一等高线剔凿后的最大找方尺寸。
较佳地，所述输出目标测量数据，包括：
获取最凸点距离墙面边缘或轴线的距离；
对于每一等高线，在所述等高线上选取标记点云；
获取每一标记点云距离墙面边缘或轴线的距离。
较佳地，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，根据所述墙面的实测数据获取墙面的二维投影，获取在垂直所述墙面的轴线方向的二维最凸点和二维最凹点；
利用辅助线从二维最凸点沿垂直所述墙面的轴线方向按预设间隔截取所述二维投影，所述辅助线与所述轴线方向垂直；
获取每一辅助线截取结果中二维最凸点所在凸起占辅助线与二维最凸点切线所围矩形的比例；
获取每一辅助线截取二维最凸点后的最大找方尺寸。
本发明还提供一种处理终端，其特点在于，所述处理终端用于实现如上所述的自动规整方法。
符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明便于排版深化设计，优化施工材料的加工工序，有效提高材料利用率，进而提升施工作业的效率以及验收的通过率。进一步地，本发明方便施工整改，能够有效实现节省材料，提高空间利用率，加快施工进程及便于验收并且能够增加施工验收通过率。
在实际的施工过程中，为了方便后续工作的开展，技术人员在找方后往往会在设计允许的范围内将房间的尺寸调整为以5或0结尾的整数，这样调整的优点有以下几个方面：
便于测量；
便于对成品装饰材料的数量、尺寸进行控制，有利于减少材料浪费；
便于排版深化设计。
附图说明
图1为本发明实施例1的处理终端的显示界面的结构示意图。
图2为本发明实施例1的处理终端的显示界面的另一结构示意图。
图3为本发明实施例1的自动规整方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例提供一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括一激光雷达以及一处理终端。
本实施例中的处理终端可以是具有运算能力的台式电脑、平板电脑笔记本电脑等，也可以是具有运算能力的服务器，
所述服务器可以包括是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请的说明书和权利要求书中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，表示覆盖不排他的包含，例如，包括一系列方法步骤或模块的流程、方法、产品或装置不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些流程、方法、产品或装置固有的其它步骤或模块。
所述激光雷达用于采集待测区域的实测数据，在本实施例中，所述待测区域为一房间，所述实测数据为三维点云数据。
利用三维激光扫描仪进行实测数据采集，包括房间的空间尺寸（开间进深、净高）、墙体的尺寸（长、宽、高）、房间的方正度、墙面的平整度、墙面的垂直度、门洞口尺寸、窗洞口尺寸，生成点云模型。
所述处理终端用于：
基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸；
对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据；
输出目标测量数据。
参见图1，进行最大找方后，获得房间最大找方空间的尺寸（下图所示的X与Y的值）未必是一个整数。
进一步地，所述处理终端用于：
对于最大找方尺寸中一目标项目，获取目标项目的长度；
通过舍去目标项目的长度的小数部分以获取目标项目的长度的整数数值；
获取整数数值的个位数字；
当所述个位数字属于[5，9)时则所述个位数字的取值为5，当所述个位数字属于[0，5)时则所述个位数字的取值为0。
归5/归0算法：根据X与Y的实际值，通过算法将X、Y向下调整为以5/0结尾的整数，同时自动联动调整相关找方完成面。
具体地，①对X、Y的值舍去小数部分取整获得X1、Y1；②取X1、Y1个位数的值（假设为x、y）；③设置判断条件：当0≤x（或y）＜5，则x（或y）=0；当5≤x（或y）＜9，则x（或y）=5。
归5/归0算法的好处不仅能够便于施工人员测量施工，而且方便计算。同时在施工过程中，取5和取0能够在加工材料时，提高废料的使用率，从而节约总材料的消耗。
具体地，所述处理终端用于通过下述方法获取最大化找方：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
根据墙面的最凸点坐标获取最大长方体，所述最大长方体的至少一侧面与最凸点坐标相切；
获取所述最大长方体的长和宽作为所述最大找方尺寸。
在具体操作中，最大长方体不一定是与规定轴线平行或者垂直的，为了获取方正的最大长方体，还需要引入轴线量。
也就是所述处理终端用于：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，沿垂直于墙面的轴线方向获取最凸点坐标，所述轴线通过提前放置的标靶获取，所述标靶可以是固定形状的物体；
根据最凸点坐标获取垂直目标轴线的墙面平面数据；
根据每一墙面的墙面平面获取长方体空间作为所述最大长方体。
进一步地，所述标靶为球形标靶或半球形标靶，所述处理终端用于：
利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据，所述实测数据中包括标靶的点云数据；
在实测数据中查找标靶点云数据；
获取标靶点云数据在实测数据中的位置；
利用标靶点云数据在实测数据中的位置获取标靶所标记的标示线的点云数据，所述标示线包括房屋中的轴线；
获取轴线标靶球心点云坐标，并根据轴线标靶球心点云坐标的横纵坐标获取轴线的点云数据。
利用标靶在待测区域的标示线上进行标记，所述标示线包括标高线和房屋中的轴线，这一操作步骤可通过人工完成。
对于一目标数据点，利用目标数据点与标示线的点云数据的位置关系获取目标数据点在待测区域中的位置。
利用轴线等高线的实测数据与待测区域（现实中）的位置进行对应，从而定位实测数据中的某一影像点的现实位置。
举例来说，对于实测数据中的一个目标标记点，计算标记点距离各个轴线的距离可以在现实房间中根据现实的轴线位置查找到对应的实际位置。
球心坐标可以通过预设的半径数据快速获取，也可以通过拟合球面后计算获取。
标靶的目的是提供标签，以便激光雷达扫描仪捕获的点云可以与实际场景对齐。
举例来说，将标靶放置在轴线及装饰1米线（标高线）上，从而在虚拟模型上重建整个控制网。这些标靶可以是不同的形式，原则是可以方便地放置在施工现场并被激光雷达扫描仪识别。
以下举例一些标靶的示例，但实际放置的标靶不限于以下列举的几种方式：
标靶例子1：1.整体轮廓为圆形或圆柱；2.标靶中心带有中心原点，方便用户对齐施工现场装饰1米线与轴线的交点。
标靶例子2：1.可放在地上的3D 球形标靶；2.球形标靶带有基座，将其中心放置在轴线的交点。
标靶例子3：墙面上喷涂。
所述标示线包括标高线和房屋中的轴线。
基于房间内的轴线及1米线的交点的标靶（带数字圆圈表示）来识别轴线及装饰1米线的位置。
在上述提到的位置放置至少2个或更多标靶，通过平面拟合的方式，可以从点云中识别到轴线及装饰1米线。并且这些位置在施工现场非常容易定位。
参见图2，现场对采集的数据建立空间坐标系，识别到1号，2号，3号标靶的圆心位置并计算到其坐标。
1米线：根据1、2、3号标靶的z轴坐标确定。
轴线1（附图标记为23）：平行于x轴（y轴坐标为3号标靶y轴坐标）的线。
轴线2（附图标记为24）：平行于y轴（x轴坐标为1或2号标靶x轴坐标）的线。
利用激光雷达的姿态采集传感器，获取一条轴线可以同时获取一个经过所述轴线的垂直面，从而获取其他轴线。
本实施例能够实现数据的正逆向融合，正逆向融合涉及两个主要步骤：正向：通过标靶放置在轴线及装饰1米线上，使得定位信息能够反映在点云中；
逆向：基于点云自动计算出更多有用的数据来帮助现场施工, 该过程允许任何用户/工作人员将这些数字数据映射到实际施工现场。
进一步地，所述处理终端用于：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
获取所述最凸点坐标相关的凸起区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凸点坐标位置的剔凿深度以及剔凿最凸点坐标后的最大找方尺寸；
所述处理终端还用于：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凹点坐标；
获取所述最凹点坐标相关的凹陷区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凹点坐标位置的填补深度。
具体实施方式为，利用处理终端获取一个墙面的最凸点坐标，利用最凸点坐标到标示线的距离或者到墙边的距离，可以在待测区域的实际空间中获取最凸点坐标的实际位置，利用剔凿深度可以对凸起点剔凿从而扩大最大化找方的尺寸。
进一步地，所述处理终端还用于：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标以及在垂直所述墙面的轴线方向的等高线；
获取每一等高线在墙面的所占面积占墙面面积的比例；
获取每一等高线剔凿后的最大找方尺寸。
在处理终端的显示屏中，可以显示每一个等高线对应的比例，供用户自行选择。
在本实施例中等高线之间的差距为1毫米，当用户选择一个等高线后能够显示所述比例，并显示等高线所围成的形状以及范围。
进一步地，所述处理终端用于：
获取最凸点距离墙面边缘或轴线的距离；
对于每一等高线，在所述等高线上选取标记点云；
获取每一标记点云距离墙面边缘或轴线的距离。
利用标记点云能够快速的进行待测空间实体点位的定位，方便工人进一步施工，如剔凿或磨平。
在其他实施方式中，所述处理终端用于：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，根据所述墙面的实测数据获取墙面的二维投影，获取在垂直所述墙面的轴线方向的二维最凸点和二维最凹点；
利用辅助线从二维最凸点沿垂直所述墙面的轴线方向按预设间隔截取所述二维投影，所述辅助线与所述轴线方向垂直；
获取每一辅助线截取结果中二维最凸点所在凸起占辅助线与二维最凸点切线所围矩形的比例；
获取每一辅助线截取二维最凸点后的最大找方尺寸。
获取二维投影可以将三维点云的Z轴坐标设为零，从而获取二维投影，利用二维投影能够快速计算，节约算力。
利用上述的激光雷达系统以及处理终端，本实施例还提供一种基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法，包括：
步骤S100、利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据；
步骤S101、基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸；
步骤S102、对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据；
步骤S103、输出目标测量数据。
其中，步骤S102具体包括：
步骤S1021、对于最大找方尺寸中一目标项目，获取目标项目的长度；
步骤S1022、通过舍去目标项目的长度的小数部分以获取目标项目的长度的整数数值；
步骤S1023、获取整数数值的个位数字；
步骤S1024、当所述个位数字属于[5，9)时则所述个位数字的取值为5，当所述个位数字属于[0，5)时则所述个位数字的取值为0。
其中步骤S101包括：
步骤S1011、对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
步骤S1012、根据墙面的最凸点坐标获取最大长方体，所述最大长方体的至少一侧面与最凸点坐标相切；
步骤S1013、获取所述最大长方体的长和宽作为所述最大找方尺寸。
进一步地，自动规整方法包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，沿垂直于墙面的轴线方向获取最凸点坐标；
根据最凸点坐标获取垂直目标轴线的墙面平面数据；
根据每一墙面的墙面平面获取长方体空间作为所述最大长方体。
本实施例以长方体房间作为待测区域。
所述自动规整方法还用于获取轴线的数据点，包括：
利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据，所述实测数据中包括标靶的点云数据；
在实测数据中查找标靶点云数据；
获取标靶点云数据在三维扫描数据中的位置；
利用标靶点云数据在三维扫描数据中的位置获取标靶所标记的标示线的点云数据，所述标示线包括房屋中的轴线；
获取轴线标靶球心点云坐标，并根据轴线标靶球心点云坐标的横纵坐标获取轴线的点云数据。
所述步骤S101还包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
获取所述最凸点坐标相关的凸起区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凸点坐标位置的剔凿深度以及剔凿最凸点坐标后的最大找方尺寸；或，
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凹点坐标；
获取所述最凹点坐标相关的凹陷区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凹点坐标位置的填补深度。
具体地，步骤S101包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标以及在垂直所述墙面的轴线方向的等高线；
获取每一等高线在墙面的所占面积占墙面面积的比例；
获取每一等高线剔凿后的最大找方尺寸。
步骤S103包括：
获取最凸点距离墙面边缘或轴线的距离；
对于每一等高线，在所述等高线上选取标记点云；
获取每一标记点云距离墙面边缘或轴线的距离。
在其他实施方式中步骤S101包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，根据所述墙面的实测数据获取墙面的二维投影，获取在垂直所述墙面的轴线方向的二维最凸点和二维最凹点；
利用辅助线从二维最凸点沿垂直所述墙面的轴线方向按预设间隔截取所述二维投影，所述辅助线与所述轴线方向垂直；
获取每一辅助线截取结果中二维最凸点所在凸起占辅助线与二维最凸点切线所围矩形的比例；
获取每一辅助线截取二维最凸点后的最大找方尺寸。
本实施例便于排版深化设计，优化施工材料的加工工序，有效提高材料利用率，进而提升施工作业的效率以及验收的通过率。进一步地，本发明方便施工整改，能够有效实现节省材料，提高空间利用率，加快施工进程及便于验收并且能够增加施工验收通过率。
在实际的施工过程中，为了方便后续工作的开展，技术人员在找方后往往会在设计允许的范围内将房间的尺寸调整为以5或0结尾的整数，这样调整的优点有以下几个方面：
便于测量；
便于对成品装饰材料的数量、尺寸进行控制，有利于减少材料浪费；
便于排版深化设计。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于实测数据对空间装饰完成面尺寸的自动规整方法，其特征在于，所述自动规整方法包括：
利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据；
基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸；
对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据；
输出目标测量数据；
其中，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标；
获取所述最凸点坐标相关的凸起区域面积占墙面面积的比例是否小于预设比例，若是则获取最凸点坐标位置的剔凿深度以及剔凿最凸点坐标后的最大找方尺寸；
其中，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，获取目标方向上最凸点坐标以及在垂直所述墙面的轴线方向的等高线；
获取每一等高线在墙面的所占面积占墙面面积的比例；
获取每一等高线剔凿后的最大找方尺寸。
2.如权利要求1所述的自动规整方法，其特征在于，所述对最大找方尺寸进行向下取整获取目标测量数据，包括：
对于最大找方尺寸中一目标项目，获取目标项目的长度；
通过舍去目标项目的长度的小数部分以获取目标项目的长度的整数数值；
获取整数数值的个位数字；
当所述个位数字属于[5，9)时则所述个位数字的取值为5，当所述个位数字属于[0，5)时则所述个位数字的取值为0。
3.如权利要求1所述的自动规整方法，其特征在于，所述待测区域中的标示线上设有标靶，所述标靶为球形标靶或半球形标靶，所述自动规整方法包括：
利用三维激光扫描仪采集待测区域的实测数据，所述实测数据中包括标靶的点云数据；
在实测数据中查找标靶点云数据；
获取标靶点云数据在实测数据中的位置；
利用标靶点云数据在实测数据中的位置获取标靶所标记的标示线的点云数据，所述标示线包括房屋中的轴线；
获取轴线标靶球心点云坐标，并根据轴线标靶球心点云坐标的横纵坐标获取轴线的点云数据。
4.如权利要求1所述的自动规整方法，其特征在于，所述输出目标测量数据，包括：
获取最凸点距离墙面边缘或轴线的距离；
对于每一等高线，在所述等高线上选取标记点云；
获取每一标记点云距离墙面边缘或轴线的距离。
5.如权利要求1所述的自动规整方法，其特征在于，所述基于所述实测数据进行最大化找方以获取最大找方尺寸，包括：
对于所述待测区域的一墙面的实测数据，根据所述墙面的实测数据获取墙面的二维投影，获取在垂直所述墙面的轴线方向的二维最凸点和二维最凹点；
利用辅助线从二维最凸点沿垂直所述墙面的轴线方向按预设间隔截取所述二维投影，所述辅助线与所述轴线方向垂直；
获取每一辅助线截取结果中二维最凸点所在凸起占辅助线与二维最凸点切线所围矩形的比例；
获取每一辅助线截取二维最凸点后的最大找方尺寸。
6.一种处理终端，其特征在于，所述处理终端用于实现如权利要求1至5中任意一项所述的自动规整方法。
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Patent Citations (5)
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