CN208739206U - 一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及三维激光扫描结构的技术领域，公开了一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，包括扫描桥梁形成三维点云数据的三维扫描装置以及设置在桥梁上靶板，桥梁根据靶板形成多个扫描站点，三维扫描装置沿桥梁的多个扫描站点扫描形成多个三维点云数据，三维点云数据导入拼接软件中形成拼接模型，拼接模型具有靶板数据，在拼接软件中，人工根据拼接模型的靶板数据重合，实现多个拼接模型拼接形成三维桥梁结构图。根据拼接模型的靶板数据重合，实现多个拼接模型拼接形成三维桥梁结构图，这样，实现快速、精确的对桥梁的三维信息进行获取和实用化处理，实现桥梁结构图恢复。

Description

一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构

技术领域

本实用新型涉及三维激光扫描结构的技术领域，特别涉及一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构。

背景技术

我国公路桥梁总数接近80万座，桥梁数目和规模十分庞大，随着桥梁使用时间延长，我国公路路网中，步入维修期的在役桥梁日渐增多，因此，桥梁的检测预警显得尤为重要。

目前，桥梁建设过程和建后产权的交换过程中，未对桥梁资料进行专门整理和管理，导致大部分桥梁的相关资料遗失严重，桥梁接管部门也未在接管后对桥梁欠缺的资料进行补充，一部分桥梁在修建过程中无施工图，完全凭着一些有相关经验的施工人员随手画图，施工后也无专人对这些手画图进行收集，导致桥梁缺失桥梁结构图。

三维激光扫描仪本身带圆点状的靶板，经常分不清方向，而且靶板是玻璃材质白，极其不好分辨；若没有靶板，极大增长拼接工作的时长，且带来对拼接工作造成不少困难。

现有技术中，对桥梁结构图进行恢复，则完全靠人工配合测量工具来完成，人工配合测量工具进行桥梁结构量测还需要支架或使用桥检车作为平台，这种方法，费时、费力，很容易漏测，桥梁的很多部位人工和机械很难到达，效率低、成本高，受现场环境影响大，从而无形中增加了桥梁的养护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，旨在解决现有技术中桥梁结构图遗失，不便于恢复的问题。

本实用新型是这样实现的，一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，包括扫描桥梁形成三维点云数据的三维扫描装置以及设置在桥梁上靶板，所述桥梁根据靶板形成多个扫描站点，所述三维扫描装置沿桥梁的多个扫描站点扫描形成多个三维点云数据，所述三维点云数据导入拼接软件中形成拼接模型，所述拼接模型具有靶板数据，在所述拼接软件中，人工根据所述拼接模型的靶板数据重合，实现多个所述拼接模型拼接形成三维桥梁结构图。

进一步的，所述靶板呈长方形状。

进一步的，处于所述扫描站点的所述三维扫描装置具有扫描所述桥梁的扫描方向，所述靶板具有与所述扫描方向对应的轴线。

进一步的，所述靶板数据标注有颜色。

进一步的，各个所述拼接模型中的所述靶板数据所标注的颜色不一致。

进一步的，所述拼接模型包括多个三维点组合形成拼接面，两个所述拼接模型的拼接面重合实现两个所述拼接模型的拼接。

进一步的，三个所述三维点组合形成所述拼接面，三个所述三维点分别处于所述拼接面的端部；两个所述拼接模型的拼接面根据各个三维点对应重合实现拼接。

进一步的，所述拼接模型包括拼接线，两个所述三维点形成所述拼接线，两个所述拼接模型的拼接线重合实现两个所述拼接模型的拼接。

进一步的，所述三维扫描装置包括扫描仪、摄像机以及显示屏；通过所述扫描仪对桥梁扫描形成所述拼接模型，通过所述摄像机对桥梁拍摄形成图像信息，所述扫描仪与所述摄像机分别与所述显示屏电性连接；所述扫描仪与所述摄像机同步工作。

进一步的，所述三维扫描装置包括GPS接收装置，所述GPS接收装置电性连接所述扫描仪。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，通过三维扫描装置通过各个扫描站点分别扫描桥梁，形成多个三维点云数据，三维点云数据导入拼接软件形成拼接模型，拼接模型具有靶板数据，人工进行拼接模型拼接时，根据拼接模型的靶板数据重合，实现多个拼接模型拼接形成三维桥梁结构图；通过三维桥梁结构图绘制桥梁模型、桥梁矢量图，实现桥梁图纸的恢复；这样，实现快速、精确的对桥梁的三维信息进行获取和实用化处理，实现桥梁结构图恢复。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构的靶板的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构的桥梁的截面图；

图3是本实用新型实施例提供的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构的三脚架体的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参照图1-3所示，为本实用新型提供较佳实施例。

本实用新型提供的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，用于解决桥梁结构图遗失，不便于恢复的问题。

一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，包括三维扫描装置以及靶板10，三维扫描装置扫描桥梁形成三维点云数据，靶板10设置在桥梁上，桥梁根据靶板10形成多个扫描站点，三维扫描装置沿桥梁的多个扫描站点扫描形成多个三维点云数据，三维点云数据导入拼接软件中形成拼接模型，拼接模型具有靶板10数据，在拼接软件中，人工根据拼接模型的靶板10数据重合，实现多个拼接模型拼接形成三维桥梁结构图。

上述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，通过三维扫描装置通过各个扫描站点分别扫描桥梁，形成多个三维点云数据，三维点云数据导入拼接软件形成拼接模型，拼接模型具有靶板10数据，人工进行拼接模型拼接时，根据拼接模型的靶板10数据重合，实现多个拼接模型拼接形成三维桥梁结构图；通过三维桥梁结构图绘制桥梁模型、桥梁矢量图，实现桥梁图纸的恢复；这样，实现快速、精确的对桥梁的三维信息进行获取和实用化处理，实现桥梁结构图恢复。

靶板10呈长方形状；这样，便于区别靶板10定义的方向，避免造成方向错乱，影响拼接模型的拼接。

处于扫描站点的三维扫描装置具有扫描桥梁的扫描方向，靶板10具有与扫描方向对应的轴线11；在轴线11的作用下，便于不同的拼接模型相对应，从而便于多个拼接模型之间的拼接。

靶板10数据标注有颜色；从而便于靶板10数据的识别，便于工人识别，加快对桥梁的三维信息进行获取和实用化处理。

再者，各个拼接模型中的靶板10数据所标注的颜色不一致；从而便于区别各个拼接模型，加快对桥梁的三维信息进行获取和实用化处理。

拼接模型包括多个三维点组合形成拼接面，两个拼接模型的拼接面重合实现两个拼接模型的拼接；在拼接面的作用下，增强两个拼接模型的拼接精准性。

再者，三个三维点组合形成拼接面，三个三维点分别处于拼接面的端部；两个拼接模型的拼接面根据各个三维点对应重合实现拼接；只需根据拼接模型的三个三维点与所拼接的拼接模型的三个三维点进行对应，实现两个拼接模型的拼接，增强各个拼接模型之间的拼接精准性，同时加快拼接模型之间的拼接速度。

拼接模型包括拼接线，两个三维点形成拼接线，两个拼接模型的拼接线重合实现两个拼接模型的拼接；在拼接线的作用下，便于两个拼接模型拼接，增强各个拼接模型之间的拼接精准性，同时加快拼接模型之间的拼接速度。

拼接模型具有用于拼接的拼接部，各个拼接模型的拼接部标注不同颜色；需要拼接的两个拼接模型的拼接部的颜色一致；这样，根据拼接部的颜色，按照相同颜色拼接，实现拼接模型的快速拼接。

三维扫描装置30包括扫描仪31、摄像机32以及显示屏；通过显示屏，便于对扫描仪31进行操作，并且，使扫描仪31更具针对性。

通过扫描仪31对桥梁扫描形成拼接模型，通过摄像机32对桥梁拍摄形成图像信息，扫描仪31与摄像机32分别与显示屏电性连接；扫描仪31与摄像机32同步工作；通过显示屏同步控制扫描仪31工作和摄像机32工作，同步形成三维点云数据以及图片信息；使三维点云数据以及图片信息同步提取；便于后续对三维点云数据于图片信息进行对比，增强形成三维桥梁结构图的精确性。

扫描仪31具扫描口，通过扫描口主动发射扫描激光，通过探测自身发射的激光回波信号来获取桥梁的数据信息，因此，在扫描过程中，可以实现不受扫描环境的时间和空间的约束。

三维扫描装置30包括GPS接收装置，GPS接收装置电性连接扫描仪31；大大扩展了扫描仪31的使用范围，使扫描仪31扫描所获取的点云数据更加全面、准确，这样，形成拼接模型的精准性更高，从而提高桥梁恢复图纸的精确性。

一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构包括三脚架体，三脚架体包括三个固定杆40，三个固定杆40相互固定呈三角锥形布置，三个固定杆40的顶部分别朝上延伸交汇形成安设部，三维扫描装置30固定安设部。

三维扫描装置30扫描的三维点云数据为大量离散点结合，点云数据置于坐标轴内，使点云数据的各个离散点包含x方向、y方向、z方向信息，还包括r、g、b颜色信息，同时还有物体反色率的信息，这样，点云数据形成的三维桥梁结构图更加真实、精确。

安设部包括旋转块73以及安设块71，旋转块73可沿圆周旋转，旋转块73的底部固定在三个固定杆40的顶部的交汇处，安设块71固定旋转块73的顶部，三维扫描装置30固定安设块71；这样，通过旋转块73圆周旋转，实现对三维扫描装置30的扫描方向进行调节，同时，实现跨度范围大的扫描区域，对水平面的桥梁进行扫描，避免桥梁长度太长，三维扫描装置30无法满足桥梁的扫描，并且，无需改变三维扫描装置30的放置位置，即可完成同一水平面的桥梁扫描。

安装部设有控制块，旋拧控制块，使控制块分别与旋转块73与固定块72抵触；使控制块、旋转块73、固定块72三者相对固定，从而对旋转块73进行固定，对三维扫描装置30的扫描方向进行固定；旋拧控制块，使控制块与旋转块73或与固定块72抵触，旋转块73、固定块72可相对移动，从而对对三维扫描装置30的扫描方向进行调节。

安设块71设有固定块72，固定块72沿安设块71的水平方向延伸布置；固定块72设有对桥梁拍摄的摄像机32；摄像机32形成图片信息传输数据处理工具；在数据处理工具中，摄像机32的图片信息与多个三维点云数据对比，修改三维点云数据的离散点的x方向、y方向、z方向信息，完善三维桥梁结构图，使桥梁图纸恢复的更加精确。

拼接软件包括对三维桥梁结构图进行误差的提取处理、误差的修正处理、坐标系的转换处理、重要断面提取处理；从而使三维桥梁结构图更加精确，保证桥梁图纸的恢复效果。

固定杆40包括上杆41和下杆42，各个固定杆40的上杆41的上部交汇形成安设部；上杆41的下部与下杆42的上部通过固定轴43相对固定，旋拧固定轴43，实现上杆41与下杆42相对固定或相对移动；这样，通过旋拧固定轴43，实现对三维扫描装置30的安设高度进行调节，根据不同桥梁的现场情况，调节三维扫描装置30的安设高度，从而保证三维扫描装置30扫描数据的精确性。

再者，下杆42具有多个固定位，多个固定位沿下杆42的长度方向延伸间隔布置，固定轴43贯穿上杆41穿设固定位，实现上杆41与下杆42相对固定；各个下杆42的各个固定位呈水平面对应布置；这样设置的意义在于，保证各个上杆41与下杆42相对固定的高度保持一致，从而提高三维扫描装置30的安设稳固性；另外，保证三维扫描装置30对桥梁扫描的精准性。

拼接软件根据三维桥梁结构图形成桥梁点云模型以及带有坐标的关键节点的桥梁点云切片；通过点云模型、桥梁点云切片，快速实现无图纸桥梁的3D数字化，实现矢量图的绘制、桥梁现状模型的建立、桥梁结构勘察与分析等方面。

以深圳市大鹏新区王母互通立交桥为例：

该桥位于大鹏新区大鹏街道西宝线(S359)上，中心桩号K19+960，连接岭南街和金沙路。

该桥分左、右幅，起点从南澳往葵涌方向到11#桥台为止，全长227.61m，跨径组合为10×20.0m+1×19.2m，共11跨；上部结构采用等高度钢筋混凝土连续箱梁，箱梁采用单箱单室截面，梁高1.52m，梁底宽6.0m，两侧各挑臂2.50m，全宽11.0m，下部结构采用钢筋混凝土U形桥台和桩柱式桥墩，1#、3#、4#、6#、7#、9#、10#桥墩为独柱墩，2#、5#、8#桥墩为双圆柱墩。3#、4#、6#、7#、9#、10#经加固改为薄壁椭圆墩柱，墩顶设盖梁，由原单支座增设双支座。全桥设板式橡胶支座。桥面采用水泥混凝土铺装，桥台处设橡胶伸缩缝，单幅桥面全宽11.00m，行车道宽10.00m。桥下通行限高5.0m。

通过一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，王母互通立交桥绘制整体平面图、王母立交3D立面图、王母立交3D截面图，从而绘制王母立交恢复平面图、王母立交恢复立面图、王母立交恢复截面图60；进而实现对桥梁图纸的恢复。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，包括扫描桥梁形成三维点云数据的三维扫描装置以及设置在桥梁上靶板，所述桥梁根据靶板形成多个扫描站点，所述三维扫描装置沿桥梁的多个扫描站点扫描形成多个三维点云数据，所述三维点云数据导入拼接软件中形成拼接模型，所述拼接模型具有靶板数据，在所述拼接软件中，人工根据所述拼接模型的靶板数据重合，实现多个所述拼接模型拼接形成三维桥梁结构图。

2.如权利要求1所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，所述靶板呈长方形状。

3.如权利要求1所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，处于所述扫描站点的所述三维扫描装置具有扫描所述桥梁的扫描方向，所述靶板具有与所述扫描方向对应的轴线。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，所述靶板数据标注有颜色。

5.如权利要求4所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，各个所述拼接模型中的所述靶板数据所标注的颜色不一致。

6.如权利要求1-3任意一项所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，所述拼接模型包括多个三维点组合形成拼接面，两个所述拼接模型的拼接面重合实现两个所述拼接模型的拼接。

7.如权利要求6所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，三个所述三维点组合形成所述拼接面，三个所述三维点分别处于所述拼接面的端部；两个所述拼接模型的拼接面根据各个三维点对应重合实现拼接。

8.如权利要求6所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，所述拼接模型包括拼接线，两个所述三维点形成所述拼接线，两个所述拼接模型的拼接线重合实现两个所述拼接模型的拼接。

9.如权利要求1-3任意一项所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，所述三维扫描装置包括扫描仪、摄像机以及显示屏；通过所述扫描仪对桥梁扫描形成所述拼接模型，通过所述摄像机对桥梁拍摄形成图像信息，所述扫描仪与所述摄像机分别与所述显示屏电性连接；所述扫描仪与所述摄像机同步工作。

10.如权利要求9所述的一种桥梁图纸恢复的三维激光扫描结构，其特征在于，所述三维扫描装置包括GPS接收装置，所述GPS接收装置电性连接所述扫描仪。