(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210585834.8 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 宁波大学 地址 315211 浙江省宁波市江北区风 华路 818号 (72)发明人 揭志羽　郑浩　梁世栋　 (74)专利代理 机构 宁波甬致专利代理有限公司 33228 专利代理师 袁波 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G01C 15/00(2006.01) G01S 17/89(2020.01) (54)发明名称 基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监 控方法及系统 (57)摘要 本发明提供了基于三维激光扫描与BIM的钢 桁架桥施工监控 方法及系统， 涉及桥梁工程技术 领域， 本方法包括步骤： S1： 根据设计图纸采用 Revit建模得到 预设BIM模型， 并进行图纸的实际 构件制作阶段； S2： 对实际构件进行第一预设三 维激光扫描得到相对应的点云数据； 对点云数据 进行处理得到点云BIM模型； S3： 将预设BIM模型 与点云BIM模型进行对比分析， 计算两者模型中 构件的控制点坐标的差值。 本方法能够克服因传 统的测量技术对钢桁架桥钢结构变形监测在关 键部位布置监测点， 只能采集单一的数据， 无法 对实施桥梁施工的全过程进行动态监控的缺陷。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115130170 A 2022.09.30 CN 115130170 A 1.基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控方法， 其特 征在于， 包括 步骤： S1： 根据设计图纸采用Revit建模得到预设BIM模型， 并进行图纸的实际构件制作阶段； S2： 对实际构件进行第一预设三维激光扫描得到相对应的点云数据； 对点云数据进行 处理得到点云BIM模型； S3： 将预设BIM模型与点云BIM模型进行对比分析， 计算两者模型中构件 的控制点坐标 的差值， 若满足构件的允许误差则进 行虚拟预拼装阶段； 若 大于构件允许误差范围时， 则对 构件进行修改， 将修改后的构件重新测量进行质量检测， 直至满足构件的允许误差为止； S4： 将满足质量检测的构件进行第 二预设三维激光扫描得到对应的点云数据并进行虚 拟预拼装阶段； S5： 基于虚拟预拼装阶段 得到的拼接报告 进行现场施工； S6： 对存在质量问题的部位或工序进行 标注并打包 存储至后台服 务器。 2.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控方法， 其特征在 于， 所述步骤S4包括： S41： 将构件运输现场， 再次对构件进行三维激光扫描， 得到构件拼接单 元的点云数据； S42： 将拼装单元的点云数据对齐并进行虚拟拼装； 得到拼装误差及所需修改的调整信 息； 若误差在允许的范围内， 则根据工程需求形成相应的拼接报告； 若误差大于允许的范 围， 则经过反复构件修改与模拟拼装， 直至误差满足 允许的范围内。 3.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控方法， 其特征在 于， 所述步骤S5包括： S51： 在施工过程中对钢桁架桥梁的轴线、 高差进行三维激光扫描， 并根据施工要求实 时对BIM模型进行修改； S52： 将得到的点云BIM模型与预设BIM模型进行实时对比， 监测钢桁架高差与轴线的偏 离， 经过反复对BIM模型的修改与三维激光扫描以满足高差与轴线的误差在允许 范围内。 4.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控方法， 其特征在 于， 所述步骤S6包括： S61： 对桥梁进行质量验收； 对质量问题进行分析和补救， 并将发生质量问题的相 关资 料进行收集和整理； S62： 在BIM模型中标注发生质量问题的部位或工序； 将质量问题的判断与对应的处理 方法打包得到预防桥梁质量问题的资料 数据信息并存 储至后台服 务器。 5.基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控系统， 其特 征在于， 包括： 构件制作模块： 用于根据设计图纸采用Revit建模得到预设BIM模型， 并进行图纸的实 际构件制作阶段； 扫描模块： 用于对实 际构件进行第一预设三维激光扫描得到相对应的点云数据； 对点 云数据进行处 理得到点云BIM模型； 调整模块： 用于将预设BIM模型与点云BIM模型进行对比分析， 计算两者模型中构件的 控制点坐标的差值， 若满足构件的允许误差则进行虚拟预拼装阶段； 若大于构件允许误差 范围时， 则对构件进 行修改， 将修改后的构件重新测量进行质量检测， 直至满足构件的允许 误差为止； 虚拟预拼装模块： 用于将满足质量检测的构件进行第 二预设三维激光扫描得到对应的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130170 A 2点云数据并进行虚拟预拼装阶段； 现场施工调整模块： 用于根据虚拟预拼装阶段 得到的拼接报告 进行现场施工； 工程交付模块： 用于对存在质量问题的部位或工序进行标注并打包存储至后台服务 器。 6.根据权利要求5所述的基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控系统， 其特征在 于， 所述虚拟预拼装 模块包括： 第一扫描单元： 用于将构件运输现场， 再次对构件进行三维激光扫描， 得到构件拼接单 元的点云数据； 第一判断单元： 用于将拼装单元的点云数据对齐并进行虚拟拼装； 得到拼装误差及所 需修改的调整信息； 若误差在允许的范围内， 则根据工程需求形成相应的拼接报告； 若误差 大于允许的范围， 则经 过反复构件修改与模拟拼装， 直至误差满足 允许的范围内。 7.根据权利要求5所述的基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控系统， 其特征在 于， 所述现场施工调整模块包括： 第二扫描单元： 用于在施工过程中对钢桁架桥梁的轴 线、 高差进行三维激光扫描， 并根 据施工要求实时对BIM模型进行修改； 第二判断单元： 用于将得到的点云BIM模型与预设BIM模型进行实时对比， 监测钢桁架 高差与轴线的偏离， 经过反复对BIM模型的修改与三维激光扫描以满足高差与轴线的误差 在允许范围内。 8.根据权利要求5所述的基于三维激光扫描与BIM的钢桁架桥施工监控系统， 其特征在 于， 所述工程交付模块包括： 验收单元： 用于对桥梁进行质量验收； 对质量问题进行分析和补 救， 并将发生质量问题 的相关资料进行收集和整理； 打包存储单元： 用于在BIM模型中标注发生质量问题的部位或工序； 将质量问题的判断 与对应的处 理方法打包得到预防桥梁质量问题的资料 数据信息并存 储至后台服 务器。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130170 A 3