RU2575803C1 - Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения - Google Patents
Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575803C1 RU2575803C1 RU2014143081/28A RU2014143081A RU2575803C1 RU 2575803 C1 RU2575803 C1 RU 2575803C1 RU 2014143081/28 A RU2014143081/28 A RU 2014143081/28A RU 2014143081 A RU2014143081 A RU 2014143081A RU 2575803 C1 RU2575803 C1 RU 2575803C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deviations
- map
- panel structure
- vertical
- model
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 235000019646 color tone Nutrition 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 2
- 108060007885 SSGA Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ. Способ включает выполнение измерений с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до поверхности панельного сооружения и регистрирующий соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения 3D-модели панельного сооружения, представляющей рой точек {Xi, Yi, Zi, i=1, n}. Для выявления деформаций по рою точек выполняется построение ряда горизонтальных и вертикальных сечений 3D-модели, строится карта отклонений и графики отклонений стены от идеальной стеновой вертикальной плоскости. По сформированной числовой карте отклонений выполняется построение карты изолиний, цветотоновой карты, графиков поверхности, теневой карты, при построении цветотоновых карт отклонений используется шкала раскраски впадин - от темно-синего до голубого, выпуклостей - от желтого до темно-коричневого. Вертикальный масштаб графиков отклонений выбирается таким, чтобы наглядно представить микронеровности стены, а сечение карты изолиний отклонений выбирается в погрешности построения модели 1 мм. При этом выявление дефектов строительства и начальной фазы деформационного процесса осуществляется по результатам сопоставления фактических отклонений и относительных изгибных деформаций с нормативными отклонениями и критическими значениями деформации панельного сооружения. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей для оперативного определения степени деформации сооружения. 6 ил.
Description
Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому способу является способ лазерного 3D сканирования, который обеспечивает выполнение измерений с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до поверхности объекта и регистрирующий соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения 3D-модели объекта, представляющей рой точек {Χi, Υi, Ζi, i=1, n}.
Способ лазерного 3D сканирования обеспечивает:
возможность определения пространственных координат точек объекта в полевых условиях;
трехмерную визуализацию в режиме реального времени исследуемого объекта;
неразрушающий метод получения информации;
высокую точность измерений;
безопасность исполнителя при съемке труднодоступных и опасных районах, т.к. применяется принцип дистанционного получения информации;
высокую производительность выполнения работы, сокращает время полевых работ при создании цифровых моделей объектов;
работы можно выполнять при любых условиях освещения, то есть днем и ночью, так как сканеры являются активными съемочными системами;
высокую степень детализации
[см. Середович В.А., Комиссаров А.В., Комиссаров Д.В., Широкова Т.А. и др. Наземное лазерное сканирование. Новосибирск, СГГА, 2009, 261 с. - прототип].
Данный способ не дает возможности определять степень деформированности конструкций панельного сооружения.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в расширении эксплуатационных возможностей способа лазерного 3D сканирования для оперативного определения степени деформации панельного сооружения.
Поставленный технический результат достигается тем, что способ лазерного 3D сканирования, включающий выполнение измерений с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до поверхности панельного сооружения и регистрирующий соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения 3D-модели панельного сооружения, представляющей рой точек {Xi, Yi, Zi, i=1, n}, для выявления деформаций по рою точек выполняется построение ряда горизонтальных и вертикальных сечений 3D-модели, строится карта отклонений и графики отклонений стены от идеальной стеновой вертикальной плоскости, по сформированной числовой карте отклонений выполняется карты изолиний, цветотоновой карты, графиков поверхности, теневой карты, при построении цветотоновых карт отклонений используется шкала раскраски впадины - от темно-синего до голубого, выпуклости - от желтого до темно-коричневого, вертикальный масштаб графиков отклонений выбирается таким, чтобы наглядно представить микронеровности стены, а сечение карты изолиний отклонений выбирается в погрешности построения модели 1 мм, при этом выявление дефектов строительства и начальной фазы деформационного процесса осуществляется по результатам сопоставления фактических отклонений и относительных изгибных деформаций с нормативными отклонениями и критическими значениями деформации панельного сооружения.
Перечень графических иллюстраций применения предлагаемого способа:
на фиг. 1 изображена трехмерная модель (облако точек) панельного дома по результатам лазерного сканирования;
на фиг. 2 - цветотоновая карта отклонений торцевой стены панельного дома от идеальной вертикальной плоскости;
на фиг. 3 - трехмерная блок-диаграмма деформаций панелей 6-13 этажей;
на фиг. 4 - трехмерная блок-диаграмма деформаций панелей 1-7 этажей,
на фиг. 5 - отрыв торцевых панелей на уровне 9-10 этажей,
на фиг. 6 - торцевая сторона панельного дома с многочисленными трещинами.
Способ лазерного 3D сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения включает выполнение измерений с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до поверхности панельного сооружения и регистрирующий соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения 3D-модели панельного сооружения, представляющей рой точек {Xi, Yi, Zi, i=1, n}, для выявления деформаций по рою точек выполняется построение ряда горизонтальных и вертикальных сечений 3D-модели, строится карта отклонений и графики отклонений стены от идеальной стеновой вертикальной плоскости, по сформированной числовой карте отклонений выполняется построение карты изолиний, цветотоновой карты, графиков поверхности, теневой карты, при построении цветотоновых карт отклонений используется шкала раскраски впадины - от темно синего до голубого, выпуклости - от желтого до темно-коричневого, вертикальный масштаб графиков отклонений выбирается таким, чтобы наглядно представить микронеровности стены, а сечение карты изолиний отклонений выбирается в погрешности построения модели 1 мм, при этом выявление дефектов строительства и начальной фазы деформационного процесса осуществляется по результатам сопоставления фактических отклонений и относительных изгибных деформаций с нормативными отклонениями и критическими значениями деформации панельного сооружения.
Суть способа лазерного 3D сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения заключается в следующем.
Сканирование панельного сооружения выполняется с произвольного числа и расположения позиций, обеспечивающих полный обзор изучаемого объекта, с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до поверхности панельного сооружения и регистрирующий соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы). Минимально по одному сканированию с каждой стороны панельного сооружения.
По проведенным измерениям формируется 3D-модель панельного сооружения, представляющая рой точек {Xi, Yi, Zi. i=1, n} (фиг. 1). При сшивке сканов в единую модель достигается точность 1 мм.
По результатам отдельных сканирований с применением стандартных сферических отражателей или бумажных марок, или характерных угловых точек объекта.
Для выявления деформаций по рою точек выполняется построение ряда горизонтальных и вертикальных сечений 3D-модель панельного сооружения.
Строится карта отклонений и графики отклонений стен от идеальной стеновой вертикальной плоскости. При этом используется априорно задаваемый допуск максимального отклонения и размер ячеек карты отклонения. В каждую ячейку матрицы карты отклонений заносится фактическое отклонение 3D-модель панельного сооружения от идеальной плоскости.
По сформированной числовой карте отклонений выполняется построение:
карты изолиний;
цветотоновой карты;
графиков поверхности;
теневой карты.
Изучение 3D-модели панельного сооружения для выявления деформаций выполняется построением ряда горизонтальных и вертикальных сечений модели, а затем, с учетом геометрических параметров и координат определенных по этим сечениям, строится карта отклонений и графики отклонений торцевой стороны дома от идеальной вертикальной плоскости.
При построении цветотоновых карт отклонений используется шкала раскраски типа «атлас» (впадины - от темно-синего до голубого, выпуклости - от желтого до темно-коричневого). Вертикальный масштаб графиков отклонений выбирается таким, чтобы наглядно представить микронеровности стены. Сечение карты изолиний отклонений выбирается в погрешности построения модели 1 мм.
На фиг. 2 видно, что максимальные отклонения в периферических частях составляют до 8 см. На уровне 2-3 этажа и 8-9 этажа с левой стороны имеется отрыв панели от конструкции.
Проводится анализ графиков отклонений от идеальной вертикальной плоскости. На фиг. 3 и 4 приведены примеры такого анализа, периферические края панелей оторваны от общей конструкции, а панели имеют характерную параболическую форму.
На фиг. 5 показаны места наиболее значительного отрыва панелей от общей конструкции. На фиг. 6 представлена общая трещиноватость панелей, которая возникла из-за деформаций.
Применение способа лазерного 3D сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения позволяет эффективно и быстро выявлять количественные деформации различных элементов панельного сооружения и оценить изгибные деформации стеновых панелей.
Claims (1)
- Способ лазерного 3D сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения, включающий выполнение измерений с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до поверхности панельного сооружения и регистрирующий соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формированием трехмерного изображения 3D-модели панельного сооружения, представляющей рой точек {Xi,Yi,Zi, i=1,n}, отличающийся тем, что для выявления деформаций по рою точек выполняется построение ряда горизонтальных и вертикальных сечений 3D-модели, строится карта отклонений и графики отклонений стены от идеальной стеновой вертикальной плоскости, по сформированной числовой карте отклонений выполняется карты изолиний, цветотоновой карты, графиков поверхности, теневой карты, при построении цветотоновых карт отклонений используется шкала раскраски впадины - от темно-синего до голубого, выпуклости - от желтого до темно-коричневого, вертикальный масштаб графиков отклонений выбирается таким, чтобы наглядно представить микронеровности стены, а сечение карты изолиний отклонений выбирается в погрешности построения модели 1 мм, при этом выявление дефектов строительства и начальной фазы деформационного процесса осуществляется по результатам сопоставления фактических отклонений и относительных изгибных деформаций с нормативными отклонениями и критическими значениями деформации панельного сооружения.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575803C1 true RU2575803C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017184015A1 (ru) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ДАТА-ЦЕНТР Автоматика" | Проверка сохранности груза путем создания электронно-геометрической пломбы с использованием лазерного сканирования |
| CN110702043A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | 长春工程学院 | 一种电力变压器绕组变形故障检测方法 |
| CN114295048A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-08 | 北京紫微宇通科技有限公司 | 基于激光扫描仪的航天器结构数字化检测方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2237283C2 (ru) * | 2001-11-27 | 2004-09-27 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Устройство и способ представления трехмерного объекта на основе изображений с глубиной |
| RU2445573C2 (ru) * | 2005-12-02 | 2012-03-20 | Спэшэлти Минералс (Мичиган) Инк. | Способ для контроля износа огнеупорной футеровки металлургического плавильного сосуда |
| RU2453809C2 (ru) * | 2010-08-10 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт горного дела УрО РАН (ИГД УрО РАН) | Способ измерения относительных деформаций и смещений подземных и/или наземных сооружений |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2237283C2 (ru) * | 2001-11-27 | 2004-09-27 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Устройство и способ представления трехмерного объекта на основе изображений с глубиной |
| RU2445573C2 (ru) * | 2005-12-02 | 2012-03-20 | Спэшэлти Минералс (Мичиган) Инк. | Способ для контроля износа огнеупорной футеровки металлургического плавильного сосуда |
| RU2453809C2 (ru) * | 2010-08-10 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт горного дела УрО РАН (ИГД УрО РАН) | Способ измерения относительных деформаций и смещений подземных и/или наземных сооружений |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Середович В.А., Комиссаров А.В., Комиссаров Д.В., Широкова Т.А. и др. Наземное лазерное сканирование. Новосибирск, СГГА, 2009. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017184015A1 (ru) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ДАТА-ЦЕНТР Автоматика" | Проверка сохранности груза путем создания электронно-геометрической пломбы с использованием лазерного сканирования |
| CN110702043A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | 长春工程学院 | 一种电力变压器绕组变形故障检测方法 |
| CN110702043B (zh) * | 2019-10-24 | 2021-05-11 | 长春工程学院 | 一种电力变压器绕组变形故障检测方法 |
| CN114295048A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-08 | 北京紫微宇通科技有限公司 | 基于激光扫描仪的航天器结构数字化检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fassi et al. | Comparison between laser scanning and automated 3d modelling techniques to reconstruct complex and extensive cultural heritage areas | |
| Bonali et al. | Deformation of Ancient Buildings inferred by Terrestrial Laser Scanning methodology: the Cantalovo church case study (Northern I taly) | |
| Suchocki et al. | An example of harnessing Terrestrial Laser Scanner for remote sensing of saturation of chosen building materials | |
| CN113362461A (zh) | 基于语义分割的点云匹配方法、***及扫描终端 | |
| Peteler et al. | Analyzing the evolution of deterioration patterns: A first step of an image-based approach for comparing multitemporal data sets | |
| Li et al. | Damage detection for historical architectures based on TLS intensity data | |
| RU2575803C1 (ru) | Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения | |
| RU2572056C1 (ru) | Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности сооружения, имеюшего сложную конструктивную форму | |
| RU2572061C1 (ru) | Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения | |
| RU2572060C1 (ru) | Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности панельного сооружения | |
| Birk et al. | Dating wall constructions from brick sizes in the flooded basement of a ww-ii submarine bunker for the digitization of cultural heritage | |
| RU2572055C1 (ru) | Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности сооружения, имеющего сложную конструктивную форму | |
| Scaioni et al. | High-resolution texturing of building facades with thermal images | |
| RU2572054C1 (ru) | Способ лазерного 3d сканирования оперативного определения степени деформированности сооружения, имеющего сложную конструктивную форму | |
| JP2020024094A (ja) | 構造物の出来形計測方法及び計測システム | |
| Majid et al. | The Digital Documentations of Historical Charcoal Chamber Monument Using LiDAR Technology | |
| TWI526986B (zh) | 虛擬定位板及應用該虛擬定位板之建物檢測方法 | |
| Altuntas et al. | Surveying and documentation of detailed historical heritage by laser scanning | |
| CN108829981A (zh) | 基于无损探伤的工程建造中的构件探测分析***及方法 | |
| Pawłowicz et al. | Recording and analysis of anomalies appearing in structures of wooden construction objects using the 3D laser scanner | |
| Israel et al. | Use of 3D laser scanning for flatness and volumetric analysis of mortar in facades | |
| Majid et al. | Three-dimensional recording of bastion middleburg monument using terrestrial laser scanner | |
| JP6530685B2 (ja) | 物体検出装置、物体検出システム、物体検出方法および物体検出プログラム | |
| Altuntaş et al. | A study on measurement of building wall thickness from 3D object model | |
| Kyriou et al. | Generation of high quality 3D models of a monastery located in Western Greece |