大空间三维实体放线方法
【专利摘要】本发明公开了一种大空间三维实体放线方法，其包括以下步骤：1)建立坐标原点并作好标记；2)对标记进行多站引点转换，并得到二维坐标体系；3)结合现场一米线，在二维坐标体系上加入高程值，形成三维坐标体系；4)建立现场模型；5)将现场模型与三维设计模型进行拟合；6)找出三维设计模型的控制线并找出控制线的控制点在三维坐标体系中的三维坐标值；7)根据三维坐标值进行现场放点并进行放线。本发明可以完全替代传统的二维平面实地放线，解决大空间和复杂空间内传统放线方法无法放线或者准确放线的问题，提高了对于对于这类空间放线的工作效率和精准度，从而为后期现场施工提供了更为精准的依据。
【专利说明】大空间三维实体放线方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑施工领域的放线方法，具体涉及一种大空间三维实体放线方法。
【背景技术】
[0002]随着时代的发展和科技的进步，在建筑施工行业的发展过程中，越来越多的高精设备也相继投入使用，迫切需要利用先进的技术来提升施工品质，并且最大限度控制施工成本和施工周期，做到有的放矢，方便现场管理。而在目前的现场施工过程中，放线工作是所有现场深化、施工的前提。
[0003]传统的施工放线，主要采用的是二维平面实地放线的方法，并结合全站仪、三维扫描仪和一些建筑设计软件来完成。这种传统的施工放线方法，其主要不足在于仅能进行二维平面的放线，对于一些小型的并且较为规整的空间，还可以使用。但是随着建筑、生活和人们需求等方面的不断发展，目前已经出现了很多超大、超高甚至是异形的三维空间。对于这类空间，传统的二维平面实地放线的方法显然已经不能达到理想的效果，甚至是已经难以实施了。
[0004]因此，如何对于这类超大、超高甚至是异形的三维空间进行三维实体放线，也成为了目前制约该领域施工的一个难题。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可以解决传统放线方法无法适应大空间施工这一问题的大空间三维实体放线方法。
[0006]为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0007]大空间三维实体放线方法，其包括以下步骤:
[0008]I)根据拟定的建筑坐标原点作为坐标原点，在施工现场或者现场外围找出该坐标原点并作好标记；
[0009]2)对该标记进行多站引点转换，并得到至少三个引点，该至少三个引点形成二维坐标体系；
[0010]3)结合现场一米线，设置高程值的零点，使得上述的至少三个引点具备高程值，并得到至少三个第二引点，该至少三个第二引点形成三维坐标体系；
[0011]4)在上述的至少三个第二引点设立特征标识，扫描该特征标识并建立现场模型，在该现场模型中对该至少三个第二引点进行标注；
[0012]5)将现场模型与三维设计模型进行拟合，将上述的至少三个第二引点定为现场施工的三维基点并融入该三维设计模型；
[0013]6)找出该三维设计模型的控制线，并对该控制线进行标号，找出该控制线的控制点在上述的三维坐标体系中的三维坐标值；
[0014]7)根据上述的三维坐标值进行现场放点，找出施工现场控制线，进行现场的放线。
[0015]本发明提供了一种针对大空间现场施工放线的解决方案，通过本发明所提供的放线方法，可以针对大空间和复杂空间进行三维实体放线和定位。本发明可以完全替代传统的二维平面实地放线，解决大空间和复杂空间内传统放线方法无法放线或者准确放线的问题，提高了对于对于这类空间放线的工作效率和精准度，从而为后期现场施工提供了更为精准的依据。
[0016]在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进:
[0017]作为优选的方案，上述的大空间三维实体放线方法还包括建立点云模型的步骤:在施工现场设定扫描定位点，根据该扫描定位点进行三维扫描，生成点云后建立点云模型，并与上述的三维设计模型进行点对点拟合。
[0018]采用上述优选的方案，直接将现场平面坐标数据融入到三维设计模型当中，使得对于一些复杂的空间的情况，如一些异形的空间无法直接进行测量的情况下，也可以实现这类空间的测量。
[0019]作为优选的方案，上述的第2)步骤中，采用全站仪对上述的标记进行多站引点转换。
[0020]采用上述优选的方案，通过全站仪，可以对现场的测点数据和扫描数据进行精确的定位和记录等操作。
[0021]作为优选的方案，上述的第4)步骤中，采用三维数字化扫描仪扫描上述的特征标识并建立现场模型。
[0022]采用上述优选的方案，通过三维数字化扫描仪，可以对现场扫描中的扫描数据进行精确的定位和记录等操作。
[0023]作为优选的方案，上述的第7)步骤中，采用全站仪进行现场放点。
[0024]采用上述优选的方案，通过全站仪，可以对现场放点中的测点数据进行精确的定位和记录等操作。
[0025]作为优选的方案，上述的大空间三维实体放线方法还包括还包括二次引点操作:对无法达到通视条件的局部区域重复所述的所有步骤的操作。
[0026]采用上述优选的方案，对于一些现场土建结构中无法达到通视条件的区域，可能会出现漏放线的情况，此时重复在此区域内进行本放线方法，再结合到其他区域中，便可以完成对这些区域的放线定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的大空间三维实体放线方法中拟定的建筑坐标原点的示意图。
[0028]图2为本发明的大空间三维实体放线方法中进行引点转换后的引点的示意图。
[0029]图3为本发明的大空间三维实体放线方法中的建立第二引点的示意图。
[0030]图4为本发明的大空间三维实体放线方法中的找出控制线和控制点的示意图。
[0031]图5为本发明的大空间三维实体放线方法中的点云模型示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0033]为了达到本发明的目的，在本发明的大空间三维实体放线方法的其中一些实施方式中，该方法首先可以准备全站仪、三维扫描仪、一系列BIM设计软件以及计算机等已知的用于测绘、扫描和放线所使用的设备，在具体操作的同时，除了这些设备，同时还可以使用实时通迅设备，作为改进，该方法包括以下步骤:
[0034]I)结合图1所示，根据拟定的建筑坐标原点作为坐标原点，在施工现场或者现场外围找出该坐标原点并作好标记A2、A3、A4和A5,该拟定的建筑坐标原点可以来自于引用国家建设、规划单位制定的建筑坐标原点或者由客户等提供的表示图纸；
[0035]结合图1所示，该步骤中，还可以结合施工现场通视的程度、操作方便性和平面图纸选取合适的建筑坐标原点作为一次转换引点的原始点，并及时在图纸上注明，现场作详细标示说明；
[0036]2)结合图2所示，对该标记A2、A3、A4和A5进行多站引点转换，并得到三个引点a、b、c，该三个引点a、b、c形成二维坐标体系，利用二维坐标体系将各施工分区的平面坐标体系建立起来，此时的坐标原点仅具备平面坐标X、Y值；
[0037]3)结合图3所示，结合现场一米线，设置高程值(Z值)的零点并可以在施工现场作出标记，使得三个引点a、b、c具备高程值，并得到三个相对独立的第二引点a’、b’、c’，该三个第二引点a’、b’、c’形成三维坐标体系，该三维坐标体系已具备高程值(Z值)，该相对独立的三维坐标体系即为现场施工的三维坐标体系，其中的第二引点a’、b’、c’等可定为现场施工三维基点，而对于独立封闭的空间，可单独建立相对独立三维坐标体系，设立施工三维基点；
[0038]4)在上述的三个第二引点a’、b’、c’设立特征标识，扫描该特征标识并建立现场模型，在该现场模型中对该三个第二引点a’、b’、c’进行标注；
[0039]5)将现场模型与三维设计模型进行拟合，将上述的三个第二引点a’、b’、c’定为现场施工的三维基点并融入该三维设计模型；
[0040]6)结合图4所示，找出该三维设计模型的控制线-1号控制线、2号控制线和3号控制线，并对该I号控制线、2号控制线和3号控制线进行标号，找出该I号控制线、2号控制线和3号控制线的控制点-1号控制点、2号控制点和3号控制点在上述的三维坐标体系中的三维坐标值，该控制线是根据三维设计模型中各个部件的坐标点得到的，各个部件的坐标点根据三维设计模型的坐标原点得到；
[0041]7)根据上述的三维坐标值进行现场放点，找出施工现场控制线，进行现场的放线，以满足现场三维实体放线的具体实施，并作为后期施工定位、检测的依据。
[0042]在上述的实施步骤中，引点和第二引点还可以根据一些空间的情况而具有四个、五个甚至更多个，其操作方法和本实施步骤都是相同，仅是数量有区别，在此不再详细赘述。
[0043]本方法提供了一种针对大空间现场施工放线的解决方案，通过本放线方法，可以针对大空间和复杂空间进行三维实体放线和定位。本发明可以完全替代传统的二维平面实地放线，解决大空间和复杂空间内传统放线方法无法放线或者准确放线的问题，提高了对于这类空间放线的工作效率和精准度，从而为后期现场施工提供了更为精准的依据。
[0044]同时，还可以通过测绘设备的定位和安装实体控制模板，直接将施工误差控制到最低。并节省测量放线工作量、适合超大空间、无法传统放线的造型定位安装，放线精度高，降低人为放线的误差和错误的产生。
[0045]为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的大空间三维实体放线方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，该方法还包括建立点云模型的步骤:可以结合图5所示，在施工现场设定扫描定位点，根据该扫描定位点进行三维扫描，生成点云后建立点云模型，并与上述的三维设计模型进行点对点拟合。采用该实施方式的方案，直接将现场平面坐标数据融入到三维设计模型当中，使得对于一些复杂的空间的情况，如一些异形的空间无法直接进行测量的情况下，也可以实现这类空间的测量。
[0046]为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的大空间三维实体放线方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第2)步骤中，采用全站仪对上述的标记进行多站引点转换。采用该实施方式的方案，通过全站仪，可以对现场的测点数据和扫描数据进行精确的定位和记录等操作。当然，除了全站仪，我们也可以采用其他已知的引点转换设备，在此不再一一列举。
[0047]为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的大空间三维实体放线方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第4)步骤中，采用三维数字化扫描仪扫描上述的特征标识并建立现场模型。采用该实施方式的方案，通过三维数字化扫描仪，可以对现场扫描中的扫描数据进行精确的定位和记录等操作。当然，除了三维数字化扫描仪，我们也可以采用其他已知的扫描设备，在此不再一一列举。
[0048]为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的大空间三维实体放线方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第7)步骤中，采用全站仪进行现场放点。采用该实施方式的方案，通过全站仪，可以对现场放点中的测点数据进行精确的定位和记录等操作。当然，除了全站仪，我们也可以采用其他已知的放点设备，在此不再一一列举。
[0049]上述的全站仪、扫描仪等测绘设备都具有精确的数据处理系统，能对现场的测点数据和扫描数据进行精确的定位和记录等操作，并在此基础之上进行点云建模并与设计模型拟合。
[0050]为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的大空间三维实体放线方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，该方法还包括二次引点操作:对无法达到通视条件的局部区域重复所述的所有步骤的操作。采用该实施方式的方案，对于一些现场土建结构中无法达到通视条件的区域，可能会出现漏放线的情况，此时重复在此区域内进行本放线方法，再结合到其他区域中，便可以完成对这些区域的放线定位。
[0051]本方法是在现有的规划建设坐标原点基础之上建立的一种施工放线法，必须保障施工所用的原点的准确度，特别是经过多次转换后得出的施工原点，转换次数越多，其精度越容易受到影响，因此为了提高精度，可以进行多次的复测核对。
[0052]本发明实施过程中其他未提及的设备或者内容，都可以从已知技术中获知，在此不再一一赘述。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.大空间三维实体放线方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)根据拟定的建筑坐标原点作为坐标原点，在施工现场或者现场外围找出所述坐标原点并作好标记； 2)对所述标记进行多站引点转换，并得到至少三个引点，所述至少三个引点形成二维坐标体系； 3)结合现场一米线，设置高程值的零点，使得所述至少三个引点具备高程值，并得到至少三个第二引点，所述至少三个第二引点形成三维坐标体系； 4)在所述至少三个第二引点设立特征标识，扫描所述特征标识并建立现场模型，在所述现场模型中对所述至少三个第二引点进行标注； 5)将现场模型与三维设计模型进行拟合，将所述至少三个第二引点定为现场施工的三维基点并融入所述三维设计模型； 6)找出所述三维设计模型的控制线，并对所述控制线进行标号，找出所述控制线的控制点在所述三维坐标体系中的三维坐标值； 7)根据所述三维坐标值进行现场放点，找出施工现场控制线，进行现场的放线。
2.根据权利要求1所述的大空间三维实体放线方法，其特征在于，还包括建立点云模型的步骤:在施工现场设定扫描定位点，根据所述扫描定位点进行三维扫描，生成点云后建立点云模型，并与所述三维设计模型进行点对点拟合。
3.根据权利要求1所述的大空间三维实体放线方法，其特征在于，所述第2)步骤中，采用全站仪对所述标记进行多站引点转换。
4.根据权利要求1所述的大空间三维实体放线方法，其特征在于，所述第4)步骤中，采用三维数字化扫描仪扫描所述特征标识并建立现场模型。
5.根据权利要求1所述的大空间三维实体放线方法，其特征在于，所述第7)步骤中，采用全站仪进行现场放点。
6.根据权利要求1-5任一所述的大空间三维实体放线方法，其特征在于，还包括二次引点操作:对无法达到通视条件的局部区域重复所述的所有步骤的操作。
【文档编号】G06T17/00GK104318610SQ201410578545
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】杜天威, 管淞, 孙为霞, 须艺吉, 陆红娟, 李永峰, 席纪东, 陆辉, 王海建, 耿玉晓, 程华森, 侯申飞 申请人:苏州金螳螂建筑装饰股份有限公司