一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法与流程

本发明涉及建筑信息化，尤其涉及一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法。

背景技术：

1、老旧小区存量建筑中存在着不少因建造年代久远、管理不善、功能改建等原因，导致存量建筑资料的丢失或残缺，在对其进行安全校验、功能改造或加固等工作时，往往缺少准确详实的资料支撑而无法对其进行精准的测算和功能变更实际效果的可视化，造成事前无依据事后不合理局面，不利于一次改造全到位和加固设计验证以及功能改造后的实际使用效果。因此，急需一种能快速构建既有老旧建筑三维模型的方法和手段，在大量老旧存量建筑的改造和加固设计中，以达到快速测量、扫描建模的效果，让设计技术人员能够在设计时便可以清晰改造过程中的困难和改造难点、改造后的效果进行更详细的分析研判。

2、现有技术中，如公开为cn114626116a的专利申请公开了建筑空间的模型生成系统及模型构建方法，其功能主要是生成单个房间空间内部的三维模型及其内部布置的物体的属性，未标识房间整个空间三维模型在建筑整体中的位置信息，存在着扫描构建的单个建筑空间模型位置难以确定、无法构建整层(栋)建筑空间三维模型等问题。而在构建整层或整栋楼的三维模型时，需要重复赋予单个房间空间三维模型在整体建筑中的位置信息，工作量增量巨大。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，快速建立既有建筑三维模型，旨在解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：在拟扫描建模的建筑外设立一个室外基准基站作为空间坐标原点；

4、步骤s2：利用扫描装置在建筑内对每个独立空间进行扫描并生成单个空间体模型，每次扫描前向室外基准基站索取本次扫描的位置信息，以确定本次扫描空间体的三维空间坐标，并在扫描完成后赋予本次扫描坐标信息；

5、步骤s3：以步骤s1设立的室外基准基站为坐标系原点，建立空间坐标系，依据扫描生成的单个空间体模型及其空间坐标信息，依次将步骤s2中的单个空间体模型放置于所建立的空间坐标系对应的坐标点上，生成单个空间体模型彼此没有联结的网格状建筑整体空间体骨架模型；

6、步骤s4：利用联结件将网格状建筑整体空间体骨架模型进行空间联结，拟合建筑整体空间体模型并将内部围护结构填充完整，生成建筑空间体完整模型。

7、优选的，还包括步骤s5：对生成建筑空间体完整模型进行勘误，并标记不合理的构件及连接处，细化完善建筑空间体模型。

8、优选的，在步骤s2中，扫描装置固定在一定高度的支架上，扫描时同一楼层的房间和走廊的高度信息相对一致。便于构建楼层三维模型时房间模型的放置和快速对正。

9、优选的，在步骤s2中，在完成扫描后三维模型构建前，以室外基准基站为原点建立三维空间坐标系，单个空间体的坐标点为相对于基准基站的空间坐标点。便于空间体三维模型迅速找到坐标点位置并作正。

10、优选的，所述扫描装置为三维激光扫描装置。

11、优选的，在步骤s2中，扫描装置扫描完成后，在构建单个空间体模型时，以扫描装置为发射点，扫描装置向空间体内四周发射激光并接收反馈信息，得到一个包含扫描装置空间坐标点在内的封闭的空间体内部三维扫描空间模型，扫描装置的坐标点即为空间体三维模型在以室外基准基站建立的坐标系中的坐标点。

12、优选的，在步骤s3中生成网格状建筑整体空间体骨架模型时，以层为单位，将本层的单个空间体模型构建整层建筑空间骨架模型，再以本层走廊三维模型的坐标点作为整层建筑三维模型的空间坐标点，层层叠加后生成网格状建筑整体空间体骨架模型。

13、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

14、(1)在本发明中，通过在拟扫描建模的建筑外设立一个室外基准基站作为空间坐标原点，根据每个房间或走廊三维模型的空间坐标点顺序将其摆放到相应的空间位置，生成单个空间体模型彼此没有联结的网格状建筑整体空间体骨架模型之后，可以快速生成建筑空间体完整模型。

15、(2)在本发明中，通过设立一个室外基准基站作为空间坐标原点，以此为本次扫描的空间坐标原点，为扫描装置提供精准的定位信息，为每个空间体的三维空间模型提供统一坐标系；基于空间坐标原理，扫描装置在扫描前已经向室外坐标原点获取本次扫描的相对坐标，可以在拟扫描空间内任一位置上对该空间进行扫描，在扫描不同空间时无需在相对固定位置扫描；另外，所扫描的空间体被赋予的空间坐标信息均是相对于室外基准基站的相对坐标，即所有空间体的三维空间模型均处在同一坐标系下，无需进行空间坐标的转换；便于快速生成建筑空间体完整模型。

16、(3)通过利用本发明，大幅提升建筑三维模型构建效率，基于三维激光扫描能够便捷快速地获取建筑内部空间尺寸，自动建模；无需坐标转换即可完成模型对正；适用范围广。

技术特征：

1.一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，还包括步骤s5：对生成建筑空间体完整模型进行勘误，并标记不合理的构件及连接处，细化完善建筑空间体模型。

3.如权利要求1所述的一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，在步骤s2中，扫描装置固定在一定高度的支架上，扫描时同一楼层的房间和走廊的高度信息相对一致。

4.如权利要求1所述的一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，在步骤s2中，在完成扫描后三维模型构建前，以室外基准基站为原点建立三维空间坐标系，单个空间体的坐标点为相对于基准基站的空间坐标点。

5.如权利要求1所述的一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，所述扫描装置为三维激光扫描装置。

6.如权利要求5所述的一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，在步骤s2中，扫描装置扫描完成后，在构建单个空间体模型时，以扫描装置为发射点，扫描装置向空间体内四周发射激光并接收反馈信息，得到一个包含扫描装置空间坐标点在内的封闭的空间体内部三维扫描空间模型，扫描装置的坐标点即为空间体三维模型在以室外基准基站建立的坐标系中的坐标点。

7.如权利要求1所述的一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，其特征在于，在步骤s3中生成网格状建筑整体空间体骨架模型时，以层为单位，将本层的单个空间体模型构建整层建筑空间骨架模型，再以本层走廊三维模型的坐标点作为整层建筑三维模型的空间坐标点，层层叠加后生成网格状建筑整体空间体骨架模型。

技术总结
一种基于空间坐标的建筑三维模型对正及构建方法，包括步骤S1：在拟扫描建模的建筑外设立一个室外基准基站；步骤S2：利用扫描装置在建筑内对每个独立空间进行扫描并生成单个空间体模型，每次扫描前向室外基准基站索取本次扫描的位置信息，以确定本次扫描空间体的三维空间坐标；步骤S3：以步骤S1设立的室外基准基站为坐标系原点，建立空间坐标系，依据扫描生成的单个空间体模型及其空间坐标信息，依次将空间体模型放置于所建立的空间坐标系对应的坐标点上，生成单个空间体模型彼此没有联结的网格状建筑整体空间体骨架模型；步骤S4：利用联结件进行空间联结，拟合建筑整体空间体模型并将内部围护结构填充完整，生成建筑空间体完整模型。

技术研发人员：赖振彬,李洋,帅海乐,潘佩瑶,黄巧玲,张坚勇,母洪铖,杨垣,谢辉,代欣,向云燕
受保护的技术使用者：贵州中建建筑科研设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13