面向装修场景的自动点云获取与点云应用研究
发布时间：2021-01-04 23:16
目前建筑装修行业是劳动密集型行业,所需要的劳动力众多,但是随着社会的发展,愿意从事装修行业的年轻人越来越少,未来将会出现装修工人不足的问题。而目前现有的装修机器人自主性较低,为了提高装修机器人的自主性,引入点云数据使得机器人能够全面地感知施工场地环境。装修机器人在进行施工路径规划时,需要高精度的房屋线框图信息。同时,在装修施工过程中进行施工质量检测也占有许多工作量。为了解决较高精度的房屋线框图获取及施工质量非人工检测这两个问题,本文研究了利用安装在移动平台上的高精度激光扫描仪实现待施工场地点云数据自动获取的方法,并研究了利用所采集到的高精度点云数据生成房屋线框图及墙面施工质量检测的方法。针对在装修场景中自动获取点云数据的问题。我们将高精度的激光扫描仪安装在一个移动平台上,使得激光扫描仪可以移动到工地各处执行扫描。激光扫描仪在执行扫描时需保持位置固定,且单个站点扫描耗时长,所以需要提前规划较优的扫描站点位置。考虑到装修场地所在的建筑在设计时有建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）的特点,我们提出使用建筑BIM生成房屋平面图,并使用该平面图实现移...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究的目的和意义
1.3 装修机器人研究现状
1.4 点云获取与应用研究现状
1.4.1 在装修场景中获取点云的研究现状
1.4.2 在装修场景中使用点云的研究现状
1.4.3 BIM简介
1.5 国内外文献综述及分析
1.6 本文研究内容
第2章 面向装修场景的点云自动获取
2.1 引言
2.2 点云获取设备介绍
2.2.1 激光扫描仪
2.2.2 放置扫描仪的移动平台
2.3 利用BIM信息实现移动平台导航
2.3.1 IFC文件中提取房屋的平面图
2.3.2 利用地图定位导航
2.4 无障碍物情况下的扫描站点规划
2.4.1 待施工场地平面图的房间分割
2.4.2 单个房间的扫描站点规划
2.4.3 自动规划与人工规划的比较
2.5 有障碍物情况下的扫描站点规划
2.5.1 施工场地平面图的更新
2.5.2 带有障碍物的扫描站点规划
2.6 本章小结
第3章 应用点云数据获取房屋线框图
3.1 引言
3.2 点云的预处理
3.2.1 去除点云数据中的室外杂点
3.2.2 点云的体素法滤波
3.3 点云的平面提取
3.4 房屋线框图的绘制
3.4.1 点云与建筑BIM的匹配
3.4.2 房屋线框图的绘制
3.4.3 房屋关键尺寸的计算
3.5 本章小结
第4章 应用点云数据检测墙面平整度
4.1 引言
4.2 现有的墙面平整度检测方法
4.3 利用点云数据检测墙面平整度的方法
4.3.1 测量位置的选定
4.3.2 获取测量线下的点云
4.3.3 墙面平整度数值的计算
4.4 应用点云数据测量墙面平整度的准确性分析
4.5 本章小结
第5章 实验结果与分析
5.1 引言
5.2 实验室环境中的点云数据自动采集实验
5.3 应用待施工场地点云数据实验
5.3.1 数据介绍
5.3.2 利用点云数据绘制房屋线框图实验
5.3.3 利用点云数据检测墙面平整度实验
5.4 真实工地环境中的点云数据自动采集与应用实验
5.4.1 真实工地环境中的点云自动采集
5.4.2 真实工地环境中获得的点云数据的应用
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑机器人应用与发展[J]. 李朋昊,李朱锋,益田正,喜冠南. 机械设计与研究. 2018(06)
[2]国内BIM技术研究现状[J]. 纪博雅,戚振强. 科技管理研究. 2015(06)
[3]高效的一遍扫描式连通区域标记算法[J]. 冯海文,牛连强,刘晓明. 计算机工程与应用. 2014(23)
[4]BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J]. 何清华,钱丽丽,段运峰,李永奎. 工程管理学报. 2012(01)
[5]形态学中闭运算功能的扩展及其应用[J]. 张大坤,罗三明. 计算机工程与应用. 2010(27)
[6]房地产相关产业与中国经济增长[J]. 况伟大. 经济学动态. 2010(02)
博士论文
[1]基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究[D]. 张洋.清华大学 2009
硕士论文
[1]建筑工人工作满意度对工程施工质量的影响机理[D]. 乔然.华北水利水电大学 2018
本文编号：2957541
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究的目的和意义
1.3 装修机器人研究现状
1.4 点云获取与应用研究现状
1.4.1 在装修场景中获取点云的研究现状
1.4.2 在装修场景中使用点云的研究现状
1.4.3 BIM简介
1.5 国内外文献综述及分析
1.6 本文研究内容
第2章 面向装修场景的点云自动获取
2.1 引言
2.2 点云获取设备介绍
2.2.1 激光扫描仪
2.2.2 放置扫描仪的移动平台
2.3 利用BIM信息实现移动平台导航
2.3.1 IFC文件中提取房屋的平面图
2.3.2 利用地图定位导航
2.4 无障碍物情况下的扫描站点规划
2.4.1 待施工场地平面图的房间分割
2.4.2 单个房间的扫描站点规划
2.4.3 自动规划与人工规划的比较
2.5 有障碍物情况下的扫描站点规划
2.5.1 施工场地平面图的更新
2.5.2 带有障碍物的扫描站点规划
2.6 本章小结
第3章 应用点云数据获取房屋线框图
3.1 引言
3.2 点云的预处理
3.2.1 去除点云数据中的室外杂点
3.2.2 点云的体素法滤波
3.3 点云的平面提取
3.4 房屋线框图的绘制
3.4.1 点云与建筑BIM的匹配
3.4.2 房屋线框图的绘制
3.4.3 房屋关键尺寸的计算
3.5 本章小结
第4章 应用点云数据检测墙面平整度
4.1 引言
4.2 现有的墙面平整度检测方法
4.3 利用点云数据检测墙面平整度的方法
4.3.1 测量位置的选定
4.3.2 获取测量线下的点云
4.3.3 墙面平整度数值的计算
4.4 应用点云数据测量墙面平整度的准确性分析
4.5 本章小结
第5章 实验结果与分析
5.1 引言
5.2 实验室环境中的点云数据自动采集实验
5.3 应用待施工场地点云数据实验
5.3.1 数据介绍
5.3.2 利用点云数据绘制房屋线框图实验
5.3.3 利用点云数据检测墙面平整度实验
5.4 真实工地环境中的点云数据自动采集与应用实验
5.4.1 真实工地环境中的点云自动采集
5.4.2 真实工地环境中获得的点云数据的应用
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑机器人应用与发展[J]. 李朋昊,李朱锋,益田正,喜冠南. 机械设计与研究. 2018(06)
[2]国内BIM技术研究现状[J]. 纪博雅,戚振强. 科技管理研究. 2015(06)
[3]高效的一遍扫描式连通区域标记算法[J]. 冯海文,牛连强,刘晓明. 计算机工程与应用. 2014(23)
[4]BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J]. 何清华,钱丽丽,段运峰,李永奎. 工程管理学报. 2012(01)
[5]形态学中闭运算功能的扩展及其应用[J]. 张大坤,罗三明. 计算机工程与应用. 2010(27)
[6]房地产相关产业与中国经济增长[J]. 况伟大. 经济学动态. 2010(02)
博士论文
[1]基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究[D]. 张洋.清华大学 2009
硕士论文
[1]建筑工人工作满意度对工程施工质量的影响机理[D]. 乔然.华北水利水电大学 2018
本文编号：2957541
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/2957541.html
