安徽理工大学王磊获国家专利权
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龙图腾网获悉安徽理工大学申请的专利一种基于点云的砖混建筑结构长度计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116401734B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211570650.0,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种基于点云的砖混建筑结构长度计算方法是由王磊;张鲜妮;李靖宇;黄金中设计研发完成,并于2022-12-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于点云的砖混建筑结构长度计算方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于点云的砖混建筑结构长度计算方法,包括以下步骤:墙体点云厚度计算、建筑物墙体拆分、墙体边界点估计、上边界拟合、结构长度计算。计算点云厚度时,随机选择多个邻域,但仅保留部分邻域点、部分邻域;基于墙体点云厚度,进行建筑点云分割、墙体点云再分配;以单面墙体为基本单位,进行了墙体边界点估计;基于上边界点,将选权迭代最小二乘法引入,进行该线拟合;由上边界线,在墙体上创建兴趣区域,结合区域内垂直边界点所在直线,计算墙体结构长度。本发明通过选择结构长度作为监测指标,结合点云监测的优势和砖混建筑物的几何结构特点,可以十分精确地计算出砖混建筑结构长度,基于结构长度可更好地监测砖混建筑的变形情况。
本发明授权一种基于点云的砖混建筑结构长度计算方法在权利要求书中公布了:1.一种基于点云的砖混建筑结构长度计算方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:获取建筑物墙体点云,对所述建筑物墙体点云进行预处理,获得处理后建筑物墙体点云; S2:在所述处理后建筑物墙体点云内设置多个邻域,并对多个所述邻域内的点云进行过滤,得到有效邻域点,并计算出墙体点云厚度值; S3:基于所述墙体点云厚度值确定第一距离阈值和第二距离阈值,基于所述第一距离阈值对所述处理后建筑物墙体点云进行建筑物点云分割,得到每个单面墙体的组成点云,基于所述第二距离阈值对每个所述单面墙体的组成点云进行墙体点云再分配,得到分配后墙体点云; S4:采用改进后的基于法线的点云边界估计方法对所述分配后墙体点云进行墙体边界点估计,得到墙体边界点; S5:对所述墙体边界点进行处理得到上边界线,在交点约束条件下采用选权迭代最小二乘法对所述上边界线进行拟合,得到拟合后上边界线; 所述步骤S5中对所述墙体边界点进行处理得到上边界线,在交点约束条件下采用选权迭代最小二乘法对所述上边界线进行拟合,得到拟合后上边界线,具体过程如下: 将所述墙体边界点分为内边界点和外边界点,得到外边界点所在直线的边界线,包括垂直边界线和水平边界线,将与屋顶毗邻的水平边界线作为上边界线; 将所述上边界线垂直投影至XOY面,并采用选权迭代最小二乘法求解投影至XOY面上的上边界线的模型参数; 基于XOY面上的上边界线的模型参数分别计算出上边界线所在墙体平面与XOZ面、YOZ面间的旋转角; 将上边界线水平投影至旋转角较小的XOZ面或YOZ面上,采用选权迭代最小二乘法求解上边界线投影后的直线的模型参数,上边界线在两个面上的线A和线B分别由下列两个直线方程式表示: ; ; 其中,k1、k2、b1、b2是线A在空间坐标系中的方程表达式参数,k3、k4、b3、b4是线B在空间坐标系中的方程表达式参数; 对两个直线方程进行求解得到交点,设点A、点B为求解得到的交点,则拟合后上边界线如下式所示: ; 其中,xa,ya,za、xb,yb,zb分别为边界线交点A和点B的坐标; S6:基于所述拟合后上边界线,在墙体上创建兴趣区域,根据所述兴趣区域内垂直边界点所在直线,计算得到墙体结构长度; 所述步骤S6中基于所述拟合后上边界线,在墙体上创建兴趣区域,根据所述兴趣区域内垂直边界点所在直线,计算得到墙体结构长度,具体过程如下: 设定步长为H,将拟合后上边界线依次沿墙体平面向下平移,并以每次平移后的拟合后上边界线为中心线,将高度为2H的区域划定为兴趣区域; 筛选出所述兴趣区域内位于该墙体本身的边界点和位于相邻墙体的边界点; 将位于墙体本身的边界点和位于相邻墙体的边界点合并,并采用选权迭代最小二乘法计算出兴趣区域中的垂直边界线的模型参数,如下式所示: ; 其中,k5、k6、b5、b6是垂直边界线的模型参数在空间坐标系中的方程表达式参数; 设定平移次数为I,第I次平移后的拟合后上边界线如下式所示: ; 基于垂直边界线的模型参数和第I次平移后的拟合后上边界线,设定点a和点b是兴趣区域内两交点,则墙体长度为: ; 其中,L为当前平移位置的墙体结构长度;xa,ya,za、xb,yb,zb分别为兴趣区域内交点a和点b的坐标。
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