(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210441526.8 (22)申请日 2022.04.26 (71)申请人 中建二局第三建 筑工程有限公司 地址 100070 北京市丰台区海鹰路6号院3 0 号楼 (72)发明人 邢承喜　李明科　薛恒岩　乔广宇　 曹凤新　蔡云贺　房世鹏　周生安　 温泽坤　郑颖　韩友强　 (74)专利代理 机构 北京中建联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11004 专利代理师 王灵灵 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 15/04(2011.01) G06T 5/00(2006.01)G06T 7/33(2017.01) G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种基于BIM的3D扫描方法、 存储介质和计 算机设备 (57)摘要 本发明公开一种基于BIM的3D扫描方法， 包 括： 根据所扫描的目标对象 的特征设置仪器工作 数据； 根据所述特征进行标靶布测、 测量控制网 布设和扫描站布设； 对所述目标对象进行点云数 据采集和纹理图像数据采集； 根据所采集的数据 进行数据预处理和成果制作。 本发明能够准确、 清晰地获得扫描图像 。 权利要求书3页 说明书11页 附图1页 CN 114882171 A 2022.08.09 CN 114882171 A 1.一种基于BIM的3D扫描方法， 其特 征在于， 包括： 根据所扫描的目标对象的特 征设置仪器工作数据； 根据所述特 征进行标靶布测、 测量控制网布设和扫描站 布设； 对所述目标对象进行点云数据采集和纹 理图像数据采集； 根据所采集的数据进行 数据预处 理和成果制作。 2.根据权利要求1所述的扫描方法， 其特征在于， 所述根据 所扫描的目标对象的特征设 置仪器工作数据， 包括： 根据所述特征设定所述仪器的扫描参数， 包括： 在所述仪器中选择配置文件； 设置所述 仪器的分辨率和质量、 设置所述仪器的水平和垂 直扫描范围、 设置所述仪器的传感器、 设置 所述仪器的彩色扫描数据和设置所述仪器的处 理颜色的数据。 3.根据权利要求1所述的扫描方法， 其特征在于， 所述根据所述特征进行标靶布测、 测 量控制网布设和扫描站 布设， 包括： 所述在扫描站 布设包括： 布设所述扫描站的扫描范围覆盖所需扫描的所述目标对象； 根据所述特征进行标靶布测包括： 根据所述目标对象的特征制作所述标靶； 在所述扫 描范围内均匀布置所述标靶； 对所述标靶进行观测， 获得观测结果； 根据所述特征进行测量控制网布设包括： 根据所述扫描范围内扫描站 的分布、 控制点 的分布、 地形地貌、 所述目标对象的分布和精度要求， 选定控制网等级并设计控制网的网 形。 4.根据权利要求3所述的扫描方法， 其特征在于， 所述对所述目标对象进行点云数据采 集和纹理图像数据采集， 包括： 对所述目标对象进行点云数据采集， 包括： 根据所述特征在作业前将所述仪器放置于 所述扫描范围中进行 预设时间的观测处 理； 根据所述特 征设置点间距或采集分辨 率； 命名所述扫描站点、 存储扫描数据， 并在大比例尺地形图、 平面图或草图上标注所述扫 描站位置； 对设有所述标靶的所述扫描站进行 所述标靶的识别与精确扫描； 导入扫描数据并检查 点云数据覆盖范围完整性、 标靶数据完整性和可用性。 5.根据权利要求4所述的扫描方法， 其特征在于， 所述对所述目标对象进行点云数据采 集和纹理图像数据采集， 还 包括： 所述对所述目标对象进行纹理图像数据采集， 包括： 设置所述纹理图像投影像元的等 级； 设置对所述纹理图像的拍摄角度为正对目标面， 若无法正面拍摄全景时， 先拍摄部分 全景， 再逐个正对拍摄， 并设置合成数据； 设置所拍摄的相邻两幅所述纹 理图像的重 叠度不低于 30％； 采集所述纹 理图像时绘制图像采集 点分布示 意图。 6.根据权利要求5所述的扫描方法， 其特征在于， 所述根据 所采集的数据进行数据 预处 理和成果制作， 包括： 所述根据所采集的数据进行数据预处理， 包括： 所述数据预处理流程包括点云数据配 准、 坐标系转换、 降噪与抽稀、 图像数据处 理、 彩色点云制作；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114882171 A 2其中， 所述点云数据配准包括： 根据不同的作业方法， 可选择控制点、 标靶、 特征地物点 进行点云数据配准； 当使用标靶、 特征地物点进行点云数据配准 时， 应采用不少于3个同名点建立转换矩阵 进行点云配准， 配准后同名点的内符合精度应不低于点云精度与技术指标中特征点间距中 误差的1／2； 或， 当使用控制点进行点云数据配准时， 根据配准要求见精度与技术指标进行设置， 或利 用控制点 直接获取点云的坐标进行配准； 其中， 所述坐标系转换包括： 采用不少于3个分布均匀的同名点， 通过参数模型进行坐 标系转换， 转换时宜固定比例因子， 转换残差应小于精度与技术指标中点位相对于临近控 制点中误差的1／2； 或小范围或单一扫描所述目标对 象采用一个已知点和一个已知方位进 行坐标系转换； 其中， 所述降噪与抽稀包括： 当点云数据中存在脱离扫描目标对象的异常点、 孤立点 时， 采用滤波或人机交 互的方式进行降噪处 理； 设置点云数据抽稀应不影响所述目标对象特征识别与提取， 且抽稀后最大点间距满足 精度与技 术指标的要求； 其中， 所述降噪处 理包括： 对所述 点云数据进行删除噪点； 其中， 所述图像数据处理包括： 所述图像数据处理应包括图像色彩调整、 变形纠正、 图 像配准、 格式转换； 当图像出现曝光过度、 曝光不足、 阴影、 相邻图像间的色彩差异等现象时， 进行色彩调 整以保持图像反差适中、 色彩一 致； 当使用色卡时， 参照色卡进行色彩调整； 当因视角或镜 头畸变引起变形而影响使用时， 对图像的变形部分做纠正处 理； 当图像配准 时， 设置图像细节表现清晰， 无配准镶嵌缝隙； 将处理后的图像转换为通用 的文件格式； 其中， 所述彩色点云制作包括： 选择所述点云数据对应的图像数据， 根据相机与扫描仪 的姿态参数制作彩色点云数据， 设置制作完成的彩色点云数据在图像重叠区域无明显 色彩 差异； 对点云文件数据测量复核； 扫描结果文件， 每个文件名为一站， 进行拼接形成整体文 件。 7.根据权利要求6所述的扫描方法， 其特征在于， 所述根据 所采集的数据进行数据 预处 理和成果制作， 还 包括： 所述成果制作， 包括： 三维模型制作； 平面图、 立 面图和剖面图制作； 交 互建模； 其中， 制作所述三维模型中的规则模型和不规则模型包括点云分割、 模型制作、 纹理映 射； 根据数据规模、 软硬件性能、 精度要求因素进行点云 分割； 所述规则模型制作包括： 利用点云数据或已测平面图、 立面图、 剖面图进行交互式建 模： 对于球面、 弧面、 柱面、 平面 等规则几何体， 应根据点云数据拟合模型； 所述不规则模型制作包括： 通过点云构建三角网模型， 并应采用孔填充、 边修补、 简化、 细化、 光滑处理来优化三角网模型； 对表面为光滑曲面的所述三角网模型， 采用曲面片划 分、 轮廓线探测编辑、 曲面拟合 来生成曲面模型； 其中， 所述纹理映射包括： 采用在模型和图像上选定同名点对的方式进行； 选择同名权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114882171 A 3