(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 202211145540.X (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 中国建筑第七工程局有限公司 地址 450016 河南省郑州市经开第十五大 街267号 (72)发明人 刘朝阳　周玉琦　高鹏　朱彦航　 王占坤　郑洋洋　韦安铭　刘瑞　 (74)专利代理 机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 专利代理师 张彬 (51)Int.Cl. G06V 20/17(2022.01) G06V 20/10(2022.01) G01B 11/02(2006.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 16/957(2019.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) (54)发明名称 一种基于BIM和无人机技术的钢结构监测方 法 (57)摘要 本发明提出了一种基于BIM和无人机技术的 钢结构监测方法， 用以解决钢结构整体难以监 测、 施工现场巡检周期长、 成本较高、 人员工作量 大的技术问题。 本发明将施工图纸通过BIM软件 进行信息化建模， 生成BIM模型输入到web平台 中； 使用无人机航拍钢结构， 采集钢结构影像、 像 控点数据和POS数据， 对采集的钢结构影像进行 去噪处理， 构建钢结构的三维点云模型； 将BIM模 型与三维点 云模型分别输入 web平台中， web平台 内设有模型处理单元， 设置模型对 杆件数据的容 错数值， 当数值大过容错数值， 通过预警系统通 知移动端。 本发明可通过web云平台或移动端随 时查看模型， 了解现场情况， 通过模型图像， 更精 确的查看各个区域的每日形变情况， 确保施工过 程的安全。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115376030 A 2022.11.22 CN 115376030 A 1.一种基于BIM和无 人机技术的钢结构监测方法， 其特 征在于， 该 方法包括： S1， 通过钢结构的施工图纸 生成BIM模型； S2， 通过无人机获得钢结构的三维点云模型； S3， 通过钢结构的三维点云模型获得钢结构施工现场的实景模型； S4， 将BIM模型与实景模型分别输入web平台， 通过坐标转化得到模拟场景的数据和真 实场景的数据， 再通过坐标统一对模拟场景 的数据和真实场景的数据进行对比， 通过对比 后构建为 三维钢结构模型， 外观杆件结构的不重合 位置显示出来； S5， 设置三维钢结构模型对杆件数据的容错数值， 同时将三维钢结构模型中外观杆件 结构的不重合位置的偏差值与容错数值进行对比， 将对比后的三维钢结构模型图像通过 web平台展示在特定的显示端， 当偏差值大 过容错数值， 通过 预警系统通知移动端。 2.根据权利要求1所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 步骤S1中， 将BIM模 型进行优化处理得到轻量化BIM模 型， 将轻量化BIM模 型中的几何结构信 息和属性信息无损输入到web平台 中。 3.根据权利要求2所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 几何结构信息包括去除BIM模型中的非几何信息， 仅保留了BIM模型的结构和几何拓扑关 系； 所述属性信息包括构件的族类型、 名称、 构件ID等自定义属性以及限制条件、 材质、 尺 寸 标注、 标识数据。 4.根据权利要求3所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中， 使用无人机对钢结构工作面进行多视角航拍， 采集钢结构影像、 像控点数据和 POS数据， 对采集的钢结构 影像进行去噪处理， 得到具有坐标地理信息的多视角建模钢结构 影像数据。 5.根据权利要求4所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 选用的无人机带有可导出飞行姿态数据 的卫星定位模块， 所述钢结构影像去噪处理使用 NLM和BM3D算法。 6.根据权利要求5所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 步骤S3中， 将三 维点云模 型进行修正， 三 维点云模型修正完成后采用纹理映射的方法， 获得 钢结构施工现场的实景模型。 7.根据权利要求6所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 步骤S4中， web平 台内设有模型处理单元， 模型处理单元将BIM模型与 实景模型进行坐标转 化。 8.根据权利要求7所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 步骤S5中， 定时使用全站仪对已完成的钢结构进行监测， 并将数据上传平台， 设置修正系 数， 定时对 模型数据进行 校对。 9.根据权利要求1所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 获得 钢结构施工现场的实景模型， 将钢结构施工现场的实景模型与施工计划对应的BIM模型进 行对比， 该 方法包括： 步骤一， 通过钢结构施工计划图纸 生成施工计划BIM模型； 步骤二， 通过 无人机获得钢结构的三维点云模型； 步骤三， 通过钢结构的三维点云模型获得钢结构施工现场的实景模型；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115376030 A 2步骤四， 将施工计划BIM模型与实景模型分别输入web平台， 通过坐标转化得到模拟场 景的数据和真实场景的数据， 再通过坐标 统一对模拟场景的数据和真实场景的数据进 行对 比， 生成对比的曲线图， 同时通过web平台展示在特定的显示端。 10.根据权利要求9所述的基于BIM和无人机技术的钢结构监测方法， 其特征在于， 所述 步骤四中， 基于曲线图设置补偿系数， 通过补偿系数定时对 模型数据进行 校对。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115376030 A 3