(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 202210958441.7 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 南通路桥工程有限公司 地址 226007 江苏省南 通市崇川区校西路9 号 申请人 东南大学 (72)发明人 于卫国　王新定　陈兵　徐小继　 张璠　孔文锐　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 徐尔东 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) E01D 21/00(2006.01)E01D 2/04(2006.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于元宇宙的预制混凝土箱梁精准安 装方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于元宇宙的预制混凝 土箱梁精 准安装方法， 通过三维激光扫描出厂混 凝土构件对每一个预制构 件进行直接建模； 以每 一个实际的梁为基础， 在拟合时消除预制过程中 产生的无法避免的误差； 在现场安装环节， 利用 AR技术将实际装配中的箱梁与模型实现同步， 并 利用AR技术进行精准测量与辅助装配， 识别构 件 的安装方位， 通过程序开发， 在AR的使用中考虑 实现几何协调条件， 给出可以用于配合构件的正 确安装位置， 并且当相拼接的预制箱梁间存在预 制时尺寸误差较大的情况下发出预 警。 本发明 改 变现有预制混凝土箱梁装配精度控制发现晚、 控 制难的现状， 解决了装配式混凝土箱梁桥各预制 梁变形不同导 致安装困难的问题。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115470544 A 2022.12.13 CN 115470544 A 1.一种基于元宇宙的预制混凝 土箱梁精准 安装方法， 其特 征在于： 步骤1， 在工厂预制时， 依据箱梁连接接口作为定位点， 利用三维激光扫描技术对预制 箱梁构件进行扫描， 将预制箱梁构件 模型信息导入中央处 理器中， 得到预制箱梁构件 模型； 步骤2， 根据现场的实际桥梁， 利用三维激光扫描技术对除箱梁构件外的实际桥梁进行 扫描， 得到除箱梁构件外的实桥模型； 步骤3， 将预制箱梁构件模型与除箱梁构件外的实桥模型结合， 并应用非线性有限元软 件验证结合后的完整实桥模型的力学性能； 步骤4， 预制箱梁构件经历运输工序从工厂到达现场， 通过在现场配置的AR设备， 对预 制箱梁构件与预制箱梁构件模型进行同步与对比， 将预制箱梁构件模型的几何协调条件与 运输工程中产生的变形相拟合； 步骤5， 吊装预制箱梁构件时， 实时利用AR技术监控跟踪安装过程并处理影像， 将AR运 算体现出的实时最适合安装位置显示于AR设备的显示器上， 调整预制箱梁构件的吊装位 置， 从而使得预制箱梁构件精准 安装在实际桥梁上。 2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的预制混凝土箱梁精准安装方法， 其特征在 于： 步骤1 中， 在工厂 预制时， 利用三 维激光扫描技术对预制箱梁构件进 行扫描， 得到预制箱 梁构件模型信息， 将预制箱梁构件模型信息导入中央处理器中， 从而完成对预制混凝土箱 梁的建模； 将预制箱梁构件模型与设计图纸进行对比， 能验证预制构件制作的精准性并消 除现场预制与工程设计图纸之间的误差 。 3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的预制混凝土箱梁精准安装方法， 其特征在 于： 步骤4中， 对工厂预制、 运输到现场的预制箱梁构件使用利用三维激光扫描技术多次扫 描， 检测预制箱梁构件在运输中产生的变形和细小裂缝， 保证预制箱梁构件能通过几何协 调条件拟合现有构件的安装曲线， 并得到应力、 线 型的最优解， 避免预制箱梁构件在安装时 发生细小位移和安装偏差 。 4.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的预制混凝土箱梁精准安装方法， 其特征在 于： 步骤5中， 利用摄像头多角度全面拍摄预制箱梁构件， 并利用三维跟踪注册技术追踪吊 装中的预制箱梁构件， 将摄影所得图像显示到AR设备的显示器上， 并且将其与AR显示器中 的扫描吊装模型进行叠加显示， 指挥预制箱梁构件按照扫描系统与中央处理器计算下得到 的最优安装曲线 进行安装。 5.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的预制混凝土箱梁精准安装方法， 其特征在 于： 在工厂预制时通过导入三维激光扫描的数据直接得到预制箱梁构件模型， 并且在预制 箱梁构件运输到吊装现场后， 根据几何协调条件消除构件在运输过程中由于变形与裂缝等 产生的误差； 预制箱梁构件安装时， 预制箱梁构件模型经过处理器处理后将最优安装曲线与安装位 置显示在AR设备的显示器上并对实际正在吊装的预制箱梁构件进 行实时监控跟踪， 完成影 像的动态模拟， 在安装时清晰描绘出 预制箱梁构件安装的三维位置和安装角度。 6.根据权利要求4所述的一种基于元宇宙的预制混凝土箱梁精准安装方法， 其特征在 于： 中央处理器以扫描 所得预制箱梁构件模型为中心， 通过二次开 发与录入数据， 将现场分 析出的结果反应在AR显示器上， 并将理论 安装位置以虚线显示； 三维跟踪实际预制箱梁构件， 并将当前预制箱梁构件应处的理论位置以透明实线显权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470544 A 2示， 从而指挥实际预制箱梁构件移动并与 理论安装路径叠加； 位置的误差变化通过颜色表 示， 当预制箱梁构件处于理论位置时， 以绿色表示； 存在偏差时以黄色表示； 完全分离时以 红色表示并发出报警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470544 A 3