摘要：介紹采用徠卡三維激光掃描儀RTC 360在某廠房頂部鋼結(jié)構(gòu)變形中的應(yīng)用，對外業(yè)測量重點(diǎn)工序進(jìn)行了說明，對點(diǎn)云處理過程進(jìn)行了介紹，采用點(diǎn)云濾波、分割、擬合等手段對鋼結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)球進(jìn)行擬合，根據(jù)擬合結(jié)果分析鋼結(jié)構(gòu)擾度變形情況。
現(xiàn)場情況：
某廠房頂部為鋼結(jié)構(gòu)支撐，空間不同的鋼結(jié)構(gòu)相交部分為節(jié)點(diǎn)球，每個(gè)節(jié)點(diǎn)球下部有一根垂直的鋼結(jié)構(gòu)與廠房頂板相連，水平方向有東南西北4根鋼結(jié)構(gòu)與周邊鄰近的節(jié)點(diǎn)球相連，上部有4根呈45度角的鋼結(jié)構(gòu)與頂部結(jié)構(gòu)相連。
由于時(shí)間久遠(yuǎn)沒有維護(hù)，以及各種荷載、溫度等不均勻受力影響，鋼結(jié)構(gòu)存在變形，影響廠房的安全運(yùn)行，需要檢測水平方向每一行、每一列鋼結(jié)構(gòu)的擾度變形情況，為后續(xù)維修加固提供依據(jù)。采用徠卡RTC 360三維激光掃描儀對現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量，獲取空間三維點(diǎn)云，RTC360自帶的視覺追蹤技術(shù)可大大提高拼接效率，考慮到現(xiàn)場實(shí)際情況復(fù)雜，空間特征少，在現(xiàn)場放置若干個(gè)黑白標(biāo)靶用于相鄰測站的拼接校核。
根據(jù)現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)情況制定設(shè)站方案，測站之間的距離不宜太大，以免部分鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)云缺失?，F(xiàn)場作業(yè)流程如下圖所示。
點(diǎn)云處理：
外業(yè)數(shù)據(jù)采集完后，下載原始數(shù)據(jù)，對各個(gè)測站的點(diǎn)云進(jìn)行拼接，并進(jìn)行點(diǎn)云濾波去噪處理，處理后鋼結(jié)構(gòu)如下圖所示。
對每一行、每一列的鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)云進(jìn)行裁切、提取，進(jìn)一步對點(diǎn)云進(jìn)行優(yōu)化處理，適當(dāng)抽稀，某列鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)云圖如下：
對每個(gè)節(jié)點(diǎn)球的三維點(diǎn)云進(jìn)行分割、提取，并依據(jù)點(diǎn)云擬合空間球體。
根據(jù)安裝的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在沒有變形的情況下，每一行、每一列上各個(gè)節(jié)點(diǎn)球在空間上位于一條直線上，分析、計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)球中心偏離安裝設(shè)計(jì)軸線的距離即為擾度變形情況。 用直線將每一行、每一列首尾兩個(gè)節(jié)點(diǎn)球中心相連，如下圖所示。
從下圖看出，將節(jié)點(diǎn)球部分進(jìn)行放大，部分節(jié)點(diǎn)球中心偏離了該直線。
構(gòu)建空間平面，使該平面穿過節(jié)點(diǎn)球中心與空間直線，如下圖，量取節(jié)點(diǎn)球中心與直線的垂直距離即為擾度值，也可構(gòu)建空間獨(dú)立坐標(biāo)系計(jì)算擾度變形值。
由于存在擾度變形，節(jié)點(diǎn)球之間圓柱形鋼結(jié)構(gòu)也存在變形，通過分割點(diǎn)云擬合鋼管柱，將實(shí)測三維點(diǎn)云與擬合的鋼管柱進(jìn)行空間碰撞分析，即可得到鋼管柱的空間變形情況。
三維激光掃描儀為類似的鋼結(jié)構(gòu)變形提供了更加有效的檢測手段，相對于傳統(tǒng)全站儀采集數(shù)據(jù)，其獲取的空間信息更加準(zhǔn)確、全面，分析計(jì)算所得結(jié)果也更加可靠。
