一种高炉大修炉壳搬运辅助施工方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115600279A(43)申请公布日2023.01.13(21)申请号202211151883.7(22)申请日2022.09.21(71)申请人上海宝冶冶金工程有限公司地址200941上海市宝山区四元路168号8号楼申请人上海宝冶集团有限公司(72)发明人钱国王少军刘易理陆小锋(74)专利代理机构上海诺衣知识产权代理事务所(普通合伙)31298专利代理师牛芳玲(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)G06F30/20(2020.01)G06T17/05(2011.01)G06T19/00(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种高炉大修炉壳搬运辅助施工方法及系统(57)摘要本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种高炉大修炉壳搬运辅助施工方法及系统，通过对施工区域进行激光雷达扫描以获取施工区域的三维点云数据和地物纹理图像，基于三维点云数据和纹理图像构建施工区域的三维模型，并对三维模型进行场景渲染，以构建三维场景，并在此基础上开展施工方案设计，采用虚实结合的方法实现高炉大修炉壳搬运施工的虚拟展示，进而优化施工方案，达到辅助施工的目的。本发明为高炉大修炉壳搬运提供了一种信息化的辅助施工手段，通过信息化手段，提升了当前高炉大修施工方案设计的信息化水平，提高了维修效率。CN115600279ACN115600279A权利要求书1/2页1.一种高炉大修炉壳搬运辅助施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，对施工区域进行激光雷达扫描以获取施工区域的三维点云数据和地物纹理图像；步骤S2，基于所述三维点云数据和纹理图像构建施工区域的三维模型，并对三维模型进行场景渲染，以构建三维场景；步骤S3，基于三维场景中地物的位置和高度信息，通过人机交互的方式获取有效的炉壳搬运路径；步骤S4，沿所述炉壳搬运路径，模拟炉壳搬运过程，进行桥架干涉分析；如果不存在干涉，则利用所述炉壳搬运路径指导炉壳搬运；如果存在干涉，则模拟桥架拆迁过程，制定桥架拆迁方案。2.如权利要求1所述的高炉大修炉壳搬运辅助施工方法，其特征在于，所述基于三维场景中地物的位置和高度信息，通过人机交互的方式获取有效的炉壳搬运路径的方法具体包括：步骤S31，从三维场景中选择一条从炉壳搬运起点到终点的路径P；步骤S32，以搬运车和炉壳的最大宽度的一半作为缓冲距离构建路径P的缓冲区，并将缓冲区与三维场景中的地物做叠加分析；如果无地物落入缓冲区中，则判断该路径P为有效的炉壳搬运路径；如果有地物落入缓冲区中，则返回S31重复选择路径P，直到获取有效的炉壳搬运路径。3.如权利要求1所述的高炉大修炉壳搬运辅助施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，进行桥架干涉分析的步骤具体为：分析炉壳搬运路径上的所有桥架高度是否均大于搬运车和炉壳的总高度；若所述炉壳搬运路径上所有桥架高度均大于搬运车和炉壳的总高度，则判断不存在干涉，否则，则判断存在干涉。4.如权利要求1所述的高炉大修炉壳搬运辅助施工方法，其特征在于，利用激光雷达扫描仪对施工区域进行激光雷达扫描以获取施工区域的三维点云数据和地物纹理图像。5.如权利要求1所述的高炉大修炉壳搬运辅助施工方法，其特征在于，所述对施工区域进行激光雷达扫描以获取施工区域的三维点云数据和地物纹理图像的步骤中，还包括利用实时动态差分定位仪和全站仪对施工区域进行控制测量，并将使用局部坐标系进行激光雷达扫描获得的点云坐标统一到大地坐标系中的步骤。6.一种高炉大修炉壳搬运辅助施工系统，其特征在于，包括数据采集子系统和辅助施工子系统；所述数据采集子系统包括激光雷达扫描仪，所述激光雷达扫描仪用于获取施工区域的三维点云数据和地物纹理图像；所述辅助施工子系统与所述数据采集子系统通信连接，且所述辅助施工子系统包括场景创建模块、场景漫游模块、量测模块、路径规划模块、干涉分析模块和桥架拆除模块；所述场景创建模块用于根据三维点云数据和地物纹理图像创建施工区域的三维场景；所述场景漫游模块用于浏览施工区域的三维场景；所述量测模块与所述场景漫游模块相结合，以用于在三维场景中获取地物的位置和高度信息；所述路径规划模块与所述场景漫游模块和所述量测模块相结合，以用于根据地物的位2CN115600279A权利要求书2/2页置和高度信息规划有效的炉壳搬运路径；所述干涉分析模块与所述场景漫游模块、所述路径规划模块和所述量测模块相结合，以用于沿所述炉壳搬运路径，模拟炉壳搬运过程，进行桥架干涉分析；如果不存在干涉，则利用所述炉壳搬运路径指导炉壳搬运；如果存在干涉，则通过所述桥架拆除模块模拟桥架拆迁过程。7.如权利要求6所述的高炉大修炉壳搬运辅助施工系统，其特征在于，所述路径规划模块包括路径选择单元和路径分析单元；所述路