(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 202211101026.6 (22)申请日 2022.09.09 (71)申请人 山东科技大 学 地址 266590 山东省青岛市黄岛区前湾港 路579号山东科技大 学土建学院 申请人 中启胶建集团有限公司 (72)发明人 都浩　张展硕　张志昌　 (74)专利代理 机构 北京君慧知识产权代理事务 所(普通合伙) 11716 专利代理师 韩思思 (51)Int.Cl. G01M 11/08(2006.01) G01B 11/16(2006.01) G01B 11/00(2006.01) G06F 30/23(2020.01)G06T 7/33(2017.01) G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于点云数据的一榀框架结构变形损 伤试验检测方法 (57)摘要 本申请公开了一种基于点云数据的一榀框 架结构变形损伤试验检测方法， 包括以下步骤： 安放一榀框架； 进行一榀框架的加载试验， 采集 加载前的第一点云数据和加载后的第二点云数 据； 基于第一点云数据和第二点 云数据的对比分 析， 获取一榀框架的变形结果和裂缝损伤位置； 在有限元分析软件中建立试验模 型， 对试验模型 进行同等荷载条件下第一次加载模拟， 获得第一 变形试验模 型； 对第一变形试验模 型布置相同位 置的裂缝损伤， 并进行第二次加载模拟， 得到第 二变形试验模 型； 分析第二变形试验模型的最大 变形位置， 以预测一榀框架的最大变形位置。 本 申请的结构损伤试验检测方法， 能够准确检测一 榀框架的变形、 开裂情况， 并能够预测继续使用 过程中的变形情况。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115541205 A 2022.12.30 CN 115541205 A 1.一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 安放所述一榀框架， 采集加载 前的第一 点云数据； 进行所述一榀框架的加载 试验， 采集加载后的第二 点云数据； 对所述第一点云数据和第 二点云数据进行对比分析， 获取所述一榀框架的变形结果和 裂缝损伤位置； 基于所述一榀框架在有限元分析软件中建立相同的试验模型， 对所述试验模型进行同 等荷载条件下第一次加载模拟， 获得第一变形 试验模型及其变形 结果； 对所述第一变形试验模型布置相同位置的裂缝损伤， 并进行第二次加载模拟， 得到第 二变形试验模型； 分析所述第二变形 试验模型的最大变形位置， 以预测所述 一榀框架的最大变形位置 。 2.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 还 包括： 基于所述第一变形试验模型的变形结果和所述一榀框架的变形结果， 获得点云误差 值， 判断所述点云误差值是否低于目标误差阈值， 若是， 判定三维点云数据精确， 则基于第 一点云数据和第二点云数据对比分析以确定裂缝损伤位置； 若否， 判定三维点云数据不精 确， 则重复采集加载后的所述第二点云数据， 进 行变形结果对比分析， 直至所述点云误差值 低于目标误差阈值。 3.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 所述第一 点云数据与第二 点云数据对比分析 过程包括： 基于特征点的点云数据配准方法， 分别将第一点云数据和第二点云数据进行配准处 理； 将配准处理后的第 一点云数据和第 二点云数据进行拟合对齐， 获得所述一榀框架的变 形结果。 4.根据权利要求3所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 对所述第一点云数据和第二点云数据进行配准处理中， 选取至少3个点云数据的重叠 点作为特 征点， 且相邻区域内的3个所述特 征点位于不同平面上。 5.根据权利要求3所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 所述一榀框架包括两侧立柱和位于 两侧立柱之间的顶部横梁及中部横梁； 对所述一榀框架的加载 试验过程中， 分别对所述顶部横梁和底部横梁进行跨中加载。 6.根据权利要求5所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 将配准处理后的所述第 一点云数据和第 二点云数据拟合对齐后， 通过选取所述顶部横 梁和中部横梁等间距的至少11个点位以及两侧立柱等间距的至少20个点位进 行对比分析， 获得所述一榀框架的变形 结果； 其中， 所述顶部横梁和所述中部横梁的至少1个点 位位于跨中位置 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541205 A 27.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 沿所述一榀框架周围设置若干测站， 所述测站的数量在4～6个之间。 8.根据权利要求7所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 每个所述测站上的三维激光扫描仪相距所述 一榀框架的最短距离在4m～8m之间。 9.根据权利要求8所述的一种基于点云数据的一榀框架结构变形损伤试验检测方法， 其特征在于， 相邻所述 三维激光扫描仪之间至少设置 30％重叠扫描区域。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541205 A 3