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龙图腾网恭喜重庆大学申请的专利一种面向工程结构数字化预拼装的数据采集方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114140301B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111012943.2，技术领域涉及：G06F17/00；该发明授权一种面向工程结构数字化预拼装的数据采集方法是由程国忠;陈波;崔娜;李阳;曾焱;李东声设计研发完成，并于2021-08-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向工程结构数字化预拼装的数据采集方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种面向工程结构数字化预拼装的数据采集方法，包括以下步骤；1在构件的螺栓孔群旁放置标靶球，使用手持式三维激光扫描仪对构件进行扫描，获取包含标靶球的螺栓孔群点云数据；2使用陆地式三维激光扫描仪对构件进行整体扫描，获取包含标靶球的构件整体点云数据；3采用球特征检测算法进行标靶球点云数据检测；4对步骤3中获得的标靶球点云数据进行球体拟合，获得球心坐标集合；5将步骤1获得的螺栓孔群点云数据和步骤2获得的构件整体点云数据自动配准，获得统一坐标系的构件整体点云数据与螺栓孔群点云数据。本发明解决了桥梁钢构件尺寸较大但螺栓孔群的扫描精度要求较高的问题，为后续的数字化预拼装提供高精度的点云数据。

本发明授权一种面向工程结构数字化预拼装的数据采集方法在权利要求书中公布了：1.一种面向工程结构数字化预拼装的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：1在待拼装构件的螺栓孔群旁放置至少三个标靶球并贴满扫描标记点，使用手持式三维激光扫描仪对构件的螺栓孔群和标靶球进行扫描，获取包含标靶球的螺栓孔群点云数据；2使用陆地式三维激光扫描仪对构件进行整体扫描，获取包含标靶球的构件整体点云数据；3针对步骤1获得的螺栓孔群点云数据和步骤2获得的构件整体点云数据，采用球特征检测算法进行标靶球点云数据检测；步骤3包括以下分步骤：3-1计算每个数据点小于距离阈值t的邻域点集合；3-2计算这些邻域点构成的协方差矩阵，并求其3个特征值λ1,λ2,λ3且有λ1＞λ2＞λ3；3-3计算球特征检测算子Sλ： 其中：Sλ大于特征阈值St即为球特征点，否则，则为非球特征点；4基于RANSAC算法对步骤3中获得的标靶球点云数据进行球体拟合，获得球心坐标集合；步骤4包括以下分步骤：4-1随机采样标靶球点云数据中的4个数据点，计算三维球体方程获得球体模型；4-2计算所有数据点到拟合球面的距离，根据距离阈值Rmin统计小于距离阈值Rmin的数据点个数N；4-3重复步骤4-1、4-2M次，选择N值最大的球体模型；4-4根据球体模型获取球心坐标；5根据步骤4获得的球心坐标集合，将步骤1获得的螺栓孔群点云数据和步骤2获得的构件整体点云数据自动配准，获得统一坐标系的构件整体点云数据与螺栓孔群点云数据；步骤5中采用如下方式进行两组点云数据的自动配准：当螺栓孔群点云数据和构件整体点云数据之间有三个公共且不共线的标靶球时，则这两组点云数据之间共有6种匹配方式，每种匹配方式的旋转矩阵和平移矩阵通过下式得到： 其中：pi和qi分别是两组点云数据中的任意球心坐标，R是旋转矩阵，t是平移矩阵，n是球心的数量，n＝3；从6种匹配方式中选择匹配误差最小的配准方式；当螺栓孔群点云数据和构件整体点云数据之间有四个及以上的公共标靶球时，则采用4PCS算法计算变换矩阵：以一组点云数据作为目标数据，找到两对球心并计算两条线段的长度，找到两条直线的交点和交点在两条线段中的占比；在另一组点云数据的球心数据中搜索满足两条线段长度以及交点占比的球心点对；利用两组点云数据中球心之间的对应关系计算变换矩阵，检测是否配对成功，并循环多次，输出最佳变换矩阵。

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