Registers site laser scans to the project CAD model with an improved ICP, recognizes objects by matched surface, then refines each object's as-built pose to compute dimensions for tolerance compliance; accuracy could not be established for lack of ground truth.

技術屬性

欄位內容為文獻擷取紀錄的原文用語(英文),以原文為據;「未查證」表示本研究尚未讀到該資訊,不代表該方法不具備此能力。

Scan-vs-BIM object recognition and as-built dimensions 的技術屬性
感測輸入terrestrial laser scanner (Trimble GX 3D per Sec. 1.1.2 and ref. [44])
原文測試平台static terrestrial (tripod)
狀態估計不適用
資料關聯closest orthogonal projection of each scan point onto model facets, accelerated with a bounding-volume hierarchy and frustum and back-face culling; ICP-based model fine registration, then per-object fine registration (Sec. 2.2-3.1); point pairs rejected when their distance exceeds tau_D = max(2 sqrt(MSE of previous iteration), 50 mm) or their normals differ by more than 45 deg; iteration stops when the MSE improvement is below 2 mm2 (Sec. 2.2.2)
時間表示不適用
去畸變不適用
迴圈閉合不適用
全域最佳化不適用
地圖表示point cloud with per-point CAD-object labels
先驗資訊3D CAD model (mesh) of the steel structure, 612 objects (Sec. 2.4)
可輸出幾何recognized objects, as-built object poses, derived dimensions such as column plumb and inter-column distances (Sec. 3, Tables 5-6)
計算需求CPU implementation, hardware not reported; model fine registration of Scan 4 took about 2 min per iteration over 5 iterations (5 to 10 iterations for the other scans), about 10 min in total; processing Scan 4 including model fine registration, object recognition and as-built pose calculation took about 35 min, 30 min of which for the as-built pose calculation (Sec. 2.4.2, 3.3.2)

使用設備

原文使用的感測器、運算硬體與載具(equipment)。型號保留原文寫法,連結到設備頁中同一型號的歸併名稱;角色依原文用途分為方法輸入、資料集感測器、執行運算平台、參考或真值量測(reference or ground truth)與比較對象設備。

原文使用的設備
類別型號(原文寫法)角色資料集原文規格出處
地面雷射掃描儀(TLS)Trimble GX 3D (identified via ref. [44] cited for the scanner used in this research)方法輸入未標示about 12 mm accuracy at 100 m; maximum horizontal and vertical resolution about 60 microrad (about one point per 3 mm at 50 m); scans 1-4 at 582 microrad and scan 5 at 300 microrad (Table 1)(Bosché, 2010, Sec. 1.1.2, ref. [44], Table 1)

作者報告的優勢與限制

優勢

限制

營建工程相關證據

施工中鋼構廠房(Portland Energy Center 發電廠專案,多倫多)的現場 TLS 掃描,屬真實工地資料;以 AISC 303-05 與 MNL 135-00 為容許差來源示例(Sec. 3.2)。展示掃描誤差如何傳遞到竣工尺寸,但無獨立參考。

原文驗證環境:施工中工地

報告的性能數據

以下是原文作者報告的性能數值(author-reported results),不是本研究重新量測的結果。每張圖只並列同一個比較組(comparison group,同一張表、同一組實驗設定)內的方法;不同比較組之間的數值不可直接比較,也不構成排名。

本方法共出現在 8 個比較組,合計 129 筆紀錄。以下列出本方法紀錄最多的 4 組,其餘 4 組列在最後,並連到性能比較頁。

Bosché, 2010 · Table 5 本方法 48 筆

表格設定(擷取紀錄原文):As-built minus as-designed pose of the 16 exterior columns from Scan 4 only; no ground truth or manual survey available; the Delta Z columns (all 0.0 to 0.1 mm) are omitted (Bosché, 2010, Table 5)

Bottom point Delta XYZ (as-built minus as-designed),PEC steel structure scans · column 1 (estimated range 82.5 m)

這張表在此指標與資料序列只列出本方法一筆,沒有可並列的其他方法,因此不畫圖,數值與出處見下表。這是 Bosché, 2010 在此表設定下報告的數值(author-reported results),不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:原文未報告;對齊方式:控制點對齊;單位:mm;場景:active construction site: steel structure erection, Portland Energy Center powerplant, Toronto

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
New with object fine registration本方法原文提出10.2 mm(Bosché, 2010, Table 5)

Bosché, 2010 · Table 6 本方法 44 筆

表格設定(擷取紀錄原文):Difference between as-built and as-designed distances between structurally connected columns (Scan 4 only); no ground truth (Bosché, 2010, Table 6)

Bottom point Delta XYZ of inter-column distance,PEC steel structure scans · columns 2-1

這張表在此指標與資料序列只列出本方法一筆,沒有可並列的其他方法,因此不畫圖,數值與出處見下表。這是 Bosché, 2010 在此表設定下報告的數值(author-reported results),不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:原文未報告;對齊方式:控制點對齊;單位:mm;場景:active construction site: steel structure erection, Portland Energy Center powerplant, Toronto

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
New with object fine registration本方法原文提出-5.2 mm(Bosché, 2010, Table 6)

Bosché, 2010 · Table 3 本方法 12 筆

表格設定(擷取紀錄原文):CAD object recognition (same recognition metric, Surf_min about 0.01 m2 for n = 5) after New vs Old registration; objects present in each scan identified by manual visual inspection (Bosché, 2010, Table 3)

Object recognition recall R%,PEC steel structure scans · Scan 1

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Bosché, 2010 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:原文未報告;對齊方式:控制點對齊;單位:%;場景:active construction site: steel structure erection, Portland Energy Center powerplant, Toronto

資料來源作者報告值(Bosché, 2010, Table 3)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
New本方法原文提出83%(Bosché, 2010, Table 3)
Old (Bosche et al. [11])83%(Bosché, 2010, Table 3)

Bosché, 2010 · Table 2 本方法 10 筆

表格設定(擷取紀錄原文):Model registration of each site scan to the 3D CAD model (612 objects, 19,478 facets): New = coarse registration plus proposed ICP model fine registration; Old = manual n-point coarse registration only with the earlier matching of Bosche et al. [11] (Bosché, 2010, Table 2)

MSE of matched point-pair distances,PEC steel structure scans · Scan 1

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Bosché, 2010 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:平均值(mean);對齊方式:控制點對齊;單位:mm2;場景:active construction site: steel structure erection, Portland Energy Center powerplant, Toronto

資料來源作者報告值(Bosché, 2010, Table 2)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
New (model fine registration)本方法原文提出183 mm2(Bosché, 2010, Table 2)
Old (Bosche et al. [11])637 mm2(Bosché, 2010, Table 2)

其他比較組

列出其餘 4 個比較組

來源

  • Bosché, 2010

    Frédéric Bosché(2010)Automated recognition of 3D CAD model objects in laser scans and calculation of as-built dimensions for dimensional compliance control in constructionAdvanced Engineering Informatics, 24(1), 107-118

    同儕審查已出版已讀全文經典查證後修正

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