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摘要：本发明提供一种建筑物工程竖井测量装置，包括测量机构和用于驱动测量机构移动的攀爬机构；测量机构包括：与攀爬机构连接的外壳体；水平激光测距模块；双轴倾角传感器；垂直激光测距模块；摄像头；以及左伺服电机和右伺服电机；左伺服电机设置在外壳体内部，并与水平激光测距模块连接；水平激光测距模块伸出于外壳体上端面，并与双轴倾角传感器连接；右伺服电机与左伺服电机背向设置并位于外壳体内部；摄像头与右伺服电机连接并伸出于外壳体下端面；垂直激光测距模块设置在外壳体的上端部和下端部。本发明还提供一种建筑物工程竖井模型构建方法。本发明既降低了勘测人员的劳动强度、安全性和专业性的要求，也提高了工程竖井测量数据的准确性。

主权项：1.一种建筑物工程竖井模型构建方法，其特征在于：第一步，通过攀爬机构带动测量机构在工程竖井垂直上下运动，以转动升降的方式的对工程竖井的水平距离和水平倾角进行测量以及对工程竖井的图像进行采集，分别得到水平距离的测量数据集、水平倾角的测量数据集以及工程竖井的图像数据；以相互交替的方式测量工程竖井的垂直距离和检测测量机构是否到达测量边界，得到垂直距离的测量数据集；第二步，对水平距离的测量数据集、水平倾角的测量数据集和垂直距离的测量数据集进行预处理，根据水平距离的测量数据集、水平倾角的测量数据集和垂直距离的测量数据集进行绝对坐标系的建立、坐标转换和工程竖井垂直高度的计算，得到设定单位尺寸的组成工程竖井内壁的小平面；最后根据设定工程竖井壁厚，建立工程竖井的三维模型；第三步，将图像数据与建筑材料图库的数据作对比，并结合工程竖井的三维模型，将三维模型的表面进行图像仿真，建立并输出工程竖井的三维仿真模型；第二步中，绝对坐标系的建立是指：所述测量机构包括：用于测量工程竖井水平距离的水平激光测距模块；用于测量工程竖井X轴方向与Y轴方向倾角的双轴倾角传感器；用于测量工程竖井垂直距离的垂直激光测距模块；用于拍摄工程竖井的摄像头；以及用于分别驱动水平激光测距模块和摄像头转动的左伺服电机和右伺服电机；所述水平激光测距模块分别与左伺服电机和双轴倾角传感器连接；所述摄像头与右伺服电机连接；所述垂直激光测距模块分别朝上和朝下设置；在水平距离和水平倾角测量时，水平激光测距模块测量反馈初始距离值Lm0，双轴倾角传感器反馈初始X轴倾角δxm0与初始Y轴倾角δym0；左侧伺服电机按设定的角度间距ω定频率转动，每一次转动后左侧伺服电机传动轴上固定的水平激光测距模块反馈测量的距离值Lmn，水平激光测距模块上固定双轴倾角传感器反馈X轴倾角δxmn与Y轴倾角δymn；右侧伺服电机以与左侧伺服电机相同的转动运动，带动传动轴上固定安装的摄像头拍摄并反馈图像数据；直至右伺服电机完成360°转动后，攀爬机构设定的高度间距h拉动测量机构按垂直移动一次；在垂直距离测量时，朝下设置的垂直激光测距模块测量反馈初始高度值H0并指引攀爬机构在垂直移动设定的高度间距h后进行工作，拉动测量机构作垂直移动动作，每一次垂直移动后测量机构均作水平距离和水平倾角测量，朝下设置的垂直激光测距模块反馈测量的高度值Hm，朝上设置的垂直激光测距模块随着垂直移动测量距离值逐渐变小，当离顶层楼面预设安全距离Hs时，控制攀爬机构停止工作，测量机构作最后一次水平距离和水平倾角测量，完成首次测量；反之，当测量机构完成首次测量后，朝上设置的垂直激光测距模块与朝下设置的垂直激光测距模块互换功能，下降至开始点，完成垂直测量动作的校验；以首次测量初始状态的水平激光测距模块的距离测量零点为原点，测量方向的水平投影为X轴正方向，建立三维直角坐标系；设第m次垂直移动后的测量机构的水平激光测距模块的距离测量零点OmXm，Ym，Zm，即初始状态O00，0，0；每次垂直移动后测量零点坐标计算：计算第1次垂直移动后水平激光测距模块的距离测量零点O1X1，Y1，Z1，初始高度值H0、第1次垂直移动后的高度值H1、在初始位置的水平倾角测量的X轴倾角集{δx00，δx01，δx02……δx0n}与Y轴倾角集{δy00，δy01，δy02……δy0n}、第1次垂直移动后的水平倾角测量的X轴倾角集{δx10，δx11，δx12……δx1n}与Y轴倾角集{δy10，δy11，δy12……δy1n}数据，根据水平倾角计算公式可得初始位置水平倾角集{δz00，δz01，δz02……δz0n}与第1次垂直移动后水平倾角集{δz10，δz11，δz12……δz1n}，计算出初始位置平均水平倾角Δδz0与第1次垂直移动后平均水平倾角Δδz1，则计算出Z1＝H1×cosΔδz1-H0×cosΔδz0，X1＝0-Z1×tanδx00，Y1＝0-Z1×tanδy00；依次类推， Zm＝Hm×cosΔδzm-Hm-1×cosΔδzm-1+Zm-1；Xm＝Xm-1-Zm×tanδxm-10；Ym＝Ym-1-Zm×tanδym-10；根据以上公式组可计算出每一次垂直移动后水平激光测距模块的距离测量零点Om坐标，实现绝对坐标系的建立；第二步中，相对坐标系的建立是指：以第m次垂直移动后的测量机构的水平激光测距模块的距离测量零点Om为极点，初始测量方向的水平投影为极轴，建立相对圆柱坐标系；设第m次垂直移动后第n次转动后的水平激光测距模块的激光射线与工程竖井内壁交点Pmn 每次转动后交点相对坐标计算：计算第m次垂直移动后第n次转动后的水平激光测距模块的激光射线与工程竖井内壁交点根据设定的角度间距ω、第m次垂直移动后第n次转动后的水平激光测距模块测量的距离值Lmn、第m次垂直移动后第n次转动后的双轴倾角传感器测量的X轴倾角δxmn数据，计算出ρmn＝Lmn×cosδxmn，zmn＝Lmn×sinδxmn；根据以上公式组计算出每一次转动水平激光测距模块的激光射线与工程竖井内壁交点Pmn坐标，实现相对坐标系的建立；第二步中，坐标转换是指：每次转动后交点绝对坐标计算：根据相对圆柱坐标极点Om的绝对坐标Xm，Ym，Zm与Pmn的相对坐标按以下公式化为Pmn的绝对坐标Xmn，Ymn，Zmn： Zmn＝zmn+Zm；根据以上公式组可计算出每一次转动水平激光测距模块的激光射线与工程竖井内壁交点Pmn绝对坐标，实现坐标转换；第二步中，工程竖井垂直高度的计算，得到设定单位尺寸的组成工程竖井内壁的小平面；根据设定工程竖井壁厚，建立工程竖井的三维模型是指：设垂直激光测距模块测量零点垂直距离为hb，最后一次垂直移动后的高度值为Hm、预设安全距离为Hs，最后一次垂直移动后的水平倾角测量的X轴倾角集{δxm0，δxm1，δxm2……δxmn}与Y轴倾角集{δym0，δym1，δym2……δymn}，根据水平倾角计算公式可得最后一次垂直移动后水平倾角集{δzm0，δzm1，δzm2……δzmn}，计算出最后一次垂直移动后平均水平倾角Δδzm，则计算工程竖井垂直高度为H＝Hm+Hs+hb×cosΔδzm；在所有水平激光测距模块的激光射线与工程竖井内壁交点中，将m值相等的点线性连接，同样将n值相等的点线性连接，得出设定单位尺寸小平面，各个小平面组成工程竖井内壁；以工程竖井垂直高度H通过建立线性方程对工程竖井内壁面异常数据进行修正与缺失数值推算，并设定工程竖井壁厚，建立并输出工程竖井三维模型。

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