近日，研究院依托“大跨度空间网格结构数字化建造技术研究”重大研发项目，成功获批“一种可视化的大跨度空间网架结构提升施工的监控方法”等6项国家发明专利，结合已登记的2项软件著作权，形成了大跨度空间钢结构数字化建造与监控关键技术专利集群。

专利集群攻坚，构建六大创新体系

“一种可视化的大跨度空间网架结构提升施工的监控方法”将数字孪生与物联网技术用于工程结构提升施工，监测关键节点数据，动态重构有限元模型，实时计算结构状态。团队据此开发的“基于数字孪生的工程结构提升施工监控平台”，实现了物理施工与虚拟仿真双向映射，已登记软件著作权。（主要负责人：李金祥）

“基于计算机视觉的自动化点云定向方法、设备及存储介质”发明基于计算机视觉的自动化点云定向方法，实现将局部坐标系下的原始点云数据快速转换到施工坐标系下。团队据此开发“基于计算机视觉的结构点云模型自动化定向分析处理软件”，一键实现点云定向，已登记软件著作权。（主要负责人：廖李灿）

“一种基于点云从空间网架中提取焊接球的方法及处理终端”提出切片投影降维与随机采样圆检测方法，通过点云分层处理、圆心聚类筛选及球体优化拟合，实现复杂网架中焊接球的精准提取。（主要负责人：李金祥）

“一种网架结构点云的球面拟合方法”提出基于RANSAC与遗传算法的分区优化球面拟合方法，实现在整体点云模型高噪声环境下批量精准提取结构球节点坐标，进而能快速获取结构整体施工变形情况，为大型空间钢结构施工偏差快速监测提供支撑。（主要负责人：廖李灿）

“一种可有效区分构件的点云分割方法”融合多方向曲率特征分析与区域增长算法，通过改进协方差矩阵计算方式，突破传统方法在复杂构件分割中的局限性。（主要负责人：李金祥）

“一种网格结构BIM模型和点云模型到有限元模型的转换方法”提出一种基于BIM与点云模型快速生成有限元模型的方法，实现更加高效的多维度数据动态融合与修正，进而使模型能够更加准确的模拟结构的真实响应，为大型空间钢结构施工安全提供支撑。（主要负责人：廖李灿）

数字技术突破 打造智能建造新范式

这6项专利围绕“数字建模-智能监测-精准施工”全流程，构建了一套完整的大跨度空间钢结构数字化建造解决方案：

（1）智能监测：研发团队建立了考虑吊点提升实时状态的大跨度空间钢结构施工力学有限元分析方法，提出基于计算机视觉的点云自动化定向的结构位移动态监测方法，并开发了大跨度空间钢结构提升施工动态监测预警数字孪生系统平台，精确掌控施工过程。

（2）点云解析：发明了空间钢结构球节点三维激光扫描点云数据自动分割、聚类、拟合的空间坐标智能获取技术，实现大跨度空间钢结构的高精度加工与装配，同时能快速监测施工偏差，有效提升建造精度。

（3）模型互通：形成基于BIM模型、有限元模型与三维激光扫描点云模型动态交互的复杂空间钢结构高保真数字孪生模型构建技术，打破模型间的数据壁垒，实现信息高效流通。

创新驱动发展 铸就行业硬核实力

在项目实施过程中，研究院勇于突破传统建造模式的局限，深度融合BIM、物联网、计算机视觉等前沿技术。该技术已成功应用于海口新海滚装码头客运综合枢纽、中交集团南方总部基地、龙港市公共服务中心等多个大型空间钢结构项目，为施工过程提供精准测量与全程动态监控，有效解决了结构节点复杂、装配精度高、施工监控要求严苛等行业难题，显著提升施工效率与质量。