[發明專利]基于空間距離的異型構件幾何軸線位置關系的檢測方法

有效

• 申請號: 201310128614.3
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103234453A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 曹爽;趙軒;趙顯富;孫景領;王新志;張育鋒
• 申請（專利權）人: 南信大影像技術工程（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/03;G01B11/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于測量檢測技術領域，具體涉及一種基于空間距離的異型構件幾何軸線位置關系的檢測方法。

背景技術

異型構件廣泛用于各種建筑結構和工程結構，如輸電塔、起重運輸機械、橋梁、船舶、反應塔等。異型構件的幾何尺寸是判斷異型構件是否合格的主要參數，在某些建筑結構和工程結構中（如各種電壓等級的角鋼結構輸電線路鐵塔、廣播電視塔、微波通信鐵塔、變電站構支架），該參數對相關結構的現場順利拼接及性能都有較大的影響。因此，需要對異型構件的幾何尺寸進行精密檢測與嚴格控制。目前，國內外還沒有合適的異型構件幾何尺寸精密檢測方法。常用做法是對異型構件的幾何尺寸不進行精密檢測，只按傳統方法進行粗略檢測。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種基于空間距離的異型構件幾何軸線位置關系的檢測方法，實現異型構件幾何尺寸現場高精度、快速獲取，確定異型構件的軸線空間關系，計算軸線夾角值與設計值進行比較，根據比較結果判斷異型構件是否合格，從而實現異型構件幾何尺寸精密檢測及各種結構的性能與質量控制。

樣處理廠的告知系統為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

????基于空間距離的異型構件幾何軸線位置關系的檢測方法，包括以下步驟：

?步驟1）選擇兩臺高精度三維激光掃描儀相對放置，將待檢測異型構件任意放置于兩者之間升降臺上；

?步驟2）設置標靶，建立構件設計值數據庫；

????步驟3）通過升降臺升降，利用三維激光掃描儀對異型構件進行掃描，獲得異型構件任意坐標系下的點云數據，點云數據的形式為（????????????????????????????????????????????????）；

步驟4）根據設置的標靶，利用標靶球的球心坐標做為控制點，對兩臺掃描儀的點云數據進行匹配，將兩臺掃描儀的坐標統一；

步驟5）提取構件1處的點云數據，其坐標為（），?提取構件1的兩處不同高度截面處的點云數據，利用截面上的點云數據按最小二乘原理擬合獲取截面圓的圓心的虛擬點云坐標,，該兩點理論上應在構件1的軸線上；

步驟6）重復步驟4）和步驟5），可擬合獲取構件2軸線上兩點虛擬點云坐標,；

步驟7）利用的兩點坐標可計算的方程為：

??????????????，?設，，，則的方向向量為；

步驟8）利用的兩點坐標可計算的方程為：

??????????????，設，，，則的方向向量為；

步驟9）利用的直線方程任取上一點的虛擬點云坐標記為,利用的直線方程任取上一點的虛擬點云坐標記為，兩點連線的向量為，與兩軸線的空間距離設為,計算；

步驟10）當兩軸線相交時，則，考慮構件加工時的允許公差，?給一個限差，判斷是否滿足，當滿足時則認為兩軸線相交，其中取值與工業構件生產公差以及所選取的三維激光掃描儀的精度有關，；

步驟11）當兩軸線相交時，求兩軸線交點，在兩軸線上各任取一點，，求出的距離分別為，算兩軸線的夾角為，與設計值相比較，根據誤差要求，可以判斷異型構件1與異型構件2的幾何尺寸是否合格。????????

本發明的有益效果是：

本發明利用三維激光掃描儀獲得異型構件的幾何數據，無需接觸構件本身，點云數據處理利用計算機實現，其檢測效率高，本發明的精度高是相對而言，最高可達0.02mm。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如后。本發明的具體實施方式由以下實施例詳細給出。

具體實施方式

下面將結合實施例，來詳細說明本發明。

????基于空間距離的異型構件幾何軸線位置關系的檢測方法，包括以下步驟：

?步驟1）選擇兩臺高精度三維激光掃描儀相對放置，將待檢測異型構件任意放置于兩者之間升降臺上；

?步驟2）設置標靶，建立構件設計值數據庫；

????步驟3）通過升降臺升降，利用三維激光掃描儀對異型構件進行掃描，獲得異型構件任意坐標系下的點云數據，點云數據的形式為（）；

步驟4）根據設置的標靶，利用標靶球的球心坐標做為控制點，對兩臺掃描儀的點云數據進行匹配，將兩臺掃描儀的坐標統一；