[發(fā)明專利]一種用于高精度沉管管節(jié)端面擬合測量的方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510082871.7
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104655075B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秀振;劉曉東;劉兆權(quán);陳正杰;林巍;季浩華;趙坤;鎖旭宏
• 申請（專利權(quán)）人: 中交一航局第二工程有限公司
• 主分類號: G01B21/16
• 分類號: G01B21/16;G01B21/22;G01B21/30
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

1.一種用于高精度沉管管節(jié)端面擬合測量的方法，其特征在于，包括具體以下步驟：

S1：在端鋼殼均勻布設(shè)多個(gè)測點(diǎn)；

S2：對多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行總體擬合，生成整個(gè)端鋼殼的曲面；

S3：計(jì)算出多個(gè)測點(diǎn)中的每個(gè)測點(diǎn)到所述擬合曲面的距離和端鋼殼整體在水平方向和豎直方向的偏轉(zhuǎn)角度；

所述步驟S2進(jìn)一步包括：

S21：對多個(gè)測點(diǎn)中的每個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行高精度三維坐標(biāo)測量，獲取每個(gè)測點(diǎn)的預(yù)制坐標(biāo)；

S22：根據(jù)管節(jié)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將每個(gè)測點(diǎn)的預(yù)制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為管節(jié)獨(dú)立坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

S23：通過Matlab軟件，按照公式A*x+B*y+C*z+D＝0，對多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行總體擬合處理，獲取多個(gè)特征參數(shù)；

S24：根據(jù)所述多個(gè)特征參數(shù)生成整個(gè)端鋼殼的曲面；

所述方法還包括：對所述公式進(jìn)行修正，具體為：將所有測點(diǎn)繞Y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，對新得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，檢查擬合相關(guān)系數(shù)R2與1的絕對差值是否小于預(yù)設(shè)值，若是則得到新的擬合方程z＝b’(1)+b’(2)*x+b’(3)*y；將新的擬合方程逆時(shí)針轉(zhuǎn)回所述預(yù)設(shè)角度，得到：A＝b’(2)*cosφ-sinφ、B＝b’(3)、C＝-b’(2)*sinφ-cosφ、D＝b’(1)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：在沉管端鋼殼GINA止水帶理論壓接中心線上以反射片的形式均勻布設(shè)96個(gè)測點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)特征參數(shù)包括：多個(gè)測點(diǎn)中每個(gè)測點(diǎn)到擬合平面的最短距離、端面豎向偏角以及端面水平向偏角。

4.一種用于高精度沉管管節(jié)端面擬合測量的裝置，其特征在于，包括：

測點(diǎn)布設(shè)模塊，用于在端鋼殼均勻布設(shè)多個(gè)測點(diǎn)；

擬合模塊，用于對多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行總體擬合，生成整個(gè)端鋼殼的曲面；

計(jì)算模塊，用于計(jì)算出多個(gè)測點(diǎn)中的每個(gè)測點(diǎn)到所述擬合曲面的距離和端鋼殼整體在水平方向和豎直方向的偏轉(zhuǎn)角度；

所述擬合模塊進(jìn)一步包括：

預(yù)制坐標(biāo)獲取單元，用于對多個(gè)測點(diǎn)中的每個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行高精度三維坐標(biāo)測量，獲取每個(gè)測點(diǎn)的預(yù)制坐標(biāo)；

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元，用于根據(jù)管節(jié)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將每個(gè)測點(diǎn)的預(yù)制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為管節(jié)獨(dú)立坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

擬合處理單元，用于通過Matlab軟件，按照公式A*x+B*y+C*z+D＝0，對多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行總體擬合處理，獲取多個(gè)特征參數(shù)；

端鋼殼曲面生成單元，用于根據(jù)所述多個(gè)特征參數(shù)生成整個(gè)端鋼殼的曲面；

所述擬合模塊還用于：對所述公式進(jìn)行修正，具體為：將所有測點(diǎn)繞Y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，對新得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，檢查擬合相關(guān)系數(shù)R2與1的絕對差值是否小于預(yù)設(shè)值，若是則得到新的擬合方程z＝b’(1)+b’(2)*x+b’(3)*y；將新的擬合方程逆時(shí)針轉(zhuǎn)回所述預(yù)設(shè)角度，得到：A＝b’(2)*cosφ-sinφ、B＝b’(3)、C＝-b’(2)*sinφ-cosφ、D＝b’(1)。

5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)特征參數(shù)包括：多個(gè)測點(diǎn)中每個(gè)測點(diǎn)到擬合平面的最短距離、端面豎向偏角以及端面水平向偏角。