[發明專利]一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法與裝置

有效

• 申請號: 201510082871.7
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104655075B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 張秀振;劉曉東;劉兆權;陳正杰;林巍;季浩華;趙坤;鎖旭宏
• 申請（專利權）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: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及工程測量技術領域，尤其涉及一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法與裝置。

背景技術

沉管端面擬合測量結果是評定管節端鋼殼預制質量的主要指標之一，其中，端鋼殼的水平向(擬合)傾角、豎直(擬合)傾角對于端鋼殼品質的影響尤其突出，在現有技術中，通過直接測量坐標來確定端鋼殼預制誤差。

目前，現有管節端鋼殼端面測量只是測定了端鋼殼多個特征點的坐標，并單獨同設計值進行比較，不能全面反映出端鋼殼整體的不平整度和傾斜情況，影響沉管安裝時管節對接端壓接質量和管節的尾端偏差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種測量與計算精準且簡便的用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法與裝置的關鍵問題。

為此目的，本發明提出了一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法，包括具體以下步驟：

S1：在端鋼殼均勻布設多個測點；

S2：對多個測點進行總體擬合，生成整個端鋼殼的曲面；

S3：計算出多個測點中的每個測點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角度。

具體地，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96個測點。

進一步地，所述步驟S2進一步包括：

S21：對多個測點中的每個測點進行高精度三維坐標測量，獲取每個測點的預制坐標；

S22：根據管節坐標轉換參數將每個測點的預制坐標轉換為管節獨立坐標系下的坐標；

S23：通過Matlab軟件，按照公式A*x+B*y+C*z+D＝0，對多個測點進行總體擬合處理，獲取多個特征參數；

S24：根據所述多個特征參數生成整個端鋼殼的曲面。

具體地，所述多個特征參數包括：多個測點中每個測點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。

為此目的，本發明還提出了一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的裝置，包括：

測點布設模塊，用于在端鋼殼均勻布設多個測點；

擬合模塊，用于對多個測點進行總體擬合，生成整個端鋼殼的曲面；

計算模塊，用于計算出多個測點中的每個測點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角度。

進一步地，所述擬合模塊進一步包括：

預制坐標獲取單元，用于對多個測點中的每個測點進行高精度三維坐標測量，獲取每個測點的預制坐標；

坐標轉換單元，用于根據管節坐標轉換參數將每個測點的預制坐標轉換為管節獨立坐標系下的坐標；

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，對多個測點進行總體擬合處理，獲取多個特征參數；

端鋼殼曲面生成單元，用于根據所述多個特征參數生成整個端鋼殼的曲面。

具體地，所述多個特征參數包括：多個測點中每個測點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。

本發明公開一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法，通過在端鋼殼均勻布設多個測點；對多個測點進行總體擬合，生成整個端鋼殼的曲面；計算出多個測點中的每個測點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角度。本發明通過本利用面擬合方法對端鋼殼平整度進行的精確擬合計算，且利用面擬合方法對端鋼殼水平、豎向傾斜度進行的精確擬合計算，以及利用旋轉一定角度后再進行面擬合的方法，準確地擬合出沉管端鋼殼完整的形態，擬合出了測點不平整度、端面豎向偏角、端面水平向偏角，準確地反應出管節端鋼殼的預制偏差情況，其結果作為評價端鋼殼預制質量的重要指標和進行沉管安裝管節線形調整的重要依據。本發明還公開了一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的裝置。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中：

圖1示出了本發明實施例中的一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法的步驟流程圖；

圖2示出了本發明實施例中的一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的裝置的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的實施例進行詳細描述。

為了更好的理解與應用本發明提出的一種用于高精度沉管管節端面擬合測量的方法與裝置，以如下附圖示例進行詳細說明。