[發明專利]一種雙曲面建筑物的激光三維定位裝置及方法

有效

• 申請號: 201710563016.7
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107402376B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 王若林;朱道佩;桑農
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發明公開了一種雙曲面建筑物的激光三維定位裝置及方法，裝置包括雙曲面建筑、軸線所在曲面、激光、橫向和縱向激光發射裝置陣列、遠程控制裝置；激光發射裝置陣列均由n個激光發射裝置構成；激光發射裝置由激光發射器、信號控制模塊、數據處理模塊和信號發射器或信號接收器構成；該裝置能對曲面建筑的軸線進行精確定位，從而實時控制施工精度，方法簡單，施工效率高；同時，也可以對建筑物的多個關鍵點進行定位，從而實現建筑物的三維重建。

技術領域

本發明屬于光學定位技術領域，具體涉及一種雙曲面建筑物的激光三維定位裝置及方法。

背景技術

由于雙曲面建筑物的散熱性能良好，目前，化工廠和熱電廠的冷卻塔均采用雙曲面的外形。曲面建筑物中混凝土構件的截面尺寸、位移偏差、垂直度的控制均比普通混凝土結構工程困難許多，因此施工工藝復雜，施工質量較難控制。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種雙曲面建筑物的激光三維定位裝置及方法。

本發明的裝置所采用的技術方案是：一種雙曲面建筑物的激光三維定位裝置，其特征在于：包括激光發射裝置、遠程控制裝置、活動機械臂；

所述若干激光發射裝置組成橫向激光發射裝置陣列，若干激光發射裝置組成縱向激光發射裝置陣列；所述活動機械臂為兩個，方向相互垂直地設置在雙曲面建筑的兩側，其上分別固定設置有所述橫向激光發射裝置陣列和縱向激光發射裝置陣列；

所述遠程控制裝置用于控制激光發射裝置發射激光的角度，從而確保雙曲面建筑的軸線所在曲面上每一點都能由兩束激光的交點確定。

本發明的方法所采用的技術方案是：一種雙曲面建筑物的激光三維定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：針對雙曲面建筑，其外部輪廓為雙曲線：

將雙曲面放入三維坐標系中，其坐標原點為雙曲面兩個焦點所連線段的中點；橫向激光發射裝置陣列和縱向激光發射裝置陣列分別設置在y軸和x軸兩側，橫向激光發射裝置陣列中的激光發射裝置B₁和縱向激光發射裝置陣列中的激光發射裝置A₁之間的距離為l；A₁發射出的激光與y軸的夾角為α₁，B₁發射出的激光與x軸的夾角為β₁；

取z₀＝0的平面進行研究，在這個平面內，兩束激光的交點為P(x₀,y₀,0)，A₁P的長度為l₁，B₁P的長度為l₂，焦距為l，長軸為a；解方程組(1)和(2)：

l₁-l₂＝2a (1)；

得：

步驟2：當P點在坐標系的第一象限內移動時，根據步驟1中確定的α₁與β₁的關系，繪制出β₁隨α₁變化的曲線；