[發(fā)明專利]一種雙曲面建筑物的紅外線三維定位裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710563018.6
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN107356235B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王若林;朱道佩;桑農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C15/00
• 分類號(hào): G01C15/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開了一種雙曲面建筑物的紅外線三維定位裝置及方法，裝置包括雙曲面建筑、軸線所在曲面、紅外線、橫向和縱向紅外線發(fā)射裝置陣列、遠(yuǎn)程控制裝置；紅外線發(fā)射裝置陣列均由n個(gè)紅外線發(fā)射裝置構(gòu)成；紅外線發(fā)射裝置由紅外線發(fā)射器、信號(hào)控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和信號(hào)發(fā)射器或信號(hào)接收器構(gòu)成；該裝置能對曲面建筑的軸線進(jìn)行精確定位，從而實(shí)時(shí)控制施工精度，方法簡單，施工效率高；同時(shí)，也可以對建筑物的多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行定位，從而實(shí)現(xiàn)建筑物的三維重建。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙曲面建筑物的紅外線三維定位裝置及方法。

背景技術(shù)

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(gòu)件的截面尺寸、位移偏差、垂直度的控制均比普通混凝土結(jié)構(gòu)工程困難許多，因此施工工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量較難控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙曲面建筑物的紅外線三維定位裝置及方法。

本發(fā)明的裝置所采用的技術(shù)方案是：一種雙曲面建筑物的紅外線三維定位裝置，其特征在于：包括紅外線發(fā)射裝置、遠(yuǎn)程控制裝置、活動(dòng)機(jī)械臂；

所述若干紅外線發(fā)射裝置組成橫向紅外線發(fā)射裝置陣列，若干紅外線發(fā)射裝置組成縱向紅外線發(fā)射裝置陣列；所述活動(dòng)機(jī)械臂為兩個(gè)，方向相互垂直地設(shè)置在雙曲面建筑的兩側(cè)，其上分別固定設(shè)置有所述橫向紅外線發(fā)射裝置陣列和縱向紅外線發(fā)射裝置陣列；

所述遠(yuǎn)程控制裝置用于控制紅外線發(fā)射裝置發(fā)射紅外線的角度，從而確保雙曲面建筑的軸線所在曲面上每一點(diǎn)都能由兩束紅外線的交點(diǎn)確定。

本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是：一種雙曲面建筑物的紅外線三維定位方法，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(biāo)系中，其坐標(biāo)原點(diǎn)為雙曲面兩個(gè)焦點(diǎn)所連線段的中點(diǎn)；橫向紅外線發(fā)射裝置陣列和縱向紅外線發(fā)射裝置陣列分別設(shè)置在y軸和x軸兩側(cè)，橫向紅外線發(fā)射裝置陣列中的紅外線發(fā)射裝置B₁和縱向紅外線發(fā)射裝置陣列中的紅外線發(fā)射裝置A₁之間的距離為l；A₁發(fā)射出的紅外線與y軸的夾角為α₁，B₁發(fā)射出的紅外線與x軸的夾角為β₁；

取z₀＝0的平面進(jìn)行研究，在這個(gè)平面內(nèi)，兩束紅外線的交點(diǎn)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(dāng)P點(diǎn)在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)移動(dòng)時(shí)，根據(jù)步驟1中確定的α₁與β₁的關(guān)系，繪制出β₁隨α₁變化的曲線；