[發(fā)明專利]一種大尺寸目標(biāo)物的組合式測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910832151.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110686592B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何斌;龍博;王志鵬;周艷敏;沈潤(rùn)潔;袁烽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/03
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 杜放

一種大尺寸目標(biāo)物的組合式測(cè)量方法，包括以下操作，對(duì)待測(cè)構(gòu)件布置激光跟蹤儀和全站儀，激光跟蹤儀至少一臺(tái)，全站儀至少一臺(tái)，所有的激光跟蹤儀和全站儀形成針對(duì)待測(cè)構(gòu)件的多站點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)；任選一臺(tái)激光跟蹤儀或者全站儀作為全局基準(zhǔn)，將全局基準(zhǔn)的局部坐標(biāo)系作為全局坐標(biāo)系，將全局基準(zhǔn)以外的激光跟蹤儀或者全站儀轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下，獲得任意兩點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，即可獲得待測(cè)目標(biāo)的尺寸信息。本發(fā)明具有能夠利用激光跟蹤儀的測(cè)距精度，全站儀的測(cè)角精度，對(duì)大尺寸構(gòu)建進(jìn)行高精度測(cè)距和測(cè)角的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)建筑領(lǐng)域內(nèi)的大尺寸目標(biāo)物的組合式測(cè)量方法。

背景技術(shù)

建筑物一般是指相對(duì)于地面固定且有一定存在時(shí)間的人造物。建筑物的構(gòu)成，按照系統(tǒng)工程分，主要有地基、基礎(chǔ)和墻體；建筑物的基本構(gòu)件由板、梁、柱、拱、桁架、墻和基礎(chǔ)構(gòu)成。

基礎(chǔ)是建筑物地面以下的承重構(gòu)件，它支撐著上部建筑物的全部在和，并將這些載荷及基礎(chǔ)自重傳給下面的地基。地基不是建筑物的組成部分，地基是承受由基礎(chǔ)傳下來(lái)的荷載的土體或巖體，建筑物必須建造在堅(jiān)實(shí)可靠的地基上。墻體和柱均是豎向承重構(gòu)件，它支撐著屋頂和樓板等，并將這些荷載及自重傳遞給基礎(chǔ)。板是覆蓋一個(gè)具有江大平面尺寸，但卻具有相對(duì)較小厚度的平面型結(jié)構(gòu)構(gòu)件。梁一般是指跟地面平行的、承擔(dān)縱軸方向載荷的線型構(gòu)件。柱是承受平行于縱軸方向載荷的線型構(gòu)件，它的截面尺寸小于它的高度，一般以受壓和受彎為主。拱為曲線結(jié)構(gòu)，由曲線構(gòu)件(拱圈)或折線形構(gòu)件及其支座組成，再荷載作用下主要承受軸向壓力，有時(shí)也承受彎矩和剪力；較同快讀梁的彎矩和剪力更小，從而能節(jié)省材料，提高剛度和跨越較大空間。桁架是由直桿組成的，一般是具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)。再荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或者壓力，從而能充分利用材料的強(qiáng)度，再跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。

通過(guò)測(cè)量施工場(chǎng)景中建筑構(gòu)件的實(shí)際尺寸可以評(píng)估建筑建造的完成情況，也可以將建筑構(gòu)件的實(shí)際尺寸和涉及尺寸相比，判斷施工是否符合涉及要求。針對(duì)大尺寸測(cè)距或測(cè)量尺寸，常用激光跟蹤儀和全站儀進(jìn)行測(cè)量。而激光跟蹤儀的距離測(cè)量精度高，但角度測(cè)量精度低，重復(fù)坐標(biāo)測(cè)量精度達(dá)到5μm/m，絕對(duì)坐標(biāo)測(cè)量精度可達(dá)10μm/m。全站儀的角度測(cè)量精度高，可達(dá)0.5”，但距離測(cè)量精度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠利用激光跟蹤儀的測(cè)距精度，全站儀的測(cè)角精度，對(duì)大尺寸構(gòu)建進(jìn)行高精度測(cè)距和測(cè)角的方法。

一種大尺寸目標(biāo)物的組合式測(cè)量方法，包括以下操作，對(duì)待測(cè)構(gòu)件布置激光跟蹤儀和全站儀，激光跟蹤儀至少一臺(tái)，全站儀至少一臺(tái)，所有的激光跟蹤儀和全站儀形成針對(duì)待測(cè)構(gòu)件的多站點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)；任選一臺(tái)激光跟蹤儀或者全站儀作為全局基準(zhǔn)，將全局基準(zhǔn)的局部坐標(biāo)系作為全局坐標(biāo)系，將全局基準(zhǔn)以外的激光跟蹤儀或者全站儀轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下，獲得任意兩點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，即可獲得待測(cè)目標(biāo)的尺寸信息。測(cè)試之前，在待測(cè)構(gòu)件上粘貼好目標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)記。

多站點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)指的是每臺(tái)激光跟蹤儀或全站儀至少測(cè)量待測(cè)構(gòu)件的局部，或者是激光跟蹤儀或全站儀同時(shí)測(cè)量待測(cè)構(gòu)件。

優(yōu)選的，若全局基準(zhǔn)為激光跟蹤儀，則該激光跟蹤儀的局部坐標(biāo)系作為全局坐標(biāo)系；若全局基準(zhǔn)為全站儀，則先將該全站儀的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系，再將全站儀的直角坐標(biāo)系作為全局坐標(biāo)系。

優(yōu)選的，基于Bursa模型將全局基準(zhǔn)以外的激光跟蹤儀或者全站儀轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下，轉(zhuǎn)換關(guān)系為：其中表示局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，g_i＝(x_i，y_i，z_i)表示全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，(Δx，Δy，Δz)^T表示平移向量，(ω_x，ω_y，ω_z)^T表示旋轉(zhuǎn)向量，t表示尺寸參數(shù)，E表示坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差，將各激光跟蹤儀或者全站儀都能測(cè)到的目標(biāo)點(diǎn)作為公共點(diǎn)，將所有公共點(diǎn)視為權(quán)值相等，根據(jù)誤差最小二乘法原理獲得的最優(yōu)解。