[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910948237.5
• 申請(qǐng)日: 2019-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110608732B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周命端;杜明義;張文堯;王堅(jiān);周樂(lè)皆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C15/12
• 分類(lèi)號(hào): G01C15/12;G01C15/00;G01S17/88
• 代理公司: 北京易光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11596
• 代理人: 崔曉光

1.一種基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

點(diǎn)云獲取裝置，用于獲取所述建筑塔機(jī)的塔身的點(diǎn)云；

點(diǎn)云裁剪裝置，以垂直方向?yàn)椴眉艟S度，對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行裁剪，獲取與所述塔身的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的節(jié)數(shù)相對(duì)應(yīng)的多段點(diǎn)云；

點(diǎn)云中心點(diǎn)獲取裝置，獲取各段點(diǎn)云的中心點(diǎn)；以及

垂直度檢測(cè)裝置，其根據(jù)各段點(diǎn)云的中心點(diǎn)，檢測(cè)所述塔身的垂直度，

其中，所述點(diǎn)云裁剪裝置所裁剪出的各段點(diǎn)云分別對(duì)應(yīng)于所述塔身的各段標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)云獲取裝置包括地面三維激光掃描儀和/或無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)系統(tǒng)，或從所述地面三維激光掃描儀和/或無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)系統(tǒng)接收所述點(diǎn)云。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)云中心點(diǎn)獲取裝置如下地獲取各段點(diǎn)云的中心點(diǎn)：

將每段點(diǎn)云的邊界進(jìn)行點(diǎn)云分割，采用隨機(jī)采樣一致性算法進(jìn)行邊界線(xiàn)直線(xiàn)擬合，擬合為一個(gè)四棱柱的邊界，分別連接各四棱柱的兩條體對(duì)角線(xiàn)，取每個(gè)四棱柱體對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)為該段點(diǎn)云的中心點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述垂直度檢測(cè)裝置包括擬合裝置以及垂直度計(jì)算裝置，所述擬合裝置對(duì)所有中心點(diǎn)進(jìn)行直線(xiàn)擬合，獲得中心軸線(xiàn)，所述垂直度計(jì)算裝置確定所述中心軸線(xiàn)的方向向量，計(jì)算該方向向量與垂直方向單位向量的夾角，從而確定塔身的垂直度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述垂直度檢測(cè)裝置分別計(jì)算相鄰兩個(gè)點(diǎn)云的中心點(diǎn)所構(gòu)成的直線(xiàn)的垂直度，將最大的垂直度，確定為所述塔身的垂直度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)還包括最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)辨別裝置，所述最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)辨別裝置確定各點(diǎn)云的中心點(diǎn)所涉及的兩條直線(xiàn)的方向向量與垂直方向單位向量所形成的夾角的絕對(duì)值的和，取最大和對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云的中心點(diǎn)作為最偏中心點(diǎn)，將該最偏中心點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)確定為最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)還包括最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)辨別裝置，所述最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)辨別裝置如下地確定最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)：

將塔基標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)云段的底部進(jìn)行點(diǎn)云分割，將分割得到的直線(xiàn)點(diǎn)云采用隨機(jī)采用一致性算法進(jìn)行擬合，得到塔基標(biāo)準(zhǔn)節(jié)底部矩形邊界線(xiàn)，取矩形對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)為塔基標(biāo)準(zhǔn)節(jié)底部平面中心點(diǎn)；

將每段點(diǎn)云的中心點(diǎn)進(jìn)行塔基平面投影，分別計(jì)算各個(gè)點(diǎn)云的中心點(diǎn)投影后形成的塔基平面點(diǎn)云點(diǎn)到所述塔基標(biāo)準(zhǔn)節(jié)底部平面中心點(diǎn)的平面距離，將平面距離最大的點(diǎn)云的中心點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)確定為最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于點(diǎn)云的建筑塔機(jī)塔身垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，如果所述最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的所述平面距離超過(guò)預(yù)定值，則進(jìn)行告警，所述預(yù)定值如下地計(jì)算：

其中，D為所述平面距離，K為所述塔身垂直度系數(shù)，N為所述最偏標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的節(jié)號(hào)，是大于等于1的正整數(shù)，H為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的高度。