[發(fā)明專利]一種基于三維激光掃描的焊接工字鋼大變形自動識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010157700.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111272091B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐燕;楊森;鄭寶鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.一種基于三維激光掃描的焊接工字鋼大變形自動識別方法，其特征在于：具體實施步驟如下：

S1：將受壓或受彎加載失效的焊接工字形構(gòu)件置于實驗室空曠位置，使用手持式激光掃描儀，從不同視角獲取構(gòu)件表面的三維點云，通過點云拼接得到統(tǒng)一坐標系下完整構(gòu)件的點云數(shù)據(jù)；

S2-S6：通過對三維激光掃描點云數(shù)據(jù)的分析處理，建立焊接工字形構(gòu)件的三維模型及變形信息；

S2：自定義坐標系及坐標變換，分為兩步，初始定義及精確化定義；選定焊接工字形構(gòu)件下表面兩側(cè)翼緣中心位置，以其連線定義為初始坐標系的Y軸，選定構(gòu)件上、下表面同側(cè)翼緣邊的中心位置，以其連線定義為初始坐標系的Z軸；在此基礎(chǔ)上坐標系做精細化調(diào)整，分離出構(gòu)件上、下表面的掃描點，根據(jù)幾何空間特征進行點云分割，并分別對翼緣、腹板邊緣做曲線線性擬合，由此計算出截面中心位置，并將上、下表面中心連線定義為新的Z軸；根據(jù)新定義的坐標系信息進行坐標變換，得到新的點云坐標；

S3：點云分層切片，沿Z軸方向?qū)Ⅻc云均勻切片，相鄰切片的間距不高于構(gòu)件長度的1/20；

S4：截面曲線分割與擬合，首先將點云轉(zhuǎn)換為二值圖像，通過基于相關(guān)性的模板匹配法，識別出不同截面高度的焊趾位置；結(jié)合點云坐標、點云法向量、焊趾坐標，對截面曲線進行分割；選用傅里葉級數(shù)進行曲線擬合；利用擬合曲線信息，計算出工字鋼截面翼緣、腹板的中心線，并記錄中心線上均分點的坐標；

S5：提取構(gòu)件翼緣與腹板交點的連線為變形后構(gòu)件實際中心軸，對點云數(shù)據(jù)重新分層，并重復(fù)S4，獲取各分層截面幾何形狀；

S6：匯總各分層構(gòu)件截面形狀，建立構(gòu)件變形后的三維模型，并與構(gòu)件設(shè)計尺寸信息對比，獲取構(gòu)件全場三維變形信息。