[發明專利]一種船舶大面積甲板平面度快速測量與計算方法

在審

• 申請號: 202010675373.4
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111811442A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉序辰;陶江平;史艷龍;張威;蔣榮勤;陳煒;王波;林堅
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所(中國船舶工業集團公司第十一研究所)
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01B11/00;G06F17/12;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 王佳妮

一種船舶大面積甲板平面度快速測量與計算方法，包括：步驟S1、選定船舶甲板面待測區域，確定測量區域邊界；步驟S2、確定測量站位，粘貼靶片作為公共點；步驟S3、在多站位下對待測甲板面對基座安裝面掃描測量，獲取測量平面點云數據以及測量公共點的空間坐標；步驟S4、利用四參數坐標轉換計算模型對公共點坐標解算，求出坐標系轉換參數；步驟S5、將點云數據擬合平面，采用最小二乘擬合方法，求出平面擬合參數；步驟S6、利用求出的平面擬合參數，將點云數據旋轉至O?xy平面，求出平面度數據；本發明改進現有的測量與計算方法，有效提高船舶大面積甲板平面度測量與評估效率。

技術領域

本發明涉及工業測量領域，尤其涉及一種船舶大面積甲板平面度快速測量與計算方法。

背景技術

隨著船舶的大型化及技術復雜程度的越來越高，為保障建造環節設備安裝、使用的可靠性，近年來對大面積、長距離的平面度控制正成為建造精度控制的發展方向。其中，對大面積區域的平面度評估是一項基礎技術，傳統的拉線法、水平儀測量法、全站儀測量法等從效率、精度等各方面均難以保證測量需求。由于下料、裝配、焊接、搭載等工序的影響，其建造變形的測量非常復雜，且往往伴隨著多階段建造過程，甚至影響到艦船服役階段設備的使用和壽命，特別是對于無梁拱、無支柱的大面積船體主甲板，需要高效、精確的甲板面平面度測量與計算，以對船體建造精度進行有效檢測和評估，確保變形矯正的準確、可靠。

目前，國內船廠采用的甲板平面度測量方法，通常為拉線法和全站儀單點測量法，其測量效率和測量結果的可靠性不高，測量精度受人為因素影響較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種船舶大面積甲板平面度快速測量與計算方法，改進現有的測量與計算方法，提升效率和精度。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種船舶大面積甲板平面度快速測量與計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、選定船舶甲板面待測區域，確定測量區域邊界；

步驟S2、在待測區域確定測量站位，即全站掃描儀架設位置，并粘貼靶片作為公共點，靶片的數目不少于三個；

步驟S3、采用全站掃描儀，在多站位下對待測甲板面對基座安裝面進行掃描測量，獲取測量平面點云數據G_A＝{(x_i,y_i,z_i):i＝1,2,...,n}、G_B＝{(x_i,y_i,z_i):i＝1,2,...,n}……空間坐標值，以及在多站位下單點測量公共點的空間坐標X_A＝(x,y,z)_A^T和X_B＝(x,y,z)_B^T……，A、B……表示站位；

步驟S4、利用四參數坐標轉換計算模型對公共點坐標X_A＝(x,y,z)_A^T和X_B＝(x,y,z)_B^T……進行解算，求出坐標系轉換參數，將坐標系統一至A站完成坐標系統一；

步驟S5、將點云數據擬合平面，采用最小二乘擬合方法，求出平面擬合參數；

步驟S6、利用求出的平面擬合參數，將點云數據旋轉至O-xy平面，得到點云數據每個測點的(x_i,y_i,z_i)的z值，求出平面度數據。

進一步地，所述步驟S1包括，將測量空間劃分為兩塊長寬20m×30m的相鄰區域A、B。