[發(fā)明專利]一種管路逆向建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011356312.8
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112487576A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐正宗;龐然;王祺
• 申請（專利權(quán)）人: 新拓三維技術(shù)（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06T7/00;G06T7/80;G06T17/00;G06F113/14
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明公開了一種管路逆向建模方法，包括以下步驟：S1、構(gòu)建多個軸線適配器；S2、將多個軸線適配器夾持于待測管路的直線段；S3、采用測量設(shè)備采集包含軸線適配器的待測管路圖像；S4、獲取圖像中每個軸線適配器表面標志點的三維空間坐標，并根據(jù)三維空間坐標得到每個軸線適配器夾持處待測管路直線段的空間軸線，進而重建得到整個待測管路中軸線三維空間模型；S5、根據(jù)相鄰直線段交點，得到待測管路中所有折彎點的三維空間坐標；S6、根據(jù)待測管路的尺寸參數(shù)、整個待測管路中軸線的三維空間模型以及所有折彎點的三維空間坐標，生成所述待測管路的三維模型。本發(fā)明具有精度高的優(yōu)點，能夠達到快速、精確逆向管路數(shù)據(jù)模型的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管路測量建模方法領(lǐng)域，具體是一種管路逆向建模方法。

背景技術(shù)

管路系統(tǒng)在航空、航天、汽車等眾多工業(yè)領(lǐng)域承擔著燃料輸送、氣體傳輸和剎車制動等核心功能，被譽為“工業(yè)血管”。因此在工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)過程中，管路系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定就顯得尤為重要。設(shè)備生產(chǎn)過程中往往存在結(jié)構(gòu)差異，致使管路制造同型號間存在數(shù)據(jù)偏差需要微調(diào)或受應力裝配變形等實際工況。因此管路更換維修時，需要根據(jù)實際裝配管型進行逆向建模方可獲取管路的精確加工數(shù)據(jù)，進而由數(shù)控彎管機進行生產(chǎn)更換。

實際工況下管路在拆卸過程中，可能受人工因素影響或應力釋放導致變形，逆向管路數(shù)據(jù)模型需要考慮剔除此因素的干擾，提升模型的精確度，并節(jié)約材料、人力等經(jīng)濟成本。

管路測量及逆向建模技術(shù)目前均采用將待更換的管路先行拆卸，再應用相關(guān)逆向測量建模的技術(shù)，進行管路模型的逆向獲取。目前，管路逆向建模技術(shù)主要分為接觸式和非接觸式兩種方式。

其中接觸式的測量方式主要有，一種彎管角度檢測尺(CN206095072U)發(fā)明了一種彎管角度的檢測尺，操作復雜并難以避免人工誤差。以及常用的三坐標測量機獲取管路表面關(guān)鍵點信息，進而人工手動擬合管路參數(shù)模型。而非接觸的視覺測量方式主要有通過三維掃描儀(CN111238386A)獲取管路表面點云，進而人工手動擬合管路參數(shù)模型，以及通過多目視覺設(shè)備(CN104036513B)高效獲取管路的逆向數(shù)據(jù)模型。

現(xiàn)有測量方式均需要以拆卸的管路實物為基礎(chǔ)進行逆向，不可避免地受到人工、運輸、應力釋放等外界因素影響，造成精度損失，嚴重可導致逆向數(shù)據(jù)模型與原始管型不一致。接觸式的檢測尺、三坐標等設(shè)備為人工操作，操作復雜并難以避免人工誤差，同時在線檢測空間狹小，無法在實際生產(chǎn)線上高效應用。非接觸的方式雖然效率有所提升，但設(shè)備成本高昂，且通常需要對數(shù)據(jù)模型進行進一步后處理調(diào)整，以貼合真實管路數(shù)據(jù)模型。因此管路維修行業(yè)迫切需要一種能夠免拆卸的管路逆向建模的在線測量方法，從而高效、精確的獲取管路實物數(shù)據(jù)模型及加工工藝參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種管路逆向建模方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)管路測量建模需要拆卸、精度較低的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種管路逆向建模方法，包括以下步驟：

S1、構(gòu)建多個軸線適配器，其中，所述多個軸線適配器中的每個軸線適配器分別由管夾和設(shè)置于所述管夾一個夾板表面的多個標志點構(gòu)成；

S2、將所述多個軸線適配器分別夾持于待測管路的不同直線段，使得所述多個軸線適配器分布于所述待測管路的所有直線段；

S3、采用測量設(shè)備采集包含所述多個軸線適配器及所述多個標志點的待測管路所對應的圖像；

S4、獲取所述圖像中每個軸線適配器表面所有標志點在所述測量設(shè)備中的三維空間坐標，并根據(jù)所述每個軸線適配器表面所有標志點的三維空間坐標，得到所述每個軸線適配器夾持處的待測管路直線段對應位置的空間軸線，進而重建得到整個待測管路多個直線段的中軸線的三維空間模型；

S5、根據(jù)所述直線段中相鄰直線段的空間軸線的交點，得到所述待測管路中所有折彎點的三維空間坐標；