本發(fā)明涉及建筑施工，尤其涉及一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法。

背景技術(shù)：

1、如圖1所示，在鋼筋網(wǎng)片焊接中，需要對橫筋1和縱筋2的交叉點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)焊焊接，從而實(shí)現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊接工作。

2、在焊接工作前，首先需要確定焊點(diǎn)的位置，然后由計(jì)算機(jī)控制焊槍對上述焊點(diǎn)進(jìn)行焊接。在小型鋼筋網(wǎng)片中，由于鋼筋直徑較小，在鋼筋矯正設(shè)備的作用下，鋼筋點(diǎn)的實(shí)際位置和設(shè)計(jì)位置一致，焊點(diǎn)位置規(guī)律性強(qiáng)，容易確定。而對于大型地墻鋼筋籠的鋼筋網(wǎng)片而言，鋼筋的直徑較大，對鋼筋進(jìn)行矯正并實(shí)現(xiàn)鋼筋擺放整齊較為困難，使得擺放后的焊點(diǎn)位置與設(shè)計(jì)位置有較大差異，實(shí)際焊點(diǎn)的位置規(guī)律性差，無法通過簡單控制方法實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)自動定位。

3、為了應(yīng)對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用基于相對定位技術(shù)的機(jī)械式焊點(diǎn)定位方法。如圖1所示，底座5上分別設(shè)置了觸碰開關(guān)3和焊槍4。在焊槍前進(jìn)方向上(如圖1中箭頭所示)，觸碰開關(guān)3在焊槍4的前方，當(dāng)觸碰開關(guān)3碰到縱筋2時(shí)，觸碰開關(guān)3發(fā)出觸發(fā)信號，由于觸碰開關(guān)3與焊槍5的距離為固定值，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在收到觸碰開關(guān)3觸發(fā)信號后，驅(qū)動底座5按箭頭方向移動上述固定值距離，使得焊槍5位于焊點(diǎn)位置，從而實(shí)現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)的機(jī)械式定位。

4、然而，上述機(jī)械式焊點(diǎn)定位方法需要逐點(diǎn)進(jìn)行定位，即每個點(diǎn)都要觸碰開關(guān)3發(fā)出信號，然后移動焊槍4固定偏移量，最后進(jìn)行焊接作業(yè)，使得定位的效率很低。對于焊接大型鋼筋網(wǎng)片而言，由于焊點(diǎn)的數(shù)量數(shù)以萬計(jì)，上述識別過程效率低，焊接速度慢，已經(jīng)影響了焊接機(jī)器人的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，能夠高效精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊點(diǎn)定位及焊接作業(yè)。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位，其包括：

4、步驟一、建立三維坐標(biāo)系，并獲取鋼筋網(wǎng)片的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合；

5、步驟二、對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合中的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并得到預(yù)處理點(diǎn)集；

6、步驟三、對預(yù)處理點(diǎn)集中的每個點(diǎn)，依次求取相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，并根據(jù)斜率值的變化得到橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位的信息；

7、步驟四、在交叉點(diǎn)位基礎(chǔ)上偏移固定距離即為焊接點(diǎn)位，將焊接裝置的焊接輸出端移動至焊接點(diǎn)位處實(shí)現(xiàn)焊接。

8、可選地，在步驟一中，以橫筋的端部圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以橫筋的徑向方向?yàn)閤軸方向，以橫筋的軸線方向?yàn)閥軸方向，以垂直于x軸方向和y軸方向的橫筋的徑向方向?yàn)閦軸方向建立三維坐標(biāo)系。

9、可選地，在步驟二中，對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：分別在x軸和z軸上設(shè)定第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間，并將位于第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間之外的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，以得到預(yù)處理點(diǎn)集。

10、可選地，在步驟三中，對預(yù)處理點(diǎn)集按照y軸方向依序遍歷，對應(yīng)每一個y軸坐標(biāo)，篩選在z軸方向坐標(biāo)最大的坐標(biāo)點(diǎn)以形成第一點(diǎn)集。

11、可選地，按照y軸方向?qū)Φ谝稽c(diǎn)集依次進(jìn)行遍歷，對于遍歷后的第一點(diǎn)集，求取每相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，當(dāng)?shù)谝稽c(diǎn)集中的部分點(diǎn)沿y軸方向與其相鄰的上一個點(diǎn)和下一個點(diǎn)所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)時(shí)，定義這些部分點(diǎn)為橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位。

12、可選地，在步驟二中，對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：在x軸上設(shè)定第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間，以篩選x軸坐標(biāo)位于第三取值區(qū)間或第四取值區(qū)間的預(yù)處理點(diǎn)集，并在z軸方向上設(shè)定第五取值區(qū)間，將位于第五取值區(qū)間之外的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，以得到分別對應(yīng)第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間的兩組預(yù)處理點(diǎn)集。

13、可選地，在步驟三中，對兩組預(yù)處理點(diǎn)集分別按照y軸方向依次遍歷，對于兩組預(yù)處理點(diǎn)集中的每一個y軸坐標(biāo)，篩選在z軸方向坐標(biāo)最大的坐標(biāo)以形成第二點(diǎn)集和第三點(diǎn)集。

14、可選地，按照y軸方向分別對第二點(diǎn)集和第三點(diǎn)集依次進(jìn)行遍歷，對于遍歷后的第二點(diǎn)集，求取每相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，當(dāng)?shù)诙c(diǎn)集中的部分點(diǎn)沿y軸方向與其相鄰的上一個點(diǎn)和下一個點(diǎn)所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)時(shí)，將這些部分點(diǎn)按照y軸方向依次定義為第一序列；對于遍歷后的第三點(diǎn)集，求取每相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，當(dāng)?shù)谌c(diǎn)集中部分的點(diǎn)沿y軸方向與其相鄰的上一個點(diǎn)和下一個點(diǎn)所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)時(shí)，將這些部分點(diǎn)按照y軸方向依次定義為第二序列，按照y軸方向依次求取第一序列和第二序列的平均值以得到橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位。

15、可選地，在步驟四中，通過焊接裝置定位交叉點(diǎn)位的x軸坐標(biāo)和z軸坐標(biāo)。

16、可選地，在步驟一中，通過激光對鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行掃描，并接收鋼筋網(wǎng)片反射的點(diǎn)信號以形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提供一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位，首先建立三維坐標(biāo)系，并獲取鋼筋網(wǎng)片的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合，進(jìn)而全面反映鋼筋網(wǎng)片的實(shí)際形態(tài)，包括橫筋、縱筋及其交叉點(diǎn)位的詳細(xì)位置信息。然后對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合中的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并得到預(yù)處理點(diǎn)集，確保后續(xù)分析處理的準(zhǔn)確性和可靠性。之后對預(yù)處理點(diǎn)集中的每個點(diǎn)，依次求取相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，以反映鋼筋走向的變化趨勢，斜率值的突變點(diǎn)往往對應(yīng)著橫筋與縱筋的交叉點(diǎn)位的位置，使得作業(yè)人員能夠根據(jù)斜率值的變化得到橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位的信息，不僅提高了焊點(diǎn)定位的精度，還避免了傳統(tǒng)機(jī)械式定位方法中繁瑣的逐點(diǎn)觸碰過程，顯著提升了定位效率。最后在交叉點(diǎn)位基礎(chǔ)上偏移固定距離即為焊接點(diǎn)位，將焊接裝置的焊接輸出端移動至焊接點(diǎn)位處實(shí)現(xiàn)焊接，從而提高了焊接作業(yè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。通過上述設(shè)置，本申請的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法能夠高效精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊點(diǎn)定位及焊接作業(yè)。

技術(shù)特征：

1.地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋(1)和縱筋(2)的交叉點(diǎn)位(6)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟一中，以橫筋(1)的端部圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以橫筋(1)的徑向方向?yàn)閤軸方向，以橫筋(1)的軸線方向?yàn)閥軸方向，以垂直于x軸方向和y軸方向的橫筋(1)的徑向方向?yàn)閦軸方向建立三維坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟二中，對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：分別在x軸和z軸上設(shè)定第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間，并將位于第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間之外的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，以得到預(yù)處理點(diǎn)集。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟三中，對預(yù)處理點(diǎn)集按照y軸方向依序遍歷，對應(yīng)每一個y軸坐標(biāo)，篩選在z軸方向坐標(biāo)最大的坐標(biāo)點(diǎn)以形成第一點(diǎn)集(8)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，按照y軸方向?qū)Φ谝稽c(diǎn)集(8)依次進(jìn)行遍歷，對于遍歷后的第一點(diǎn)集(8)，求取每相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，當(dāng)?shù)谝稽c(diǎn)集(8)中的部分點(diǎn)沿y軸方向與其相鄰的上一個點(diǎn)和下一個點(diǎn)所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)時(shí)，定義這些部分點(diǎn)為橫筋(1)和縱筋(2)的交叉點(diǎn)位(6)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟二中，對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：在x軸上設(shè)定第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間，以篩選x軸坐標(biāo)位于第三取值區(qū)間或第四取值區(qū)間的預(yù)處理點(diǎn)集，并在z軸方向上設(shè)定第五取值區(qū)間，將位于第五取值區(qū)間之外的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，以得到分別對應(yīng)第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間的兩組預(yù)處理點(diǎn)集。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟三中，對兩組預(yù)處理點(diǎn)集分別按照y軸方向依次遍歷，對于兩組預(yù)處理點(diǎn)集中的每一個y軸坐標(biāo)，篩選在z軸方向坐標(biāo)最大的坐標(biāo)以形成第二點(diǎn)集(9)和第三點(diǎn)集(10)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，按照y軸方向分別對第二點(diǎn)集(9)和第三點(diǎn)集(10)依次進(jìn)行遍歷，對于遍歷后的第二點(diǎn)集(9)，求取每相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，當(dāng)?shù)诙c(diǎn)集(9)中的部分點(diǎn)沿y軸方向與其相鄰的上一個點(diǎn)和下一個點(diǎn)所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)時(shí)，將這些部分點(diǎn)按照y軸方向依次定義為第一序列；對于遍歷后的第三點(diǎn)集(10)，求取每相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，當(dāng)?shù)谌c(diǎn)集(10)中的部分點(diǎn)沿y軸方向與其相鄰的上一個點(diǎn)和下一個點(diǎn)所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)時(shí)，將這些部分點(diǎn)按照y軸方向依次定義為第二序列，按照y軸方向依次求取第一序列和第二序列的平均值以得到橫筋(1)和縱筋(2)的交叉點(diǎn)位(6)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟四中，通過焊接裝置定位交叉點(diǎn)位(6)的x軸坐標(biāo)和z軸坐標(biāo)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，其特征在于，在步驟一中，通過激光對鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行掃描，并接收鋼筋網(wǎng)片反射的點(diǎn)信號以形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位，首先建立三維坐標(biāo)系，并獲取鋼筋網(wǎng)片的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合。然后對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合中的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并得到預(yù)處理點(diǎn)集。之后對預(yù)處理點(diǎn)集中的每個點(diǎn)，依次求取相鄰兩個點(diǎn)之間連線的斜率值，并根據(jù)斜率值的變化得到橫筋和縱筋的交叉點(diǎn)位的信息。最后在交叉點(diǎn)位基礎(chǔ)上偏移固定距離即為焊接點(diǎn)位，將焊接裝置的焊接輸出端移動至焊接點(diǎn)位處實(shí)現(xiàn)焊接。通過上述設(shè)置，本申請的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點(diǎn)定位方法能夠高效精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊點(diǎn)定位及焊接作業(yè)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳旭陽,王濤,錢良,陳曉明,滕延鋒,金晶,賈寶榮,季偉,王博陽,李冀清,蔣玲玲,沈佳青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9