專利名稱：基于空間距離的異型構(gòu)件幾何軸線位置關(guān)系的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于空間距離的異型構(gòu)件幾何軸線位置關(guān)系的檢測方法。
背景技術(shù)：
異型構(gòu)件廣泛用于各種建筑結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)，如輸電塔、起重運(yùn)輸機(jī)械、橋梁、船舶、反應(yīng)塔等。異型構(gòu)件的幾何尺寸是判斷異型構(gòu)件是否合格的主要參數(shù)，在某些建筑結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)中(如各種電壓等級的角鋼結(jié)構(gòu)輸電線路鐵塔、廣播電視塔、微波通信鐵塔、變電站構(gòu)支架)，該參數(shù)對相關(guān)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場順利拼接及性能都有較大的影響。因此，需要對異型構(gòu)件的幾何尺寸進(jìn)行精密檢測與嚴(yán)格控制。目前，國內(nèi)外還沒有合適的異型構(gòu)件幾何尺寸精密檢測方法。常用做法是對異型構(gòu)件的幾何尺寸不進(jìn)行精密檢測，只按傳統(tǒng)方法進(jìn)行粗略檢測。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于空間距離的異型構(gòu)件幾何軸線位置關(guān)系的檢測方法，實(shí)現(xiàn)異型構(gòu)件幾何尺寸現(xiàn)場高精度、快速獲取，確定異型構(gòu)件的軸線空間關(guān)系，計(jì)算軸線夾角值·與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷異型構(gòu)件是否合格，從而實(shí)現(xiàn)異型構(gòu)件幾何尺寸精密檢測及各種結(jié)構(gòu)的性能與質(zhì)量控制。樣處理廠·的告知系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
基于空間距離的異型構(gòu)件幾何軸線位置關(guān)系的檢測方法，包括以下步驟:
步驟I)選擇兩臺高精度三維激光掃描儀相對放置，將待檢測異型構(gòu)件任意放置于兩者之間升降臺上；
步驟2)設(shè)置標(biāo)靶，建立構(gòu)件設(shè)計(jì)值數(shù)據(jù)庫；
步驟3)通過升降臺升降，利用三維激光掃描儀對異型構(gòu)件進(jìn)行掃描，獲得異型構(gòu)件任意坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù),點(diǎn)云數(shù)據(jù)的形式為( ,% )!= OJ-.-m ；
步驟4)根據(jù)設(shè)置的標(biāo)靶，利用標(biāo)靶球的球心坐標(biāo)做為控制點(diǎn)，對兩臺掃描儀的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，將兩臺掃描儀的坐標(biāo)統(tǒng)一；
步驟5)提取構(gòu)件I處的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其坐標(biāo)為Oi 1.-1，提取構(gòu)件I的兩處不同高度截面處的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用截面上的點(diǎn)云數(shù)據(jù)按最小二乘原理擬合獲取截面圓的圓心的虛擬點(diǎn)云坐標(biāo)(iHA)，該兩點(diǎn)理論上應(yīng)在構(gòu)件I的軸線上；
步驟6)重復(fù)步驟4)和步驟5)，可擬合獲取構(gòu)件2軸線上兩點(diǎn)虛擬點(diǎn)云坐標(biāo)
步驟7)利用J^1的兩點(diǎn)坐標(biāo)可計(jì)算￡丨的方程為:
權(quán)利要求
1.基于空間距離的異型構(gòu)件幾何軸線位置關(guān)系的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)選擇兩臺高精度三維激光掃描儀相對放置，將待檢測異型構(gòu)件任意放置于兩者之間升降臺上； 步驟2)設(shè)置標(biāo)靶，建立構(gòu)件設(shè)計(jì)值數(shù)據(jù)庫； 步驟3)通過升降臺升降，利用三維激光掃描儀對異型構(gòu)件進(jìn)行掃描，獲得異型構(gòu)件任意坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的形式為( ,. , ) i = O51--W ； 步驟4)根據(jù)設(shè)置的標(biāo)靶，利用標(biāo)靶球的球心坐標(biāo)做為控制點(diǎn)，對兩臺掃描儀的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，將兩臺掃描儀的坐標(biāo)統(tǒng)一； 步驟5)提取構(gòu)件I處的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其坐標(biāo)為= 0，1…提取構(gòu)件I的兩處不同高度截面處的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用截面上的點(diǎn)云數(shù)據(jù)按最小二乘原理擬合獲取截面圓的圓心的虛擬點(diǎn)云坐標(biāo)(AH4)，(i「2,r2,z2),該兩點(diǎn)理論上應(yīng)在構(gòu)件I的軸線上； 步驟6)重復(fù)步驟4)和步驟5),可擬合獲取構(gòu)件2軸線上兩點(diǎn)虛擬點(diǎn)云坐標(biāo)(Χ , Ζ/)，(W;;)； 步驟7)利用Z1的兩點(diǎn)坐標(biāo)可計(jì)算4的方程為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于空間距離的異型構(gòu)件幾何軸線位置關(guān)系的檢測方法，通過兩臺高精度掃描儀掃描異型構(gòu)件，獲得任意坐標(biāo)下點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云匹配，提取并計(jì)算兩個(gè)構(gòu)件的軸線，計(jì)算兩軸線距離d，當(dāng)滿足時(shí)計(jì)算量軸線夾角，與設(shè)計(jì)夾角比較，得誤差，判斷誤差是否滿足要求。本發(fā)明利用三維激光掃描儀獲得異型構(gòu)件的幾何數(shù)據(jù)，無需接觸構(gòu)件本身，點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，其檢測效率高，本發(fā)明的精度高是相對而言，最高可達(dá)0.02mm。
文檔編號G01B11/26GK103234453SQ20131012861
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者曹爽, 趙軒, 趙顯富, 孫景領(lǐng), 王新志, 張育鋒 申請人:南信大影像技術(shù)工程(蘇州)有限公司