[发明专利]基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于测量检测技术领域，具体涉及一种基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法。

背景技术

异型构件广泛用于各种建筑结构和工程结构，如输电塔、起重运输机械、桥梁、船舶、反应塔等。异型构件的几何尺寸是判断异型构件是否合格的主要参数，在某些建筑结构和工程结构中（如各种电压等级的角钢结构输电线路铁塔、广播电视塔、微波通信铁塔、变电站构支架），该参数对相关结构的现场顺利拼接及性能都有较大的影响。因此，需要对异型构件的几何尺寸进行精密检测与严格控制。目前，国内外还没有合适的异型构件几何尺寸精密检测方法。常用做法是对异型构件的几何尺寸不进行精密检测，只按传统方法进行粗略检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法，实现异型构件几何尺寸现场高精度、快速获取，确定异型构件的轴线空间关系，计算轴线夹角值与设计值进行比较，根据比较结果判断异型构件是否合格，从而实现异型构件几何尺寸精密检测及各种结构的性能与质量控制。

样处理厂的告知系统为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

    基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法，包括以下步骤：

 步骤1）选择两台高精度三维激光扫描仪相对放置，将待检测异型构件任意放置于两者之间升降台上；

 步骤2）设置标靶，建立构件设计值数据库；

    步骤3）通过升降台升降，利用三维激光扫描仪对异型构件进行扫描，获得异型构件任意坐标系下的点云数据，点云数据的形式为（                                                ）；

步骤4）根据设置的标靶，利用标靶球的球心坐标做为控制点，对两台扫描仪的点云数据进行匹配，将两台扫描仪的坐标统一；

步骤5）提取构件1处的点云数据，其坐标为（）， 提取构件1的两处不同高度截面处的点云数据，利用截面上的点云数据按最小二乘原理拟合获取截面圆的圆心的虚拟点云坐标,，该两点理论上应在构件1的轴线上；

步骤6）重复步骤4）和步骤5），可拟合获取构件2轴线上两点虚拟点云坐标,；

步骤7）利用的两点坐标可计算的方程为：

              ， 设，，，则的方向向量为；

步骤8）利用的两点坐标可计算的方程为：

              ，设，，，则的方向向量为；

步骤9）利用的直线方程任取上一点的虚拟点云坐标记为,利用的直线方程任取上一点的虚拟点云坐标记为，两点连线的向量为，与两轴线的空间距离设为,计算；

步骤10）当两轴线相交时，则，考虑构件加工时的允许公差， 给一个限差，判断是否满足，当满足时则认为两轴线相交，其中取值与工业构件生产公差以及所选取的三维激光扫描仪的精度有关，；

步骤11）当两轴线相交时，求两轴线交点，在两轴线上各任取一点，，求出的距离分别为，算两轴线的夹角为，与设计值相比较，根据误差要求，可以判断异型构件1与异型构件2的几何尺寸是否合格。        

本发明的有益效果是：

本发明利用三维激光扫描仪获得异型构件的几何数据，无需接触构件本身，点云数据处理利用计算机实现，其检测效率高，本发明的精度高是相对而言，最高可达0.02mm。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

具体实施方式

下面将结合实施例，来详细说明本发明。

    基于空间距离的异型构件几何轴线位置关系的检测方法，包括以下步骤：

 步骤1）选择两台高精度三维激光扫描仪相对放置，将待检测异型构件任意放置于两者之间升降台上；

 步骤2）设置标靶，建立构件设计值数据库；

    步骤3）通过升降台升降，利用三维激光扫描仪对异型构件进行扫描，获得异型构件任意坐标系下的点云数据，点云数据的形式为（）；

步骤4）根据设置的标靶，利用标靶球的球心坐标做为控制点，对两台扫描仪的点云数据进行匹配，将两台扫描仪的坐标统一；