[发明专利]一种钢包铁壳变形检测方法

权利要求书

1.一种钢包铁壳变形检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、扫描前处理：在钢包铁壳和模芯周围架设三维激光扫描仪，选取多个测站，在距离钢包铁壳和模芯0-10米的范围内布置多个标靶点，作为不同位置处数据拼接的同名点或连接点；

S2、数据采集：分别对钢包铁壳内表面和模芯外表面进行扫描，采集钢包铁壳内表面和模芯外表面的原始三维点云数据；

S3、数据拼接：对相邻测站采集到的原始三维点云数据进行粗拼接，然后通过数据处理软件进行三维平差计算，完成精准拼接，分别得到钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维模型数据；

S4、数据过滤：剔除三维点云数据中的噪声数据和冗余数据，获得分布均匀的三维点云数据；

S5、数据配准：将过滤后的钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维点云数据配准，转换至同一坐标系中，完成钢包铁壳与模芯的三维点云数据配准；

S6、位置拟合：按一定间距分别对钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维点云数据进行水平截面，并对每一水平截面的点云进行圆拟合；分别求取钢包铁壳内表面和模芯外表面的多个截面拟合圆的平均圆心位置，使得两个平均圆心位置重合，得出模芯在钢包铁壳内的最佳安放位置；

S7、变形分析：计算模芯外表面与钢包铁壳内表面之间的距离，分析钢包铁壳的变形情况，判断钢包铁壳的使用安全性。

2.根据权利要求1所述的变形检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的标靶点采用标靶球。

3.根据权利要求1所述的变形检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，摆放标靶点时应保证从每个测站都能扫描到至少三个标靶点。

4.根据权利要求1所述的变形检测方法，其特征在于，执行所述步骤S5时，采用ICP算法对钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维点云数据进行配准。

5.根据权利要求1所述的变形检测方法，其特征在于，执行所述步骤S6时，按20cm间距分别对钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维点云数据进行水平截面。

6.根据权利要求1所述的变形检测方法，其特征在于，执行所述步骤S2时，在采集完钢包铁壳内表面的原始三维点云数据后，对钢包铁壳的外表面进行扫描，采集钢包铁壳外表面的原始三维点云数据；执行所述S3时，利用钢包铁壳内表面和外表面的三维点云数据拼接出完整的钢包铁壳的三维点云数据。

7.根据权利要求6所述的变形检测方法，其特征在于，执行所述步骤S6时，需先自定义三维空间坐标系：选取钢包铁壳的俯视方向，定义钢包铁壳带吊环的一侧为北方，然后定义钢包铁壳底部中心为坐标原点，东方为X轴正向，北方为Y轴正向，钢包铁壳开口方向为Z轴。

8.根据权利要求7所述的变形检测方法，其特征在于，还包括步骤S8、采用XOZ平面截取钢包铁壳的三维点云数据，获得钢包铁壳的截面点云，量取钢包铁壳各处的结构尺寸。

9.根据权利要求8所述的变形检测方法，其特征在于，还包括步骤S9、根据钢包铁壳上的耳轴的三维点云数据拟合圆柱体，提取所述圆柱体的截面法向方向，计算耳轴的水平度，并从外侧测量耳轴的变形尺寸。

10.根据权利要求9所述的变形检测方法，其特征在于，还包括步骤S10、量取钢包铁壳开口的尺寸，检测钢包铁壳开口处的椭圆度。