专利名称：一种工业异型构件几何尺寸的检测方法
技术领域：
本发明属于测量检测技术领域，具体涉及一种工业异型构件几何尺寸的检测方法。
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。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，即直接在异型构件生产地按相关结构设计要求进行现场逐个拼接，某些不满足拼接要求的异型构件立即进行现场更换，结构拼接无误后再将构件逐个拆卸，然后运往需求地进行拼接。该传统做法虽然能在一定程度上满足相关结构的拼接要求，但拼接后的结构性能是否达到设计的性能要求仍无科学的保证，即异型构件几何尺寸的误差没有得到科学的检测与控制；并且该传统做法技术落后，效率低下，存在人力、物力的严重浪费。对于异型构件非接触高精度高速度检测的研究目前还处于空白阶段。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种工业异型构件几何尺寸的检测方法，克服目前异型构件 几何尺寸误差难以控制及检测的不足。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:
一种工业异型构件几何尺寸的检测方法，包括以下步骤:
步骤I)选择一台高精度三维激光扫描仪，将待检测异型构件任意放置于可转动升降转台上，三维激光扫描仪立于转台旁，保证能全方位扫描到构件体；
步骤2)建立构件设计值数据库，设置标靶；
步骤3)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( 外= CU--'m ；
步骤4)根据设置的标靶，对两台扫描仪的点云数据进行匹配；
步骤5)提取构件I的点云数据，其坐标为( ,ζ；) τ = 0,1-. ,提取构件I的不同高度平行截面(J = 1,2…a)处的点云数据，将第“个截面点云坐标求平均，获得&个截面圆的圆心坐标(Zf,6X2利用最小二乘算法可以求得圆半径
步骤6)将圆心坐标与设计坐标进行比较，判断构件I的半径几何尺寸是否合格；
步骤7)在(毛,Fi冲任取两圆心坐标，可求出两点之间连线的方程为:^=Vi+^i; 步骤8)重复步骤4)和步骤5)，可求出其它构件的圆心坐标及截面圆半径；
步骤9)取与构件I相交的构件2的两圆心，可求出两圆心点所在直线，其方程为:
VrI = ^2 + ;
步骤10)判断两直线夹角①当*1与4 同号时，玛=IciAJigA1 - Urcigk21,
②当勾与七异号时,珥=180°— ldsrcig^ — CirCigk21 ；
步骤11)将巧值与其设计值进行比较，根据误差要求，可以判断异型构件I与异型构件2的几何尺寸是否合格。
本发明的有益效果是:
本发明解决了异型构件几何尺寸获取问题，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，几何尺寸的确定及检测通过利用计算机处理点云数据实现，相对于现有的检测方法效率大大提闻。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。
具体实施例方式下面将结合实施例，来详细说明本发明。一种工业异型构件几何尺寸的检测方法，包括以下步骤:
步骤I)选择一台高精度三维激光扫描仪，将待检测异型构件任意放置于可转动升降转台上，三维激光扫描仪立于转台旁，保证能全方位扫描到构件体；
步骤2)建立构件设计值数据库，设置标靶；
步骤3)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( ，乃, ) S = CU-- W ；
步骤4)根据设置的标靶，对两台扫描仪的点云数据进行匹配；
步骤5)提取构件I的点云数据，其坐标为= 0,1... ,提取构件I的不同高度平行截面(J = 1,2…幻处的点云数据，将第^个截面点云坐标求平均，获得&个截面圆的圆心坐标(Zf,Fj = 1,2..ι利用最小二乘算法可以求得圆半径
步骤6)将圆心坐标与设计坐标进行比较，判断构件I的半径几何尺寸是否合格；
步骤7)在(I, Jg中任取两圆心坐标，可求出两点之间连线的方程为:7i=.Vi+^ ; 步骤8)重复步骤4)和步骤5)，可求出其它构件的圆心坐标及截面圆半径；
步骤9)取与构件I相交的构件2的两圆心，可求出两圆心点所在直线，其方程为:
VrA=k2x2 +b2 ;
步骤10)判断两直线夹角
①当与 ^ 同号时,
权利要求
1.一种工业异型构件几何尺寸的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤I)选择一台高精度三维激光扫描仪，将待检测异型构件任意放置于可转动升降转台上，三维激光扫描仪立于转台旁，保证能全方位扫描到构件体； 步骤2)建立构件设计值数据库，设置标靶； 步骤3)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( ，乃,= 0,1--. ； 步骤4)根据设置的标靶，对两台扫描仪的点云数据进行匹配； 步骤5)提取构件I的点云数据，其坐标为提取构件I的不同高度平行截面(J = 1,2--.W处的点云数据，将第“个截面点云坐标求平均，获得ω个截面圆的圆心坐标(iTf,Fj = 1,2-1利用最小二 乘算法可以求得圆半径 步骤6)将圆心坐标与设计坐标进行比较，判断构件I的半径几何尺寸是否合格； 步骤7)在(Ii,中任取两圆心坐标，可求出两点之间连线的方程为^1=Vi+^1 ； 步骤8)重复步骤4)和步骤5)，可求出其它构件的圆心坐标及截面圆半径； 步骤9)取与构件I相交的构件2的两圆心，可求出两圆心点所 在直线，其方程为:JF2 二 ^2 + ; 步骤10)判断两直线夹角①当&与4同号时，马=\arcigkx — arctgk^ \,②当^!与七异号时,^= 180° - |arcig^ - Srctgk21 ； 步骤11)将巧值与其设计值进行比较，根据误差要求，可以判断异型构件I与异型构件2的几何尺寸是否合格。
全文摘要
本发明公开了一种工业异型构件几何尺寸的检测方法，待检测异型构件放置于可转动升降转台上，三维激光扫描仪立于转台旁，建立构件设计值数据库，设置标靶；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，进行匹配；截取各构件模型横截面，拟合截面圆心及圆半径；圆心坐标及圆半径与设计值比较，判断误差值是否在误差允许范围；选择相交构件中之一的两个圆心，生成轴线方程，获得轴线斜率，计算相交构件轴线夹角值，与设计值相比较，判断误差值是否在误差允许范围。本发明解决了异型构件几何尺寸获取问题，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，相对于现有的检测方法效率大大提高。
文档编号G01B11/00GK103245290SQ201310128859
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者赵显富, 曹爽, 张育锋, 赵轩, 孙景领, 王新志 申请人:南信大影像技术工程(苏州)有限公司