一种基于三维扫描仪技术的埋件位置检查方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于三维扫描仪技术的埋件位置检查方法，包括将所有的埋件中心点标识，在埋件中心点中选择三个及以上的控制基准点，测量控制基准点在施工坐标系中的坐标，架设扫描仪，对有埋件中心点的位置进行扫描，读出扫描仪数据，根据扫描数据标识出埋件中心点号，以文本输出埋件中心点各点坐标，通过控制基准点将扫描数据转换到施工坐标系，得出埋件中心点位于施工坐标系的坐标值。本发明不仅可以得到准确的检测结果，从而为核电施工墙体、底板预埋件检查验收提供依据，解决了核电施工中埋件位置、特别是埋件量特别大时埋件位置的检查的难题，而且对于埋件位于高空的检查安全性提高、检测灵活，有助于满足现场施工的质量控制需要。
【专利说明】
-种基于Ξ维扫描仪技术的埋件位置检查方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种基于Ξ维扫描仪技术的埋件位置检查方法，属于核电站施工技术 领域。
【背景技术】
[0002] 核电站厂房设备、管道多，墙体、底板预留埋件多，施工过程中检查频繁、测量次数 多，墙体高、施工现场条件差，检查不便、安全性能不易保证，检查所花费的时间长，不利于 施工工期的优化，无法确保工作质量。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出基于Ξ维扫描仪技术 的埋件位置检查方法，使用扫描测量，检查安全性高、检测灵活、测量方便。
[0004] 为了解决W上技术问题，本发明提供一种基于Ξ维扫描仪技术的埋件位置检查方 法，包括W下步骤： 阳〇化]第一步、标识一-将预埋在建筑物（房间墙体、顶板和地面）需标记点的埋件中屯、 用区别周围环境的色彩标识；
[0006] 第二步、定点一一选择至少Ξ个埋件中屯、作为控制基准点，并测量确定各控制基 准点相对原始施工坐标系中的原始笛卡尔坐标值；
[0007] 第Ξ步、扫描一-使用扫描仪扫描所述建筑物，得到各埋件中屯、的扫描图像；
[0008] 第四步、读取一-通过图像处理，识别出各埋件中屯、，并得到埋件中屯、点位于扫描 仪坐标系中的坐标值，
[0009] 第五步、转换一-通过控制基准点将各埋件中屯、位于扫描仪中屯、的坐标值转换为 施工坐标系中的坐标值，包含W下步骤，
[0010] (1)根据控制基准点的坐标计算施工坐标系方位角α 1，根据相对应的控制基准点 在扫描仪中输出的坐标计算扫描仪方位角《2,通过和α 2得出两个坐标系的方位角差 值 Δ，Δ = 口 1_ 口 2; 柳川 似计算扫描仪中屯、点坐标狂。，Υ。，Ζ〇)，Χ〇= A i-Xi*C0SA+Yi巧ΙΝΑ，Υ〇 = Bi-Xi*SINA-Yi*COSA，Z〇=Hi-Zi，其中（Αι，Βι，Ηι)为一个控制基准点坐标，化，Υι，Ζι)为 扫描仪扫描控制基准点（Αι，Βι，Hi)的点坐标； 阳01引 做将扫描仪输出点的坐标狂ι，Υι，Ζι)转换为施工坐标系的坐标（Ai，Bi，Hi)，其中 Ai= A〇+Xi*COSA-Yi*SINA，Bi= B〇+Xi*SINA+Yi*COSA，Hi= Zi+Z〇。
[0013] 进一步的，所述第一步标识中埋件中屯、用黑白油漆标识。
[0014] 皿S7000 S维激光扫描仪通过记录被测物体表面大量的密集的点的Ξ维坐标等信 息，快速复建出被测目标的Ξ维模型及线、面、体等各种图件数据，根据黑白油漆标识点， 通过内业软件，标识出埋件中屯、点及扫描仪坐标系的埋件坐标信息，
[0015] 本发明的有益效果是：本发明一种基于Ξ维扫描仪技术的埋件位置检查方法，在 实施的过程中，可任意的将扫描仪放置在合适的位置，不需要校准扫描仪的位置，只需要任 意的选择Ξ个埋件中屯、点作为控制基准点并且测量出控制基准点的坐标，就可W准确的得 出埋件中屯、点位于施工坐标系中的坐标值，从而为核电施工墙体、底板预埋件检查验收提 供依据，解决了核电施工中埋件位置、特别是埋件量特别大时埋件位置的检查难题，而且对 于埋件位于高空的检查，安全性大大提高、检测灵活显著改善、测量明显方便很多，结果有 助于满足现场施工的质量控制需要。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的一种检查示意图；
[0017] 图2为本发明方法扫描的埋件中屯、点位布置示意图。
【具体实施方式】 阳〇1引实施例1
[0019] 本实施例提供的一种基于皿S7000 Ξ维扫描仪技术的埋件位置检查方法，如图1 和图2所示，其中，施工坐标系原点为地面与两面侧墙的交点处，A轴为平行地面与墙体的 交线，B轴在地面上垂直A轴，Η轴向上，符合右手坐标系，扫描仪坐标系的X轴与Y轴组成 的平面与地面平行，且也符合右手坐标系，包括W下步骤：
[0020] 第一步、将房间墙体、顶板和地面上分布六个埋件中屯、点用黑白油漆标识；
[0021] 第二步、在六个埋件中屯、点选择Ξ个控制基准点1、2、3，Ξ点坐标分别为
[0022] 1 (Α5010. 3242, Β2989. 6018, Η7. 7572),
[0023] 2 (Α5016. 4000, Β2996. 4401, Η7. 7588),
[0024] 3 (Α5006. 5248, Β2999. 4000, Η7. 7105)；
[00巧]第Ξ步、使用扫描仪扫描所述建筑物，得到各埋件中屯、的扫描图像；
[0026] 第四步、通过图像处理，识别出各埋件中心并得到埋件中屯、点位于扫描仪坐标系 中的坐标值，输出埋件中屯、点的中屯、位置及编制点号，六个中屯、位置点的坐标如下，
[0027] 1 狂-0. 9706, Υ 5. 2849, Ζ0. 1472)，
[0028] 2 狂-9. 5770, Υ 2. 1854, Ζ0. 1458)，
[0029] 3 狂-2. 3202, Υ-5. 1371，Ζ0. 1005)，
[0030] 4 狂-6. 1034, Υ-3. 3095, Ζ3. 4513)，
[0031] 5 狂-5. 1400, Υ-3. 8350, Ζ3. 4518)，
[0032] 6 狂-6. 4530, Υ-3. 1360, Ζ2. 0100)，
[0033] 其中1位-0.9706，￥ 5.2849,20.1472)、2位-9.5770，￥ 2.1854,20.1458)和 3狂-2. 3202, Υ-5. 1371，Ζ0. 1005)为Ξ个控制基准点1、2、3对应在扫描仪中的坐标；
[0034] 第五步、通过控制基准点将扫描数据转换到施工坐标系，具体步骤如下，
[0035] 1、2号点的施工坐标系方位角为
[0036] α 1= ASIN(度2-Bl)/SQRT((Al-A2)-2+度 1-Β2)-2)) = 48. 37905。
[0037] 1、2号点的扫描仪坐标系方位角为
[0038] α 2= ASIN(狂2-Xl)/SQRT(狂 1-Χ2Γ2+(Υ1-Υ2Γ2)) = 199. 80592。
[0039] 两坐标系方位角差值为 Δ = α 1-α 2= 48. 37905-199. 80592 = -151. 42687°
[0040] X〇= A i_Xi*C0S Δ +Yi巧IN Δ = 5006. 9442
[0041] Y〇= B 巧IN Δ -Yi*C0S Δ = 2993. 7788
[0042] Z〇= H i-Zi= 7. 7572-0. 1472 = 7. 6100
[0043] Ai = A 〇+Xi*COS Δ -Yi巧IN Δ，
[0044] Bi = B o+Xi巧IN Δ +Yi*C0S Δ
[0045] Hi = Zi+Z。
[0046] 然后转换出各点施工坐标
[0047]
[0048] 通过表中的Ξ号控制基准点的坐标可W得出上述计算所得的方位角差值Δ和扫 描仪中屯、点坐标是正确的，可W进行相应的转换。
[0049] 转换后的点位于施工坐标系中的坐标值与理论坐标、比较得出偏差值，如下表。 阳化0]
[0051] 从上表得出经过转换之后的数值与理论值相差很小，最大不超过20mm，精度高，有 效解决了埋件位置检测问题，同时具有W下显著优点：
[0052] 1、测量速度快、测量方便，有助于满足现场施工的质量控制；
[0053] 2、根据现场实际情况进行精确检测，与原有全站仪检查方法相比，提高了检测效 率.
[0054] 3、采用简易埋件中屯、标识，埋件可在车间加工时就进行标识，现场不需登高作业， 可靠方便； 阳化5] 4、有效解决不同位置的埋件检测，应用灵活方便。
[0056] 除上述实施例外，本发明还可W有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于三维扫描仪技术的埋件位置检查方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步、标识一一将预埋在建筑物（房间墙体、顶板和地面）需标记点的埋件中心用区 别周围环境的色彩标识； 第二步、定点一一选择至少三个埋件中心作为控制基准点，并测量确定各控制基准点 相对原始施工坐标系中的原始笛卡尔坐标值； 第三步、扫描一一使用扫描仪扫描所述建筑物，得到各埋件中心的扫描图像； 第四步、读取一一通过图像处理，识别出各埋件中心，并得到埋件中心点位于扫描仪坐 标系中的坐标值； 第五步、转换一一通过控制基准点将各埋件中心位于扫描仪中心的坐标值转换为施工 坐标系中的坐标值，包括以下步骤： 5. 1、根据控制基准点的坐标计算施工坐标系方位角a i，根据相对应的控制基准点在 扫描仪中输出的坐标计算扫描仪方位角α2，通过（^和α 2得出两个坐标系的方位角差值 Δ , Δ = a ra 2； 5· 2、计算扫描仪中心点坐标（X。，Y。，ZQ)，XQ= A fXdCOSA+YfSINA，Y0 = 81-父1拓1^41*〇)5&，2。=!11-2 1，其中仏1，81，!11)为一个控制基准点位于施工坐标系中的 坐标，（XpYpZj为扫描仪扫描控制基准点（ΑρΒρΗΟ的点坐标； 5. 3、将扫描仪输出点的坐标（Xp Yp ZJ转换为施工坐标系的坐标（Ap Bp托），其中Ai =Ao+XjCOS Δ -Y3SIN Δ，= B o+XjSIN Δ +Y3COS Δ，呒=Z JZ。。2. 根据权利要求1所述的基于三维扫描仪技术的埋件位置检查方法：所述第一步标识 中埋件中心用黑白油漆标识。3. 根据权利要求1所述的基于三维扫描仪技术的埋件位置检查方法：所述第三步中扫 描仪采用HDS7000三维激光扫描仪。
【文档编号】G01B11/00GK105823414SQ201510007709
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月7日
【发明人】单意志, 秦亚林, 钱伏华, 黄健, 余世安
【申请人】中国核工业华兴建设有限公司