CN108519051A - 一种箱梁测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种箱梁测量方法及装置，涉及建筑领域。在本发明中，箱梁测量方法包括接收扫描出的点云数据；依据点云数据构建箱梁模型；依据箱梁模型测量箱梁数据。本发明提供的箱梁测量方法能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

Description

一种箱梁测量方法及装置

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及一种箱梁测量方法及装置。

背景技术

目前，国内箱梁预制场对成品预制箱梁外形尺寸检测方式均为人工手动测量的方式。据统计，使用该方式进行箱梁外形尺寸测量时，需至少8人进行配合，且需画辅助线进行测量，单榀箱梁量桥时间约为2.5小时，且该方式所获得的检测数据受人工操作影响较大，测量精度波动较大，不利于准确掌握被检测箱梁的真实情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种箱梁测量方法，能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

本发明的目的在于提供一种箱梁测量装置，能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

本发明提供一种技术方案：

一种箱梁测量方法，用于测量箱梁的箱梁数据，所述箱梁固定在多个工装上，多个所述工装沿所述箱梁的长度方向对称设置，包括：

接收扫描出的点云数据；

依据所述点云数据构建箱梁模型；

依据所述箱梁模型测量箱梁数据。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据所述点云数据构建箱梁模型的步骤包括：

拼接所述点云数据形成点云图像；

依据所述点云图形构建所述箱梁模型。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据所述点云图形构建所述箱梁模型的步骤包括：

对所述点云图像进行去噪处理；

将去噪后的点云图像进行抽稀处理，得到箱梁模型。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据所述箱梁模型测量箱梁数据的步骤包括：

依据所述箱梁模型获取所述箱梁的端界面的平面方程、所述箱梁的底板的平面方程及所述箱梁的腹板的平面方程；

依据所述箱梁模型拟合所述箱梁的底面的平面方程；

依据所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板的底板宽度及所述箱梁的箱梁长度；

依据所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板的底板宽度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述工装的中心处设置有标靶球，所述依据所述箱梁模型拟合所述箱梁的底面的平面方程的步骤包括：

拟合所述工装上的所述标靶球的球体平面；

依据所述球体平面确定所述标靶球的球心；

依据多个所述标靶球的所述球心及所述工装的尺寸拟合所述箱梁的所述底面的平面方程。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板的底板宽度及所述箱梁的箱梁长度的步骤包括：

依据所述端界面的平面方程、两个所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度；

依据两个所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据所述端界面的平面方程、两个所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度的步骤包括：

所述端界面平面方程与所述底板的平面方程及其中一个所述腹板的平面方程相交于一点，所述端界面平面方程与所述底板的平面方程及另外一个所述腹板的平面方程相交于另一点，两点之间的距离为所述底板宽度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据两个所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度的步骤包括：

所述腹板的平面方程与所述底板的平面方程及其中一个所述端界面平面方程相交于一点，所述腹板的平面方程与所述底板的平面方程及另外一个所述端界面平面方程相交于另一点，两点之间的距离为所述底板宽度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述依据所述箱梁模型测量箱梁数据的步骤包括：

依据所述端界面的平面方程拟合端界面的平面方程。

一种箱梁测量装置，包括：

接收模块，用于接收扫描出的点云数据；

构建模块，用于依据所述点云数据构建箱梁模型；

测量模块，用于依据所述箱梁模型测量箱梁数据。

本发明提供的箱梁测量方法及装置的有益效果是：在本发明中，箱梁测量方法包括接收扫描出的点云数据；依据点云数据构建箱梁模型；依据箱梁模型测量箱梁数据。本发明提供的箱梁测量方法能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一提供的箱梁测量方法的流程图。

图2为本发明实施例一提供的箱梁测量方法的步骤S200的子步骤的流程图。

图3为本发明实施例一提供的箱梁测量方法的步骤S220的子步骤的流程图。

图4为本发明实施例一提供的箱梁测量方法的步骤S300的子步骤的流程图。

图5为本发明实施例一提供的箱梁测量方法的步骤S320的子步骤的流程图。

图6为本发明实施例一提供的箱梁测量方法的步骤S330的子步骤的流程图。

图7为本发明实施例二提供的箱梁测量装置的组成框图。

图8为本发明实施例二提供的箱梁测量装置的构建模块的组成框图。

图9为本发明实施例二提供的箱梁测量装置的构建模块的建立模块的组成框图。

图10为本发明实施例二提供的箱梁测量装置的测量模块的组成框图。

图11为本发明实施例二提供的箱梁测量装置的测量模块的拟合模块的组成框图。

图12为本发明实施例二提供的箱梁测量装置的测量模块的计算模块的组成框图。

图标：10-测量装置；100-接收模块；200-构建模块；210-拼接模块；220-建立模块；222-去噪模块；224-抽稀模块；300-测量模块；310-获取模块；320-拟合模块；322-球面模块；324-球心模块；326-平面模块；330-计算模块；332-底板模块；334-箱梁长度模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种箱梁测量方法，本实施例提供的箱梁测量方法能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

本实施例提供的箱梁测量方法用于测量箱梁的箱梁数据，箱梁的体积较大，箱梁包括底板、顶板及两个腹板，底板的两端分别与两个腹板连接，两个腹板远离底板的两端分别与依次连接，形成封闭的形状，箱梁的沿长度方向上的端面成为端界面，端界面大致成梯形。

在扫描箱梁时，扫描不到底板上的底面，需要在扫描后拟合底面。先将箱梁固定在多个工装上，多个工装依次对称地设置在箱梁的两侧，工装的中心处设置有标靶球，通过标靶球的位置来拟合底面。

本实施例提供的箱梁测量方法的具体步骤如下：

请参阅图1，步骤S100，接收扫描出的点云数据。

在本实施例中，接收采用三维激光扫描技术扫描的箱梁的点云数据。

步骤S200，依据点云数据构建箱梁模型。

在本实施例中，根据接收的点云数据构建箱梁的箱梁模型。

请参阅图2，其中，步骤S200可以包括步骤S210、步骤S220及步骤S230。

步骤S210，拼接点云数据形成点云图像。

在本实施例中，先将点云数据拼接成点云图像。

步骤S220，依据点云图形构建箱梁模型。

请参阅图3，其中，步骤S220可以包括步骤S222及步骤S224。

步骤S222，对点云图像进行去噪处理。

在构建箱梁模型之间先对点云图形进行去噪操作，保证后续操作的精度。

步骤S224，将去噪后的点云图像进行抽稀处理，得到箱梁模型。

在本实施例中，拼接后的点云图像的数据量较大，按比例对点云图形进行抽稀后，得到箱梁模型。

在本实施例中，对点云图像进行抽稀处理，可以是抽取点云数据的10％进行构建箱梁模型。

请继续参阅图1，步骤S300，依据箱梁模型测量箱梁数据。

在本实施例中，箱梁数据包括底板宽度、箱梁长度及箱梁跨度。

请参阅图4，其中，步骤S300可以包括步骤S310、步骤S320、步骤S330及步骤S340。

步骤S310，依据箱梁模型获取箱梁的端界面的平面方程、箱梁的底板的平面方程及箱梁的腹板的平面方程。

构建出箱梁模型之后，依据箱梁模型获取箱梁的端界面的平面方程、箱梁的底板的平面方程及箱梁的腹板的平面方程。

步骤S320，依据箱梁模型拟合箱梁的底面的平面方程。

在本实施例中，底板位于整个箱梁的底部，无法直接通过扫描得到，需通过标靶球进行拟合。

请参阅图5，其中，步骤S320可以包括步骤S322、步骤S324及步骤S326。

步骤S322，拟合工装上的标靶球的球体平面。

在本实施例中，根据箱梁模型可以直接拟合出标靶球的球体平面

步骤S324，依据球体平面确定标靶球的球心。

在本实施例中，再根据球体平面确定出标靶球的球心的位置。

步骤S326，依据多个标靶球的球心及工装的尺寸拟合箱梁的底面的平面方程。

在本实施例中，标靶球设置在工装的中心处，根据工装的尺寸、标靶球的球心的位置可以拟合出底面的平面方程。

在获取端界面的平面方程、腹板的平面方程及底板的平面方程后，由于端界面、腹板及底板的表面较为粗糙，使点云数据出现一定厚度，分别将端界面的平面方程向端界面进行投影，腹板的平面方程向腹板进行投影，底板的平面方程向底板进行投影。

请继续参阅图4，步骤S330，依据端界面的平面方程、腹板的平面方程及底板的平面方程计算底板的底板宽度及箱梁的箱梁长度。

请参阅图6，其中，步骤S330可以包括步骤S332及步骤S334。

步骤S332，依据端界面的平面方程、两个腹板的平面方程及底板的平面方程计算底板宽度。

端界面的平面方程与底板的平面方程及其中一个腹板的平面方程相交于一点，端界面平面方程与底板的平面方程及另外一个腹板的平面方程相交于另一点，两点之间的距离为底板宽度。

步骤S334，依据两个端界面的平面方程、腹板的平面方程及底板的平面方程计算箱梁长度。

腹板的平面方程与底板的平面方程及其中一个端界面平面方程相交于一点，腹板的平面方程与底板的平面方程及另外一个端界面平面方程相交于另一点，两点之间的距离为箱梁长度。

请继续参阅图4，步骤S340，依据端界面的平面方程拟合端截面的平面方程。

在本实施例中，端界面与端截面大致平行，可以依据端截面与底板、腹板计算箱梁的箱梁跨度、底板厚度等其他箱梁数据。

本实施例提供的箱梁测量方法的工作原理：在本实施例中，接收预先扫描的点云数据，拼接点云数据后形成点云图像，对点云图像进行除燥及抽稀处理后，形成箱梁模型，依据箱梁模型获取箱梁的端界面的平面方程、箱梁的底板的平面方程及箱梁的腹板的平面方程，并拟合出底板的平面方程，再依据端界面的平面方程、腹板的平面方程及底板的平面方程计算底板的底板宽度及箱梁的箱梁长度。

综上所述，本实施例提供的箱梁测量方法能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

实施例二

本实施例提供了一种箱梁测量装置10，本实施例提供的箱梁测量装置10能够提高箱梁检测精度、检测效率节约人力成本、提高人工安全系数。

为了简要描述，本实施例未提及之处可参照实施例一。

请参阅图7，本实施例提供的箱梁测量装置10包括：

接收模块100，用于接收扫描出的点云数据。

在本发明实施例中，可以有接收模块100执行步骤S100。

构建模块200，用于依据所述点云数据构建箱梁模型。

在本发明实施例中，可以有构建模块200执行步骤S200。

测量模块300，用于依据所述箱梁模型测量箱梁数据。

在本发明实施例中，可以由测量模块300执行步骤S300。

请参阅图8，在本实施例中，构建模块200包括：

拼接模块210，用于拼接点云数据形成点云图像。

在本发明实施例中，可以由拼接模块210执行步骤S210。

建立模块220，用于依据点云图形构建箱梁模型。

在本发明实施例中，可以由建立模块220执行步骤S220。

请参阅图9，在本实施例中，建立模块220包括：

去噪模块222，用于对点云图像进行去噪处理。

在本发明实施例中，可以由去噪模块222执行步骤S222。

抽稀模块224，用于将去噪后的点云图像进行抽稀处理，得到箱梁模型。

在本发明实施例中，可以由抽稀模块224执行步骤S224。

请参阅图10，测量模块300包括：

获取模块310，用于依据箱梁模型获取箱梁的端界面的平面方程、箱梁的底板的平面方程及箱梁的腹板的平面方程。

在本发明实施例中，可以由获取模块310执行步骤S310。

拟合模块320，用于依据箱梁模型拟合箱梁的底面的平面方程。

在本发明实施例中，可以由拟合模块320执行步骤S320。

计算模块330，用于依据端界面的平面方程、腹板的平面方程及底板的平面方程计算底板的底板宽度及箱梁的箱梁长度。

在本发明实施例中，可以由计算模块330执行步骤S330。

拟合模块320，还用于依据端界面的平面方程拟合端截面的平面方程。

在本发明实施例中，可以由拟合模块320执行步骤S340。

请参阅图11，拟合模块320包括：

球面模块322，用于拟合工装上的标靶球的球体平面。

在本发明实施例中，可以由球面模块322执行步骤S322。

球心模块324，用于依据球体平面确定标靶球的球心。

在本发明实施例中，可以由球心模块324执行步骤S324。

平面模块326，用于依据多个标靶球的球心及工装的尺寸拟合箱梁的底面的平面方程。

在本发明实施例中，可以由平面模块326执行步骤S326。

请参阅图12，计算模块330包括：

底板模块332，用于依据端界面的平面方程、两个腹板的平面方程及底板的平面方程计算底板宽度。

在本发明实施例中，可以由底板模块332执行步骤S332。

箱梁长度模块334，用于依据两个端界面的平面方程、腹板的平面方程及底板的平面方程计算箱梁长度。

在本发明实施例中，可以由箱梁长度模块334执行步骤S334。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种箱梁测量方法，用于测量箱梁的箱梁数据，所述箱梁固定在多个工装上，多个所述工装沿所述箱梁的长度方向对称设置，其特征在于，包括：

接收扫描出的点云数据；

依据所述点云数据构建箱梁模型；

依据所述箱梁模型测量箱梁数据。

2.根据权利要求1所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据所述点云数据构建箱梁模型的步骤包括：

拼接所述点云数据形成点云图像；

依据所述点云图像构建所述箱梁模型。

3.根据权利要求2所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据所述点云图像构建所述箱梁模型的步骤包括：

对所述点云图像进行去噪处理；

将去噪后的点云图像进行抽稀处理，得到箱梁模型。

4.根据权利要求1所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据所述箱梁模型测量箱梁数据的步骤包括：

依据所述箱梁模型获取所述箱梁的端界面的平面方程、所述箱梁的底板的平面方程及所述箱梁的腹板的平面方程；

依据所述箱梁模型拟合所述箱梁的底面的平面方程；

依据所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板的底板宽度及所述箱梁的箱梁长度。

5.根据权利要求4所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述工装的中心处设置有标靶球，所述依据所述箱梁模型拟合所述箱梁的底面的平面方程的步骤包括：

拟合所述工装上的所述标靶球的球体平面；

依据所述球体平面确定所述标靶球的球心；

依据多个所述标靶球的所述球心及所述工装的尺寸拟合所述箱梁的所述底面的平面方程。

6.根据权利要求4所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板的底板宽度及所述箱梁的箱梁长度的步骤包括：

依据所述端界面的平面方程、两个所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度；

依据两个所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度。

7.根据权利要求6所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据所述端界面的平面方程、两个所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度的步骤包括：

所述端界面的平面方程与所述底板的平面方程及其中一个所述腹板的平面方程相交于一点，所述端界面的平面方程与所述底板的平面方程及另外一个所述腹板的平面方程相交于另一点，两点之间的距离为所述底板宽度。

8.根据权利要求6所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据两个所述端界面的平面方程、所述腹板的平面方程及所述底板的平面方程计算所述底板宽度的步骤包括：

所述腹板的平面方程与所述底板的平面方程及其中一个所述端界面的平面方程相交于一点，所述腹板的平面方程与所述底板的平面方程及另外一个所述端界面的平面方程相交于另一点，两点之间的距离为所述底板宽度。

9.根据权利要求4所述的箱梁测量方法，其特征在于，所述依据所述箱梁模型测量箱梁数据的步骤包括：

依据所述端界面的平面方程拟合端界面的平面方程。

10.一种箱梁测量装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收扫描出的点云数据；

构建模块，用于依据所述点云数据构建箱梁模型；

测量模块，用于依据所述箱梁模型测量箱梁数据。