CN111017151B - 一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法。在地面上设置投影仪固定门架，在门架下面为船体分段结构，在固定门架上部固定有激光投影仪，激光投影仪的投影仪投影的T型材轮廓照射在两侧分段结构的面上，分段结构设置在分段结构胎架上，在固定门架一侧的底面上通过支架固定有投影仪软件系统。经过船体结构模型处理、投影坐标系转换、建立船体T型材结构投影定位文件、格式导入激光投影仪软件系统、建立被投影船体结构现实坐标系、建立作业包和投影作业的步骤进行T型材结构定位点、线投影。本发明能够激光投影影像检测船体结构定位精度。适宜作为船体建造中使用激光三维投影定位的方法应用。

Description

一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法

技术领域

本发明属于船舶建造技术领域，涉及到船体建造中使用激光三维投影定位结构的方法。具体地说是一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法。

背景技术

传统钢制船舶船体建造过程中，船体结构一直采用手工划线定位，而手工划线存在很多弊端，包括定位精度差、人为影响大和人为施工困难等不利因素，还存在船体结构安装位置空间狭小或者区域结构复杂，导致手工测量困难，定位划线效率低，并且定位检测困难，重复修改量大，需要一些笨重的工装工具支持，该工装一般比较笨重且容易磨损和变形，同时也需要存放空间和定期的维护。

本方法与传统船体结构定位方法不同，激光三维投影定位船体结构是以激光三维投影的方式将船体结构的三维轮廓投影到船体结构安装位置附近，是一种全新的精密定位装配技术，其不需要定位工装或预先划线即可快速定位船体结构装配的准确位置区域，施工效率高，是船体结构划线的完美代替手段。

发明内容

要解决船舶船体建造过程中船体结构的安装定位，本发明提出了一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法。该方法通过在船体上安装激光装置，解决船体定位安装的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

在地面上设置投影仪固定门架，在门架下面为船体分段结构，在固定门架上部固定有激光投影仪，激光投影仪的投影仪投影的T型材轮廓照射在两侧分段结构的面上，分段结构设置在分段结构胎架上，在固定门架一侧的底面上通过支架固定有投影仪软件系统。

1)船体结构模型处理：简化船体分段和T型材结构三维数据模型，剔除与结构定位投影无关的模型数据，仅保留需要投影的点／线以及其所在的支撑面，最大限度减少模型的数据量。

2)投影坐标系转换：将船体结构模型所在的船体坐标系转换为以船体结构模型为中心的局部投影坐标系。

3)建立船体T型材结构投影定位文件：把处理后的模型数据包以．Stp格式导入激光投影仪软件系统，根据T型材结构安装的船体分段实际环境和T型材定位需要，使用激光投影仪软件系统在船体分段三维模型中选取T型材结构的特征点、线，建立以．ply文件格式的T型材结构激光三维投影文件。

4)建立被投影船体结构现实坐标系：以投影坐标系为基础，对现实船体结构特征点设置靶标赋值，赋予现实船体结构特征点原点-X轴-Y轴建立坐标系关键特征值，不少于4个特征点，并利用第三方测量工具对特征点靶标进行测量得出实际坐标值，生成.cal格式的工装设置文件。

5)建立作业包：以工装设置文件，投影文件制作投影作业包。

6)投影作业：根据投影作业包流程，进行显示坐标系和投影坐标系坐标值匹配，匹配阈值0.38mm，匹配成功后，即可对现实船体结构进行T型材结构定位点、线投影。

积极效果：本发明通过使用激光三维投影定位船体结构，可以提高定位精度、减少人为的影响、复杂结构区域提高定位效率，可以取代定位工装、减少资源及人力浪费，还可以提供一种新的定位检测技术，使用激光投影影像检测船体结构定位精度。适宜作为船体建造中使用激光三维投影定位的方法应用。

附图说明

图1是使用激光投影仪进行三维投影定位船体结构图。

图中：1.激光投影仪；2.船体分段结构；3.投影仪固定门架；4.投影仪投影的T型材轮廓；5.分段结构胎架；6.投影仪软件系统；7.地面。

具体实施方式

在地面7上设置投影仪固定门架3，在门架下面为船体分段结构2，在固定门架上部固定有激光投影仪1，激光投影仪的投影仪投影的T型材轮廓4照射在两侧分段结构的面上，分段结构设置在分段结构胎架5上，在固定门架一侧的底面上通过支架固定有投影仪软件系统6。

以下结合技术方案叙述本发明使用激光三维投影定位船体分段上T型材结构位置的具体实施方案，其实施步骤如下：

1)船体结构模型处理：简化船体分段和T型材结构三维数据模型，剔除与结构定位投影无关的模型数据，仅保留需要投影的点／线以及其所在的支撑面，最大限度减少模型的数据量。

2)投影坐标系转换：将船体结构模型所在的船体坐标系转换为以船体结构模型为中心的局部投影坐标系。

3)建立船体T型材结构投影定位文件：把处理后的模型数据包以．Stp格式导入激光投影仪软件系统，根据T型材结构安装的船体分段实际环境和T型材定位需要，使用激光投影仪软件系统在船体分段三维模型中选取T型材结构的特征点、线，建立以．ply文件格式的T型材结构激光三维投影文件。

4)建立被投影船体结构现实坐标系：以投影坐标系为基础，对现实船体结构特征点设置靶标赋值，赋予现实船体结构特征点原点-X轴-Y轴建立坐标系关键特征值，不少于4个特征点，并利用第三方测量工具对特征点靶标进行测量得出实际坐标值，生成.cal格式的工装设置文件。

5)建立作业包：以工装设置文件，投影文件制作投影作业包。

6)投影作业：根据投影作业包流程，进行显示坐标系和投影坐标系坐标值匹配，匹配阈值0.38mm，匹配成功后，即可对现实船体结构进行T型材结构定位点、线投影。

Claims (1)

1.一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法，其特征是：

在地面（7）上设置投影仪固定门架（3），在门架下面为船体分段结构（2），在固定门架上部固定有激光投影仪（1），激光投影仪的投影仪投影的T型材轮廓（4）照射在两侧分段结构的面上，分段结构设置在分段结构胎架（5）上，在固定门架一侧的底面上通过支架固定有投影仪软件系统（6）；

具体步骤：

1)船体结构模型处理：简化船体分段和T型材结构三维数据模型，剔除与结构定位投影无关的模型数据，仅保留需要投影的点／线以及其所在的支撑面，最大限度减少模型的数据量；

2)投影坐标系转换：将船体结构模型所在的船体坐标系转换为以船体结构模型为中心的局部投影坐标系；

3)建立船体T型材结构投影定位文件：把处理后的模型数据包以．Stp格式导入激光投影仪软件系统，根据T型材结构安装的船体分段实际环境和T型材定位需要，使用激光投影仪软件系统在船体分段三维模型中选取T型材结构的特征点、线，建立以．ply文件格式的T型材结构激光三维投影文件；

4)建立被投影船体结构现实坐标系：以投影坐标系为基础，对现实船体结构特征点设置靶标赋值，赋予现实船体结构特征点原点-X轴-Y轴建立坐标系关键特征值，不少于4个特征点，并利用第三方测量工具对特征点靶标进行测量得出实际坐标值，生成.cal格式的工装设置文件；

5)建立作业包：以工装设置文件，投影文件制作投影作业包；

6)投影作业：根据投影作业包流程，进行显示坐标系和投影坐标系坐标值匹配，匹配阈值0.38mm，匹配成功后，即可对现实船体结构进行T型材结构定位点、线投影。

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