CN111380475A - 一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法 - Google Patents

一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法 Download PDF

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单意志
秦亚林
余世安
黄健
钱伏华
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Abstract

本发明公开了一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，包括在柱体上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，对桁吊轨道的位置进行扫描，将扫描数据转换为施工坐标系，选取桁吊的扫描数据，单独存贮为桁吊的扫描数据，每2m将轨道梁的断面切出来，提取断面上两边的点的三维坐标，比较轨道点相同位置的坐标、标高差值，可得到轨距实际间距及标高差，由理论距离与实际距离比较得出偏差值。本发明不仅可以得到准确的检测结果，从而为桁吊轨道检查验收提供依据，解决了施工中桁吊轨道检查的难题，而且对于桁吊轨道位于高空的检查安全性提高、检测灵活、测量方便，有助于满足现场施工的质量控制需要。

Description

一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法
技术领域
本发明属于土建施工领域，具体涉及一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法。
背景技术
工业厂房设备中一般设置有较多的桁吊，桁吊作为起重吊装得重要设备，其安装及使用过程一直备受重视。桁吊使用过程中需要频繁检查，测量次数较多，而桁吊一般安装在高度较高的位置，由于一般的施工现场条件有限，检查时需搭设脚手架，即使投入较多安全措施，其安全性能仍然不易保证，进而造成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
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，使用扫描测量，检查安全性高、检测灵活、测量方便。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，包括以下步骤：
步骤一：标识，在柱体上选择三个及以上的控制基准点，对控制基准点进行标识，三点形成一个平面，位置均布；
步骤二：定点，测量步骤一确定的各个控制基准点相对于原始施工坐标系的始笛卡尔坐标值；
步骤三：扫描，架设扫描仪对桁吊轨道的位置进行扫描，得到各桁吊轨道的扫描图像；
步骤四：读取，通过图像处理识别出控制基准点，并得到控制基准点位于扫描仪坐标系中的坐标值；
步骤五：转换，根据步骤四和步骤二分别得到的控制基准点在不同坐标系的坐标值，将扫描仪输出的数据转换为施工坐标系的坐标值；
步骤六：选取，选取需要检测的桁吊数据，输出独立的图象数据文件；
步骤七：断面选择，按检测点位置分别选取断面，将轨道梁的断面切出来，提取断面上两边的边线点的三维坐标；
步骤八：计算实际跨距和标高差，先校核单轨的实际宽度和单轨标高并分别取均值，然后将不同桁吊轨道上相同位置对应点坐标的均值相减即为实际跨距和标高差；
步骤九：比较，将步骤八中计算的实际跨距值与理论跨距值进行比较，得到跨距偏差值。
优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述步骤一中，对控制基准点进行标识具体是指在控制基准点的位置设置黑白标靶。
上述桁吊轨道不标识。
上述步骤三中，由扫描仪对所需检查的桁吊轨道进行扫描，扫描点位密度按距离确定，桁吊轨道采用加强扫描。
上述步骤七中，选取断面具体是指每2m将轨道梁的断面切出来，切片断面的厚度应不小于点云的最大点间距。
上述步骤九中，跨距偏差值通过实际跨距值与理论跨距值相减得出。
本发明的有益效果为：
1.本发明基于三维扫描仪技术的桁吊位置检查方法，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，只需要任意的选择三个埋件中心点作为控制基准点并且测量出控制基准点的坐标，就可以准确的得出桁吊位于施工坐标系中的坐标值，从而为桁吊安装和过程中的检查验收提供依据，解决了施工中桁吊安装及使用过程中复查的检查难题，
2.本发明对于桁吊位于高空的检查，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
图1为本发明的一种检查示意图；
图2为本发明方法扫描的桁吊立面示意图。
图3为本发明方法双轨道扫描点云平面图
图4为本发明方法扫描的双轨道扫描点云断面图
图5为本发明方法扫描单个轨道扫描点云取点位置示意图。
图中序号，1-柱体，2-桁吊轨道，3-标靶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，包括以下步骤：
步骤一：标识，在柱体上选择三个及以上的控制基准点，对控制基准点进行标识，三点形成一个平面，位置均布；
步骤二：定点，测量步骤一确定的各个控制基准点相对于原始施工坐标系的始笛卡尔坐标值；
步骤三：扫描，架设扫描仪对桁吊轨道的位置进行扫描，得到各桁吊轨道的扫描图像；
步骤四：读取，通过图像处理识别出控制基准点，并得到控制基准点位于扫描仪坐标系中的坐标值；
步骤五：转换，根据步骤四和步骤二分别得到的控制基准点在不同坐标系的坐标值，将扫描仪输出的数据转换为施工坐标系的坐标值；
步骤六：选取，选取需要检测的桁吊数据，输出独立的图象数据文件；
步骤七：断面选择，按检测点位置分别选取断面，将轨道梁的断面切出来，提取断面上两边的边线点的三维坐标；
步骤八：计算实际跨距和标高差，先校核单轨的实际宽度和单轨标高并分别取均值，然后将不同桁吊轨道上相同位置对应点坐标的均值相减即为实际跨距和标高差；
步骤九：比较，将步骤八中计算的实际跨距值与理论跨距值进行比较，得到跨距偏差值。
本实施例中，对控制基准点进行标识具体是指：在控制基准点的位置设置黑白标靶。
本实施例中，所述桁吊轨道不标识。
本实施例中，所述步骤三中，由扫描仪对所需检查的桁吊轨道进行扫描，扫描点位密度按距离确定，桁吊轨道采用加强扫描。
本实施例中，所述步骤七中，选取断面具体是指每2m将轨道梁的断面切出来，切片断面的厚度应不小于点云的最大点间距。
本实施例中，所述步骤九中，跨距偏差值通过实际跨距值与理论跨距值相减得出。
实施例
本实施例提供的一种基于HDS7000三维扫描仪技术的桁吊位置检查方法，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(柱)平行的交点处，X轴为平行地面与墙体的一条线，Y轴在地面上垂直X轴，Z轴向上，符合右手坐标系，扫描仪坐标系的A轴与B轴组成的平面与地面平行，H轴向上，且也符合右手坐标系，桁吊轨道设有两组，分别为1#轨道和2#轨道，检测方法包括以下步骤：
第一步、在柱体上选择三个及以上的控制基准点，同时设置黑白标靶标识，测量控制基准点在施工坐标系中的坐标；
第二步、架设扫描仪，对桁吊轨道的位置进行扫描，并同时扫描基准点标靶，读出扫描仪数据，根据扫描数据的扫描标靶坐标及标靶施工坐标，将扫描数据转换为施工坐标系；
第三步、选取桁吊的扫描数据，单独存贮为桁吊的扫描数据；
第四步、选取的扫描数据按断面进行检查，单轨选取边线数据，可以校核数据可靠性，按均值作为中值，每2m将轨道梁的断面切出来，提取断面上两边的点的三维坐标，切片断面的厚度应不小于点云的最大点间距；参见图3-5，三维坐标的坐标值通过四舍五入保留到小数点后三位，以1#轨道的第一个断面两端的边线点为例，设左边边线点为E点，坐标为(5887.771，2547.839，456.120)；设右边边线点为F点，坐标为(5887.602,2547.836,456.121)，理论的坐标值可以直接得到；将E点和F点的X坐标值相减即得到宽度值，由宽度值与理论宽度相比较可以得到宽度偏差值，最后将E点和F点的X坐标取均值；将E点和F点的Z坐标相减可以得到高度的偏差值，最后将E点和E点的Z坐标取均值。本实施例中，对1#轨道和2#轨道均进行检测，每个轨道分别选取25处断面，得到的结果参见表1和表2。
表1. 1#轨道和2#轨道的两边的边线点的三维坐标值统计表
Figure BDA0002423202120000041
Figure BDA0002423202120000051
表2. 1#轨道和2#轨道三维坐标值取均值统计表
Figure BDA0002423202120000052
Figure BDA0002423202120000061
第五步、由表2的结果，比较1#轨道和2#轨道相同位置对应点坐标的均值相减，得到实际跨距和标高差，将实际跨距值与理论跨距值相减得出跨距偏差值，具体结果见表3。
表3跨距偏差值统计表
Figure BDA0002423202120000062
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10mm，精度高。
因此本发明的方法有效解决了桁吊位置检测问题，测量速度快、测量方便，有助于满足现场施工的质量控制；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；采用方法桁吊无需标识，现场不需登高作业，可靠方便；有效解决不同位置的桁吊检测，应用灵活方便。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：标识，在柱体上选择三个及以上的控制基准点，对控制基准点进行标识，三点形成一个平面，位置均布；
步骤二：定点，测量步骤一确定的各个控制基准点相对于原始施工坐标系的始笛卡尔坐标值；
步骤三：扫描，架设扫描仪对桁吊轨道的位置进行扫描，得到各桁吊轨道的扫描图像；
步骤四：读取，通过图像处理识别出控制基准点，并得到控制基准点位于扫描仪坐标系中的坐标值；
步骤五：转换，根据步骤四和步骤二分别得到的控制基准点在不同坐标系的坐标值，将扫描仪输出的数据转换为施工坐标系的坐标值；
步骤六：选取，选取需要检测的桁吊数据，输出独立的图象数据文件；
步骤七：断面选择，按检测点位置分别选取断面，将轨道梁的断面切出来，提取断面上两边的边线点的三维坐标；
步骤八：计算实际跨距和标高差，先校核单轨的实际宽度和单轨标高并分别取均值，然后将不同桁吊轨道上相同位置对应点坐标的均值相减即为实际跨距和标高差；
步骤九：比较，将步骤八中计算的实际跨距值与理论跨距值进行比较，得到跨距偏差值。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，其特征在于：所述步骤一中，对控制基准点进行标识具体是指在控制基准点的位置设置黑白标靶。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，其特征在于：所述桁吊轨道不标识。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，其特征在于：所述步骤三中，由扫描仪对所需检查的桁吊轨道进行扫描，扫描点位密度按距离确定，桁吊轨道采用加强扫描。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，其特征在于：所述步骤七中，选取断面具体是指每2m将轨道梁的断面切出来，切片断面的厚度应不小于点云的最大点间距。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描仪技术的桁吊轨道检查方法，其特征在于：所述步骤九中，跨距偏差值通过实际跨距值与理论跨距值相减得出。
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