CN112378475A - 大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法，属于激光扫描技术领域，其技术方案包括激光扫描器、沿立式罐轴线方向设置的导轨，在导轨上设置有带动激光扫描器沿导轨长度方向滑动的传动组件；立式罐内且位于靠近立式罐的入口端和底端分别设置有拼接靶标；立式罐外侧设置有数据处理器，数据处理器连接所述激光扫描器。本方案对罐体圆柱面部分点云数据测量时采用激光扫描器沿圆截面二维扫描加沿导轨竖直等距移动的方式，在罐体两端部分数据测量时，通过合理设站，在有效扫描范围内合理设置数据拼接靶标的位置，保证端顶部分测量数据及拼接后的点云数据具有同样的测量精度，实现对大长径比立式罐体的容积快速高精度的测量。

Description

大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法

技术领域

本发明属于激光扫描技术领域，具体涉及一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法。

背景技术

大型罐体容积的测量具有重要的意义，国际间的大宗液体贸易往往采用罐体容器进行，是否能够准确测量罐体容积不仅直接关系到我国的利益，而且关系到我国的形象及声誉；用于火箭等航天器燃料贮箱的容积测量精度直接关系到飞行结果的好坏，燃料不足影响飞行任务，燃料过多则增加了航天器的有效载荷，影响运载能力。目前对于罐体容积的测量主要采用传统的几何测量法，包括围尺法、光学参比线法、具导轨光学测量法等，但这些测量方法一般耗时耗力，且测量精度不高。对于内部结构复杂的大型罐体(内部含有筋、肋、防晃板等附件的罐体)，比如火箭等航天器燃料贮箱，目前一般采用流量法进行测量，测量精度较高，但是单个贮箱的测量周期通常在3天～5天，测量效率低下。

中国计量学院提出了一种基于三维激光扫描的立式金属罐容积内部测量法(周晓雪.三维激光扫描技术在立式金属罐容量计量中的应用研究.中国计量学院,2014.)。该方法是一种立式罐容积测量方法，适合长径比不大(一般为1左右)、内壁光滑无细节结构的容积测量。其方案是将激光扫描仪架设于立式罐底，三个测站呈三角形分布，在罐体底部设置了三个呈三角形分布的靶标来进行数据拼接；在数据处理方面，根据点云数据拟合圈板半径，将金属罐沿轴向分割成无数小圆柱体，进而通过叠加的方式计算金属罐的容积。该技术方案的特点在于：(1)通过三站测量并在罐底设置靶标完成数据拼接的方式，在一定程度上有效避免了罐内附件挡光的问题，但对于长径比较大的罐体，无法解决距离扫描仪较远处的挡光结构以及罐内表面筋、肋等细节结构的影响，无法测量；(2)测站和靶标均设置在罐底，无法考虑因三维激光扫描仪测量时激光光线倾斜造成的靶标定位存在误差的问题；(3)距离扫描仪较远的罐体部分测量精度较低，最后以同等精度进行容积计算，影响容积测量精度。

综上，目前用于大型复杂结构立式罐体容积测量的三维激光扫描法不能有效解决大长径比复杂结构立式罐体内部挡光结构的问题，主要针对长径比较小的罐体进行测量，对长径比较大的罐体存在距离扫描仪较远处测量精度较低导致罐体点云数据测量精度不等，最后以同等权重参与容积计算影响罐体容积测量精度的问题，此外，对于大长径比复杂结构立式罐体，无法解决距离扫描仪较远处挡光结构的影响，无法测量罐内表面筋、肋等细节结构的特征；目前用于罐体容积测量的几何测量法测量精度较低且测量效率低下，虽然流量法能够获得较高的测量精度，但是测量效率低下。因此，亟需提出一种高精度、高效率的大长径比复杂结构立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法，以满足我国在油罐计量、航天器燃料贮箱容积的快速高精度测量等方面的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术方案中不能实现对大长径比复杂结构立式罐进行快速高精度的容积测量问题，提出一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法，实现对大长径比立式罐体，特别是内部结构复杂的大长径比立式罐体的容积快速高精度测量。

为了实现上述发明目的，本发明提供的一个技术方案如下：

一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，包括激光扫描器、沿所述立式罐轴线方向设置的导轨，在所述导轨上设置有带动所述激光扫描器沿所述导轨长度方向滑动的传动组件；所述立式罐内且位于靠近所述立式罐的入口端和底端分别设置有拼接靶标；所述立式罐外侧设置有数据处理器，所述数据处理器连接所述激光扫描器；所述数据处理器接收所述激光扫描器的点云数据，并对接收的点云数据进行滤波、拼接，以及基于拼接后的点云数据计算容积值。

优选的，所述传动组件包括转动设置于所述导轨上的精密传动丝杠、固定在所述导轨长度方向一端且带动所述精密传动丝杠转动的精密伺服电机，所述导轨上滑动设置有滑块，所述滑块螺纹连接在所述精密传动丝杠上；所述激光扫描器设置于滑块上。

优选的，所述立式罐外侧设置有与所述精密伺服电机连接的控制器，所述控制器控制所述精密伺服电机以带动所述激光扫描器等距、间歇式移动。

优选的，所述拼接靶标沿滑轨长度方间隔设置有两组，所述拼接靶标包括多个靶标，且所述多个靶标位于不同的直线上。

为了实现上述发明目的，本发明提供的另一个技术方案如下：

一种大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，使用上述的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，包括以下步骤：

步骤1、将导轨一端沿轴线方向安装在立式罐内部，且将拼接靶标安装于所述立式罐内，包括靠近入口端的第一拼接靶标和靠近底端的第二拼接靶标；

步骤2、控制精密伺服电机工作，带动激光扫描器移动进入所述立式罐，且位于所述入口端和中间段的交界面时，所述激光扫描器扫描入口端的点云数据、以及所述中间段包含所述第一拼接靶标所在罐段的点云数据；

步骤3、控制激光扫描器沿导轨等距、间歇式移动，每一次移动停止后，控制激光扫描器沿垂直立式罐轴线方向扫描一周，获取中间段的三维点云数据；

步骤4、所述激光扫描器沿导轨移动至底端与所述中间段的交界面时，获取底端的点云数据、以及所述中间段包含所述第二拼接靶标所在罐段的点云数据；

步骤5、拼接入口端、底端和中间段的点云数据；

步骤6、基于获取的立式罐的点云数据计算容积。

优选的，所述拼接入口端、底端和中间段的点云数据的步骤，包括基于所述入口端的点云数据、和第一拼接靶标的点云数据拼接入口端与中间段的点云数据，形成局部点云数据；基于所述底端的点云数据、和第二拼接靶标的点云数据拼接底端的点云数据和所述局部点云数据，形成立式罐的整体点云数据。

优选的，所述获取中间段的三维点云数据的步骤，包括：所述激光扫描器每次停止移动时，获取所述立式罐圆周向的二维点云数据，基于所述激光扫描器每次移动的距离值和所述二维点云数据，拼接形成所述三维点云数据。

优选的，所述拼接靶标安装位置分别位于所述激光扫描器位于所述中间段上，且位于所述激光扫描器在所述中间段两端扫描时的有效扫描范围内。

优选的，确定所述有效扫描范围的步骤，包括：计算最小掠射角，所述最小掠射角为所述立式罐圆柱面的母线与所述激光扫描器的激光光线所夹的夹角；在所述有效扫描范围内，所述激光扫描器的激光光线与所述立式罐圆柱面的母线的夹角大于或等于所述最小掠射角。

优选的，计算所述最小掠射角的步骤，包括获取激光扫描器的激光光线直径d，预设测量偏差值e，所述最小掠射角α＝arctan(d/e)，其中，所述直径d、测量偏差值e的单位均为毫米。

本发明提供的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法，具有以下优点：

1、本发明能够适用于具有大长径比的内部结构复杂的立式罐体的容积测量。现有激光扫描测量方法无法对大长径比的罐体进行测量；本测量装置能够对大长径比的立式罐进行容积测量，将激光扫描器通过导轨、传动组件架设在立式罐的轴线附近，测量时，激光扫描器沿导轨移动，在间歇移动过程中对立式罐内部进行扫描测量，获取中间段的三维点云数据，同时，在两端通过合理设站，获取两端的点云数据，通过数据拼接的方式获得高精度的罐体测量数据。解决了现有技术不能够针对大长比径立罐体容积测量的问题。

2、本发明通过合理设站测量，能够实现罐体点云数据的高精度测量，且点云数据精度相同，能够有效地提高罐体容积计算精度。罐体圆柱面部分点云数据测量时采用激光扫描器沿圆截面二维扫描加沿导轨竖直移动的方式，保证了罐体圆柱面测量的点云数据具有高精度且精度相等的特性，在罐体端顶部分数据测量时，通过控制最小掠射角的方式合理设置数据拼接靶标的位置，保证了端顶部分测量数据及拼接后的点云数据的具有同样的测量精度。

3、本发明提出的技术方案能够对内部结构复杂的大型立式罐体容积进行高效率、高精度测量。现有测量方法无对内表面有筋、肋、防晃板等细节结构的罐体进行测量；本发明通过激光扫描器快速扫描获得海量点云数据，能够构建精确的罐体三维模型，相比于传统的测量方法，测量精度和测量效率更高；对于内部结构复杂的大型立式罐体，激光扫描法往往需要数站测量，每次换站过程均需要人工操作，测量效率低下，本发明能够打破该限制，通过电机驱动实现得到全部的测量数据，相比于传统的单个测量站组测量，避免了人工操作、换站、多次调频等工序，测量效率提升百分之六十以上，测量精度提升百分之二十以上。

附图说明

图1为本发明的一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置的示意图；

图2为本发明的一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置突出各罐段测量的示意图；

图3为本发明的一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置突出传动组件的局部示意图；

图4为本发明的激光光线与立式罐内壁垂直时掠射角的示意图；

图5为本发明的激光光线与立式罐内壁倾斜时最小掠射角的示意图。

图中附图标记：

100、激光扫描器；110、激光光线；200、导轨；300、传动组件；310、精密传动丝杠；320、精密伺服电机；330、滑块；400、拼接靶标；410、第一拼接靶标；420、第二拼接靶标；500、控制器；600、数据处理器；700、立式罐；710、中间段；720、入口端；730、底端；

A、端面A；B、端面B；C、断面C；D、断面D；E、断面E；F、断面F；d、激光光线的直径；e、测量偏差值；α、最小掠射角。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

本发明提供了一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，参见图1-图3，包括激光扫描器100、导轨200和传动组件300，其中，传动组件300设置在导轨200上，且可沿导轨200长度方向滑动，激光扫描器100设置在传动组件300上。在使用时，通过设置的传动组件300，带动激光扫描器100沿着导轨200长度方向移动，移动过程中，对立式罐700进行扫描，获取点云数据，基于点云数据计算立式罐700的容积。

其中，导轨200设置在平行于立式罐700的轴线方向上，具体在使用时可以将导轨200沿着罐体轴线附近架设，之后，传动组件300可以带动激光扫描器100沿着罐体轴线方向移动，进而对立式罐700内部进行较为精确的扫描。

其中，导轨200采用精密直线导轨200。

传动组件300包括精密传动丝杠310、精密伺服电机320和滑块330。其中，精密传动丝杠310设置于导轨200上，且精密传动丝杠310平行于导轨200的长度方向，精密传动丝杠310的一端转动连接在导轨200上，另一端与精密伺服电机320的输出轴连接，使用时，精密传动丝杠310可以相对于导轨200旋转。精密伺服电机320安装于导轨200的一端。具体的，精密伺服电机320在使用时，位于立式罐700的外端，在使用时，精密伺服电机320带动精密传动丝杠310旋转。

滑块330滑动设置在导轨200上，且滑块330与精密传动丝杠310螺纹连接，具体的，在滑块330上开设有贯穿的螺纹孔，精密传动丝杠310穿过螺纹孔，当精密传动丝杠310转动时，带动滑块330沿着导轨200长度方向滑动。滑块330的一侧面为工作面，且该侧朝向外侧，在使用时朝向立式罐700内壁的一侧，在该侧上安装激光扫描器100。

其中，激光扫描器100沿水平方向的扫描范围为0-360度，竖直方向的扫描范围为0-180度。上文中的水平方向、竖直方向以立式罐700为基准说明：水平方向指的是垂直立式罐700轴线的方向，即垂直导轨200长度的方向；竖直方向即平行立式罐700轴线、导轨200长度的方向。

其中，立式罐700的中间段710为圆柱形罐段，截面为圆形，入口端720和底端730分别为弧面。在中间段710的两端，且靠近入口端720和底端730分别设置有拼接靶标400。具体的，拼接靶标400包括靠近入口端720的第一拼接靶标410和靠近底端730的第二拼接靶标420。

在工作时，激光扫描器100在导轨200上移动，且移动至中间段710两端时，分别扫描入口端720的点云数据、以及中间段710包含第一拼接靶标410一段的点云数据，即扫描图示BD段和DF段的点云数据。同时扫描底端730的点云数据、以及中间段710包含第二拼接靶标420一段的点云数据，具体为扫描EC段和AC段的点云数据。之后通过拼接靶标400将入口端720和底端730的点云数据与中间段710的点云数据拼接，形成立式罐700的整体点云数据。

解释如下：将立式罐700入口端720顶部设置为端面B，底端730底部设置为端面A，中间段710靠近入口端720的一端为断面D，靠近底端730的一端为断面C。在扫描时，当激光扫描器100位于断面D上时，激光扫描器100此时的有效扫描范围为断面F和端面B之间的罐段，拼接靶标410位于断面D和断面F之间。当激光扫描器100位于断面C上时，激光扫描器100此时的有效扫描范围为断面E和端面A之间的罐段，拼接靶标420位于断面C和断面E之间。

上述中的有效扫描范围基于最小掠射角α确定。其中，最小掠射角α为立式罐700圆柱面的母线与激光扫描器100的激光光线110所夹的夹角。在有效扫描范围内，激光扫描器100的激光光线110与立式罐700圆柱面的母线的夹角大于或等于最小掠射角α。

当最小掠射角越小时，误差相对越大。通过计算最小掠射角进而确定拼接靶标400的位置。

立式罐700的入口端720和底端730分别有圆弧形的弧面，在计算弧面内容积时，将激光扫描器100设置在中间段710的两端，中间段710指的是立式罐700呈圆柱形的罐段部分。

拼接靶标400位于激光扫描器100的激光光线110与罐体圆柱面母线夹角大于或等于最小掠射角范围之内。

拼接靶标400沿导轨200长度方向间隔设置有两组，拼接靶标400包括多个靶标，且多个靶标位于不同的直线上。

在导轨200一端且位于立式罐700的外侧设置有控制器500，控制器500控制精密伺服电机320工作，以带动激光扫描器100等距、间歇式移动。具体指的是，激光扫描器100每次移动一段相同的距离后停止一段时间，在停止后，激光扫描器100进行扫描，当激光扫描器100位于立式罐700的中间段710内时，激光扫描器100沿水平方向进行扫描，扫描范围为0-360度。通过扫描获取的二维点云数据以及激光扫描器100移动的距离值，可以合理计算出中间段710的三维点云数据。

在导轨200一端且位于立式罐700的外侧设置有数据处理器600，数据处理器600接收激光扫描器100扫描的点云数据，并将入口端720、底端730的点云数据与中间段710的点云数据拼接，进而得到完整的立式罐700的点云数据，通过后续的容积计算算法得到罐体的容积数据。

需要说明的是，上述中的数据处理器600、控制器500可以集成设置于计算机中、或者其他电子设备中。

实施例2

一种大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，使用上述的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，结合图2-图5所示，包括以下步骤：

步骤1、将内测装置沿轴线方向安装在立式罐700内部，且将拼接靶标400安装于立式罐700内，拼接靶标400位于靠近立式罐700入口端720和底端730的位置。

步骤2、控制精密伺服电机320工作，带动激光扫描器100移动至中间段710和入口端720的交界面处，激光扫描器100扫描入口端720的点云数据、以及中间段710包含第一拼接靶标410所在罐段的点云数据。

步骤3、控制激光扫描器100沿导轨200等距、间歇式移动，每一次移动停止后，控制激光扫描器100沿垂直立式罐700轴线方向扫描一周，获取中间段710的三维点云数据。

步骤4、激光扫描器100沿导轨200移动至底端730与中间段710的交界面时，测量底端730的点云数据、以及中间段710包含第二拼接靶标420所在罐段的点云数据。

步骤5、拼接立式罐700入口端720、底端730和中间段710的点云数据。

步骤6、基于获取的立式罐700的点云数据计算容积。

需要说明的是，上述中第一拼接靶标410的点云数据、第二拼接靶标420的点云数据具体指的是对拼接靶标进行识别，获取各拼接靶标的中心坐标值。根据拼接靶标的中心坐标值拼接各罐段的点云数据。

具体的，在步骤1中，标拼接靶标400包括位于中间段710两端，且靠近入口端720的第一拼接靶标410和靠近底端730的第二拼接靶标420。

拼接靶标400的安装位置位于中间段710上，且分别位于激光扫描器100在中间段710两端扫描时的有效扫描范围内。

其中，确定有效扫描范围的步骤包括：

计算最小掠射角α，最小掠射角α为立式罐700圆柱面的母线与激光扫描器100的激光光线110所夹的夹角。在有效扫描范围内，激光扫描器100的激光光线110与立式罐700圆柱面的母线的夹角大于或等于最小掠射角α。

当最小掠射角越小时，误差相对越大。通过计算最小掠射角进而确定拼接靶标400的位置。

计算最小掠射角的步骤，包括获取激光扫描器100的激光光线110直径d，预设测量偏差值e，最小掠射角α＝arctan(d/e)。其中，测量偏差值指的是因激光倾斜照射造成的测量偏侧；直径d、测量偏差值e的单位为毫米。例如，激光直径＝1mm，测量偏差值e＝1mm，则最小掠射角α＝arctan(d/e)＝45°。当最小掠射角为45°时，拼接靶标400设立的位置位于掠射角大于45°的范围内，其中，掠射角为立式罐700圆柱面的母线与激光扫描器100激光光线110的夹角。

具体解释如下：将立式罐700入口端720顶部设置为端面B，底端730底部设置为端面A，中间段710靠近入口端720的一端为断面D，靠近底端730的一端为断面C。在扫描时，当激光扫描器100位于断面D上时，此时最小掠射角α确定的范围为断面F和端面B，激光扫描器100此时的有效扫描范围为断面F和端面B之间的罐段，拼接靶标410位于断面D和断面F之间。当激光扫描器100位于断面C上时，此时最小掠射角α确定的范围为断面E和端面A，激光扫描器100此时的有效扫描范围为断面E和端面A之间的罐段，拼接靶标420位于断面C和断面E之间。

在步骤3中，控制激光扫描器100沿导轨200等距、间歇式移动的步骤，包括控制激光扫描器100每次移动一定距离后停止。每一次移动停止后，控制激光扫描器100沿垂直立式罐700轴线方向扫描一周，获取中间段710的三维点云数据。

获取中间段710的三维点云数据的步骤，包括：激光扫描器100每次停止移动时，获取立式罐700圆周向的二维点云数据，基于激光扫描器100每次移动的距离值和二维点云数据，拼接形成中间段的三维点云数据。由于每一次沿导轨200方向移动距离相同，并通过扫描获取的立式罐700的二维点云数据，可以计算得知中间段710的三维点云数据。

在步骤5中，拼接入口端720、底端730和中间段710的点云数据的步骤，包括基于入口端720的点云数据、以及第一拼接靶标410的点云数据拼接入口端720与中间段710的点云数据，形成局部点云数据。由于第一拼接靶标410的位置相对固定，入口端720的点云数据以及中间段710的点云数据可以根据第一拼接靶标410进行拼接。

基于底端730的点云数据、和第二拼接靶标420的点云数据拼接底端730的点云数据和局部点云数据，形成立式罐的整体点云数据。

通过上述点云数据的拼接过程，将中间段、底端和入口端的点云数据进行拼接形成立式罐的整体的点云数据。

通过采用上述实施方式，能够对大长径比的立式罐700进行容积测量，将激光扫描器100通过导轨200、传动组件300架设在立式罐700的轴线位置，测量时，激光扫描器100沿导轨200移动，在间歇移动过程中对立式罐700内部进行扫描测量，同时，在两端通过多站测量数据拼接的方式获得高精度的测量数据。解决了现有技术不能够针对大长比径立罐体容积测量的问题。

本发明通过合理设站测量，能够实现罐体点云数据的高精度测量，且点云数据精度相同，能够有效地提高罐体容积计算精度。罐体圆柱面部分点云数据测量时采用激光扫描器沿圆截面二维扫描加沿导轨200竖直移动的方式，保证了罐体圆柱面测量的点云数据具有高精度且精度相等的特性，在罐体端顶部分数据测量时，通过控制最小掠射角的方式合理设置数据拼接靶标400的位置，保证了端顶部分测量数据及拼接后的点云数据的具有同样的测量精度。

现有测量方法无对内表面有筋、肋、防晃板等细节结构的罐体进行测量；本发明通过激光扫描器快速扫描获得海量点云数据，能够构建精确的罐体三维模型，相比于传统的测量方法，测量精度和测量效率更高；对于内部结构复杂的大型立式罐体，激光扫描法往往需要数站测量，每次换站过程均需要人工操作，测量效率低下，本发明能够打破该限制，通过电机驱动实现得到全部的测量数据，有效的提高了测量精度和测量效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，其特征在于：包括激光扫描器(100)、沿所述立式罐(700)轴线方向设置的导轨(200)，在所述导轨(200)上设置有带动所述激光扫描器(100)沿所述导轨(200)长度方向滑动的传动组件(300)；

所述立式罐(700)内且位于靠近所述立式罐(700)的入口端(720)和底端(730)分别设置有拼接靶标(400)；

所述立式罐(700)外侧设置有数据处理器(600)，所述数据处理器(600)连接所述激光扫描器(100)，所述数据处理器(600)接收所述激光扫描器(100)的点云数据，并对接收的点云数据进行滤波、拼接，以及基于拼接后的点云数据计算容积值。

2.根据权利要求1所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，其特征在于：所述传动组件(100)包括转动设置于所述导轨(200)上的精密传动丝杠(310)、固定在所述导轨(200)长度方向一端且带动所述精密传动丝杠(310)转动的精密伺服电机(320)，所述导轨(200)上滑动设置有滑块(330)，所述滑块(330)螺纹连接在所述精密传动丝杠(310)上；所述激光扫描器(100)设置于滑块(330)上。

3.根据权利要求2所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，其特征在于：所述立式罐(700)外侧设置有与所述精密伺服电机(320)连接的控制器(500)，所述控制器(500)控制所述精密伺服电机(320)以带动所述激光扫描器(100)等距、间歇式移动；所述数据处理器(600)基于所述激光扫描器(100)和所述激光扫描器(100)的移动距离获取所述立式罐(700)中间段(710)的点云数据。

4.根据权利要求1所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，其特征在于：所述拼接靶标(400)沿滑轨长度方间隔设置有两组，所述拼接靶标(400)包括多个靶标，且所述多个靶标位于不同的直线上。

5.一种大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，使用权利要求1-4任一项所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、将导轨(200)一端沿轴线方向安装在立式罐(700)内部，且将拼接靶标(400)安装于所述立式罐(700)内，包括靠近入口端(720)的第一拼接靶标(410)和靠近底端(730)的第二拼接靶标(420)；

步骤2、控制精密伺服电机(320)工作，带动激光扫描器(100)移动进入所述立式罐(700)，且位于所述入口端(720)和中间段(710)的交界面时，所述激光扫描器(100)扫描入口端(720)的点云数据、以及所述中间段(710)包含所述第一拼接靶标(410)所在罐段的点云数据；

步骤3、控制激光扫描器(100)沿导轨(200)等距、间歇式移动，每一次移动停止后，控制激光扫描器(100)沿垂直立式罐(700)轴线方向扫描一周，获取中间段(710)的三维点云数据；

步骤4、所述激光扫描器(100)沿导轨(200)移动至底端(730)与所述中间段(710)的交界面时，获取底端(730)的点云数据、以及所述中间管段包含所述第二拼接靶标(420)所在罐段的点云数据；

步骤5、拼接入口端(720)、底端(730)和中间段(710)的点云数据；

步骤6、基于获取的立式罐(700)的点云数据计算容积。

6.根据权利要求1所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，其特征在于：所述拼接入口端(720)、底端(730)和中间段(710)的点云数据的步骤，包括基于所述入口端(720)的点云数据、和第一拼接靶标(410)的点云数据拼接入口端(720)与中间段(710)的点云数据，形成局部点云数据；

基于所述底端(730)的点云数据、和第二拼接靶标(420)的点云数据拼接底端(730)的点云数据和所述局部点云数据，形成立式罐的整体点云数据。

7.根据权利要求5所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，其特征在于：所述获取中间段(710)的三维点云数据的步骤，包括：

所述激光扫描器(100)每次停止移动时，获取所述立式罐(700)圆周向的二维点云数据，

基于所述激光扫描器(100)每次移动的距离值和所述二维点云数据，拼接形成所述三维点云数据。

8.根据权利要求5所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，其特征在于：所述拼接靶标(400)安装位置位于所述中间段(710)上，且位于所述激光扫描器(100)在所述中间段(710)两端扫描时的有效扫描范围内。

9.根据权利要求8所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，其特征在于：确定所述有效扫描范围的步骤，包括：

计算最小掠射角(α)，所述最小掠射角(α)为所述立式罐(700)圆柱面的母线与所述激光扫描器(100)的激光光线(110)所夹的夹角；

在所述有效扫描范围内，所述激光扫描器(100)的激光光线与所述立式罐(700)圆柱面的母线的夹角大于或等于所述最小掠射角(α)。

10.根据权利要求9所述的大长径比立式罐容积连续激光扫描测量方法，其特征在于：计算所述最小掠射角(α)的步骤，包括

获取激光扫描器(100)的激光光线(110)直径d，预设测量偏差值e，所述最小掠射角α＝arctan(d/e)；其中，所述直径d、测量偏差值e的单位均为毫米。

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