CN116659419B - 一种电梯导轨参数测量装置及方法 - Google Patents
一种电梯导轨参数测量装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116659419B CN116659419B CN202310936892.5A CN202310936892A CN116659419B CN 116659419 B CN116659419 B CN 116659419B CN 202310936892 A CN202310936892 A CN 202310936892A CN 116659419 B CN116659419 B CN 116659419B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- guide rail
- scanning
- perpendicularity
- coordinate system
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 12
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电梯导轨参数测量装置及方法,涉及电梯巡检技术领域,该装置包括无人机、激光垂准仪、数据重构模块和搭载在无人机上的结构光扫描模块,激光垂准仪用于安装在电梯井道顶部或底部;无人机用于沿准直激光飞行,并在飞行中进行定点悬停;结构光扫描模块用于在无人机定点悬停时,对导轨进行扫描,并将扫描得到的点云数据发送至数据重构模块;数据重构模块用于对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算。通过无人机、激光垂准仪和结构光扫描模块结合,点云数据相对于标定坐标系的误差较小,为非接触式测量,对井道的光照度要求较低,使得对导轨参数的测量具备了便捷性、高效性、高精度。
Description
技术领域
本发明属于电梯巡检技术领域,特别是电梯导轨几何参数测量技术领域,具体涉及一种电梯导轨参数测量装置及方法。
背景技术
导轨作为电梯的导向系统,其轨距偏差、安装质量等是影响电梯安全性和舒适性的重要因素之一,因此针对电梯导轨几何参数的巡检非常必要。然而导轨的检测具有测量距离长、参数种类多、数据量大、实时性要求高和需要现场测试等特点,尤其是导轨垂直度是电梯安全、舒适运行的一项重要性能指标,检测通常贯穿于电梯安装和维护的整个阶段。
当前,随着激光技术的发展,传统的电梯导轨几何参数测量方法已由最初的卷尺直接测量法和线坠法等过渡到了激光检测仪。然而激光检测仪对电梯导轨的测量为接触式测量,需要人工的将激光检测仪安装至电梯导轨,安装过程存在人为误差,与此同时,激光检测仪对导轨的测量采用分段式,检测过程时间长,可见,传统的电梯导轨几何参数测量方法存在精度低、效率低等缺陷,并且多数对井道的光照度有要求,井道光照度的增加使得测量成本增加。
综上所述,如何便捷、快速、低误差的实现对电梯导轨几何参数的测量是本领域研究的重点内容,一种可行化的测量方法亟待提出。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种电梯导轨参数测量装置及方法,用于解决当前的电梯导轨几何参数测量方法存在的效率低、精度低、便捷性差的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
第一方面
本发明的第一方面提出了一种电梯导轨参数测量装置,包括无人机、激光垂准仪、数据重构模块、搭载在所述无人机上的结构光扫描模块和数据传输模块,所述激光垂准仪用于安装在电梯井道的顶部或底部;
所述无人机用于沿激光垂准仪发出的准直激光飞行,并在飞行中进行定点悬停;
所述结构光扫描模块用于在无人机定点悬停时,对导轨进行扫描,并将扫描得到的点云数据经数据传输模块发送至数据重构模块;
所述数据重构模块用于对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算。
进一步改进的,所述结构光扫描模块扫描得到的点云数据内各个扫描点坐标的参考坐标系为无人机坐标系,所述预处理包括坐标变换,通过坐标变换将点云数据内各个扫描点坐标转换到标定坐标系下。
进一步改进的,所述点云数据包括多组扫描点的数据,每组扫描点的数据通过同一次定点悬停扫描得到,并且每组扫描点内的第一扫描点位于导轨的第一工作面与第二工作面的交界线上,该组扫描点内的第二扫描点位于导轨的第一工作面与第三工作面的交界线上,对导轨进行扫描时,所述结构光扫描模块正对导轨的第一工作面;
所述导轨几何参数包括第一工作面垂直度、第二工作面垂直度和第三工作面垂直度。
进一步改进的,所述多组扫描点中包括顶面扫描点组,顶面扫描点组内的第一扫描点和第二扫描点还位于导轨的顶面上,所述导轨几何参数还包括导轨顶面距。
进一步改进的,所述导轨几何参数还包括导轨的对中性指标。
进一步改进的,所述装置还包括光靶、CCD相机和飞控模块,所述光靶和CCD相机搭载在无人机上,所述飞控模块与CCD相机通信连接;
所述光靶用于接收激光垂准仪发出的准直激光;
所述CCD相机用于对光靶进行成像,并将所述成像发送至飞控模块;
所述飞控模块用于对成像进行图像处理,图像处理后确定出无人机与准直激光在水平方向的第一偏差,并根据所述第一偏差对无人机的位置进行校正,校正后的无人机飞行路线为所述准直激光。
进一步改进的,所述标定坐标系的Z方向为竖直方向,标定坐标系的X方向为正对所述第一工作面的方向;
所述第一工作面垂直度为所有第一垂直度的集合,第一垂直度为相邻两个第一扫描点或相邻两个第二扫描点在标定坐标系X方向的垂直度,第一垂直度的计算公式为:或/>;
所述第二工作面垂直度为所有第二垂直度的集合,第二垂直度为相邻两个第一扫描点在标定坐标系Y方向的垂直度,第二垂直度的计算公式如下:;
所述第三工作面垂直度为所有第三垂直度的集合,第三垂直度为相邻两个第二扫描点在标定坐标系Y方向的垂直度,第三垂直度的计算公式如下:;
其中,(XA1,YA1,ZA1)和(XA2,YA2,ZA2)表示相邻两个第一扫描点在标定坐标系内的坐标,(XB1,YB1,ZB1)和(XB2,YB2,ZB2)表示相邻两个第二扫描点在标定坐标系内的坐标。
进一步改进的,所述标定坐标系的Z方向为竖直方向,标定坐标系的X方向为正对所述第一工作面的方向;所述导轨顶面距的计算公式为:,其中,(XA,YA,ZA) 、(XB,YB,ZB)为第一列导轨的顶面扫描点组在标定坐标系内的坐标,(XA’,YA’,ZA’)、(XB’,YB’,ZB’)为第二列导轨的顶面扫描点组在标定坐标系内的坐标。
进一步改进的,所述标定坐标系的Z方向为竖直方向,标定坐标系的X方向为正对所述第一工作面的方向;所述导轨的对中性指标的计算公式为:,其中,(XA1,YA1,ZA1) 、(XB1,YB1,ZB1)表示第一列导轨的一组扫描点在标定坐标系内的坐标,(XA1’,YA1’,ZA1’)、(XB1’,YB1’,ZB1’)表示第二列导轨的一组扫描点在标定坐标系内的坐标,第一列导轨的该组扫描点与第二列导轨的该组扫描点通过结构光扫描模块在同一定点位置扫描得到。
本发明第一方面具有的有益效果为:
(1)通过结合无人机、激光垂准仪和结构光扫描模块,无人机单次飞行或一次往返飞行可获取到导轨的点云数据,获取到的点云数据相对于标定坐标系的误差较小,使得重构出的导轨最小误差的接近真实导轨的形态,与此同时,基于无人机和结构光扫描的点云数据获取方式,属于非接触式测量,减少了人为误差,并且结构光扫描方式对井道的光照度要求较低,从而使得电梯导轨的参数测量过程具备了便捷性、高效性,同时测量得到的导轨几何参数具备了高精度;
(2)充分结合电梯导轨的几何参数类型,将结构光扫描点组定位在第一工作面和第二工作面的交界线上、第一工作面与第三工作面的交界线上,通过无人机在执行单次飞行或一次往返飞行后得到的点云数据即可计算得到电梯导轨三个工作面的垂直度、两列导轨顶面距以及对中性指标,相比传统基于图像采集的导轨重构方法而言,结构光的选取与扫描点组的选取的结合,使得本发明实现的电梯导轨参数的测量更高效;
(3)通过光靶、CCD相机和飞控模块的设置,实现对无人机飞行偏差的校正,从而减少了结构光扫描模块获取到的点云数据相对于标定坐标系的误差,提高了导轨重构精确度和几何参数的测量精度。
第二方面
本发明的第二方面提出了一种电梯导轨参数测量方法,包括:
在电梯井道底部或顶部安装激光垂准仪;
投放无人机;
无人机沿激光垂准仪发出的准直激光飞行;
无人机搭载的结构光扫描模块对导轨进行扫描测量后得到点云数据,并将点云数据经数据传输模块发送至数据重构模块;
数据重构模块对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算,将计算得到的导轨几何参数与预设标准值进行比较,确定导轨的几何形态是否正常。
本发明的第二方面带来与第一方面等同的有益效果,在此不再赘述。
附图说明
图1为电梯导轨参数测量装置的一种布局示意图;
图2为光靶和CCD相机的一种布局示意图;
图3为导轨第一工作面和第三工作面的一种示意图;
图4为导轨顶面的一种示意图;
图5为电梯导轨参数测量方法的一种示意图;
图中,1、第一列导轨;2、第二列导轨;3、无人机;4、结构光扫描模块;5、激光垂准仪;6、光靶;7、CCD相机;8、准直激光;9、线激光;10、第一工作面;11、第三工作面;12、第二列导轨顶面;13、第一列导轨顶面。
具体实施方式
下面将结合实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
下述实施例一和实施例二需一并参阅图1至图5。
实施例一
本实施例提供了一种电梯导轨参数测量装置,用于测量电梯导轨的几何参数,一组电梯导轨包括第一列导轨1和第二列导轨2。具体的,本实施例提出的电梯导轨参数测量装置包括无人机3、激光垂准仪5、数据重构模块和搭载在无人机3上的结构光扫描模块4。激光垂准仪5设置在电梯井道的顶部或底部,用于发出准直激光8。
无人机3用于沿激光垂准仪5发出的准直激光8飞行,并在飞行中进行定点悬停。
结构光扫描模块4用于在无人机3定点悬停时,对导轨进行扫描,并将扫描得到的点云数据经数据传输模块发送至数据重构模块。
数据重构模块用于对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算。
在一些实施例中,结构光扫描模块4扫描得到的点云数据内各个扫描点坐标的参考坐标系为无人机3坐标系。结构光扫描模块4为激光轮廓传感器或其他结构光传感器,用于发出线激光9,结构光扫描模块4的布置方法可为:第一种、在无人机3上对称布置两个结构光扫描模块4,每个结构光扫描模块4对准一列导轨,实现对一组导轨的同时扫描,也可根据作业要求,只使用其中一个结构光扫描模块4,完成对单列导轨的扫描;第二种、在第一种布置方法的基础上,上述两个结构光扫描模块4设置为角度可调整,在单次飞行完成当前一组导轨的扫描后,在返程通过角度调整完成对井道内第二组导轨的扫描;第三种、在无人机3上只布置一个结构光扫描模块4,该结构光扫描模块4对准单列导轨进行扫描,通过往返一次飞行完成对一组导轨的扫描。可知的,数据重构模块在使用点云数据进行导轨重构时,需对结构光扫描模块4经数据传输模块传送的点云数据作预处理,预处理过程可采用普通实施例中的过程,例如消除点云数据中的干扰数据等,本实施例对此部分内容不进行详述。数据传输模块优选为无线传输模块。数据重构模块可为地面接收站内的计算机载体等。
作为上述实施例的一种优选,如图3所示,点云数据包括多组扫描点的数据,每组扫描点的数据通过同一次定点悬停扫描得到,并且每组扫描点内的第一扫描点位于导轨的第一工作面10与第二工作面(图中未示出)的交界线上,该组扫描点内的第二扫描点位于导轨的第一工作面10与第三工作面11的交界线上,对导轨进行扫描时,结构光扫描模块4正对导轨的第一工作面10。图3中,T1时刻无人机3在定点O1处扫描得到的第一组扫描点为第一扫描点A1和第二扫描点B1,T2时刻无人机3在定点O2处扫描得到的第二组扫描点为第一扫描点A2和第二扫描点B2。
作为上述实施例的一种优选,数据重构模块在对点云数据进行预处理时,预处理过程还包括坐标变换,通过坐标变换将点云数据内各个扫描点坐标转换到标定坐标系下。
参阅图3,本实施例采用的一种坐标变换具体为:选取激光垂准仪5的中心O作为标定坐标系的坐标原点,激光垂准仪5发出的准直激光8光束方向作为标定坐标系的Z方向,即标定坐标系的Z方向为竖直方向,正对第一工作面10的方向作为标定坐标系的X方向;无人机3坐标系的原点为无人机3中心,可知的,无人机3一般携带有气压传感器或激光测距仪,通过该气压传感器或激光测距仪获得无人机3中心相对于标定坐标系的Z方向坐标值。
下述内容以T1时刻无人机3在定点O1(此时无人机3中心为定点O1)处结构光扫描模块4对导轨进行的扫描为例,第一扫描点A1在无人机坐标系下的坐标值为(X1A1,Y1A1,Z1A1),通过式一计算得到T1时刻第一扫描点A1在标定坐标系下的坐标值为(XA1,YA1,ZA1),式一表示如下:
(式一);
其中,R为一个3×3的单位正交矩阵,表示在定点O1处的无人机坐标系和标定坐标系三个坐标轴的对应旋转关系,包含如图3中所示的X方向旋转角α1、Y方向旋转角β1和Z方向旋转角γ1,(XO1,YO1,ZO1)表示无人机3中心在标定坐标系中的坐标值。以此类推,图3中还示出了在定点O2处的无人机坐标系和标定坐标系三个坐标轴的对应旋转关系,包含X方向旋转角α2、Y方向旋转角β2和Z方向旋转角γ2。
在将第一扫描点定位在导轨第一工作面10和第二工作面的交界线上、以及将第二扫描点定位在导轨第一工作面10和第三工作面11的交界线上时,数据重构模块根据预处理后的点云数据计算第一工作面垂直度的一种具体过程如下:
第一工作面垂直度为所有第一垂直度的集合,第一垂直度为相邻两个第一扫描点或相邻两个第二扫描点在标定坐标系X方向的垂直度,第一垂直度的计算公式如下:或/>,其中,(XA1,YA1,ZA1)和(XA2,YA2,ZA2)表示相邻两个第一扫描点在标定坐标系中的坐标,(XB1,YB1,ZB1)和(XB2,YB2,ZB2)表示相邻两个第二扫描点在标定坐标系中的坐标。
数据重构模块根据预处理后的点云数据计算第二工作面垂直度的一种具体过程如下:
第二工作面垂直度为所有第二垂直度的集合,第二垂直度为相邻两个第一扫描点在标定坐标系Y轴方向的垂直度,第二垂直度的计算公式如下:。
数据重构模块根据预处理后的点云数据计算第三工作面垂直度的一种具体过程如下:
第三工作面垂直度为所有第三垂直度的集合,第三垂直度为相邻两个第二扫描点在标定坐标系Y轴方向的垂直度,第三垂直度的计算公式如下:。
进一步的,如图4所示,在将第一扫描点定位在导轨第一工作面10和第二工作面的交界线上、以及将第二扫描点定位在导轨第一工作面10和第三工作面11的交界线上时,若上述多组扫描点中包括顶面扫描点组,即为:扫描点组内的第一扫描点和第二扫描点还位于第一列导轨顶面13或第二列导轨顶面12上,数据重构模块还可根据预处理后的点云数据计算得到导轨顶面距。导轨顶面距的计算公式为:,其中,(XA,YA,ZA) 、(XB,YB,ZB)为第一列导轨1的顶面扫描点组在标定坐标系内的坐标,(XA’,YA’,ZA’)、(XB’,YB’,ZB’)为第二列导轨2的顶面扫描点组在标定坐标系内的坐标。图4中,C’为第二列导轨2的顶面中心点,C为第一列导轨1的顶面中心点,X2O2Y2为扫描第一列导轨1的顶面扫描点组时的一种无人机坐标系示意,X3O3Y3为扫描第二列导轨2的顶面扫描点组时的一种无人机坐标系示意,X1O1Y1为标定坐标系的一种示意。
进一步的,在将第一扫描点定位在导轨第一工作面10和第二工作面的交界线上、以及将第二扫描点定位在导轨第一工作面10和第三工作面11的交界线上时,数据重构模块还可根据预处理后的点云数据计算得到导轨的对中性指标,导轨的对中性也称为共面性。导轨的对中性指标的计算公式为:,其中,(XA1,YA1,ZA1) 、(XB1,YB1,ZB1)表示第一列导轨1的一组扫描点在标定坐标系内的坐标,(XA1,YA1,ZA1)为第一扫描点,(XB1,YB1,ZB1)为第二扫描点,(XA1’,YA1’,ZA1’)、(XB1’,YB1’,ZB1’)表示第二列导轨2的一组扫描点在标定坐标系内的坐标,(XA1’,YA1’,ZA1’)为第一扫描点,(XB1’,YB1’,ZB1’)为第二扫描点,第一列导轨1的该组扫描点与第二列导轨2的该组扫描点通过结构光扫描模块4在同一定点位置扫描得到。当第一列导轨1的该组扫描点为顶面扫描点组、第二列导轨2的该组扫描点为顶面扫描点组时,计算得到的导轨对中性指标即为两列导轨顶面中心点在Y方向的坐标偏差。
作为上述实施例的一种优选,参阅图2,电梯导轨参数测量装置还包括光靶6、CCD相机7和飞控模块,光靶6和CCD相机7搭载在无人机3上,飞控模块与CCD相机7通信连接。光靶6用于接收激光垂准仪5发出的准直激光8。CCD相机7用于对光靶6进行成像,并将成像发送至飞控模块。飞控模块用于对成像进行图像处理,图像处理后确定出无人机3与准直激光8在水平方向的第一偏差,并根据第一偏差对无人机3的位置进行校正,校正后的无人机3飞行路线为激光垂准仪5发出的准直激光8。其中,飞控模块根据第一偏差对无人机3的位置进行校正,基于普通实施例中的无人机3位置校正控制算法,本实施例对该控制算法未做改进。
特别的,当选取激光垂准仪5的中心作为标定坐标系的坐标原点,激光垂准仪5发出的准直激光8光束方向作为标定坐标系的Z方向,正对第一工作面10的方向作为标定坐标系的X方向时,无人机3与准直激光8在水平方向的第一偏差为无人机3中心在标定坐标系内实时的水平坐标与准直激光8的偏差,即为:无人机3中心相对于准直激光8在标定坐标系X方向的偏差和Y方向的偏差。
实施例二
如图5所示,本实施例基于实施例一实现的一种电梯导轨参数测量装置,提出了一种电梯导轨参数测量方法,包括如下具体实施步骤:
S100.在电梯井道底部或顶部安装激光垂准仪5;
S200.投放无人机3;
S300.无人机3沿激光垂准仪5发出的准直激光8飞行;
S400.无人机3搭载的结构光扫描模块4对导轨进行扫描测量后得到点云数据,并将点云数据经数据传输模块发送至数据重构模块;
S500.数据重构模块对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算,将计算得到的导轨几何参数与预设标准值进行比较,确定导轨的几何形态是否正常。例如,导轨为轿厢导轨或装设有安全钳的对重导轨时,第一工作面垂直度内各个第一垂直度、第二工作面垂直度内各个第二垂直度和第三工作面垂直度内各个第三垂直度对应的预设标准值优选为,导轨为不设安全钳的T型对重导轨时,第一工作面垂直度内各个第一垂直度、第二工作面垂直度内各个第二垂直度和第三工作面垂直度内各个第三垂直度对应的预设标准值优选为/>,当第一工作面垂直度内各个第一垂直度、第二工作面垂直度内各个第二垂直度且第三工作面垂直度内各个第三垂直度均小于等于上述预设标准值时,判定导轨垂直度偏差符合要求,否则判定导轨垂直度偏差不符合要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种电梯导轨参数测量装置,其特征在于,包括无人机、激光垂准仪、数据重构模块、搭载在所述无人机上的结构光扫描模块和数据传输模块,所述激光垂准仪用于安装在电梯井道的顶部或底部;
所述无人机用于沿激光垂准仪发出的准直激光飞行,并在飞行中进行定点悬停;
所述结构光扫描模块用于在无人机定点悬停时,对导轨进行扫描,并将扫描得到的点云数据经数据传输模块发送至数据重构模块;
所述数据重构模块用于对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算;
所述结构光扫描模块扫描得到的点云数据内各个扫描点坐标的参考坐标系为无人机坐标系,所述预处理包括坐标变换,通过坐标变换将点云数据内各个扫描点坐标转换到标定坐标系下;
所述点云数据包括多组扫描点的数据,每组扫描点的数据通过同一次定点悬停扫描得到,并且每组扫描点内的第一扫描点位于导轨的第一工作面与第二工作面的交界线上,该组扫描点内的第二扫描点位于导轨的第一工作面与第三工作面的交界线上,对导轨进行扫描时,所述结构光扫描模块正对导轨的第一工作面;
所述导轨几何参数包括第一工作面垂直度、第二工作面垂直度和第三工作面垂直度;
所述标定坐标系的Z方向为竖直方向,标定坐标系的X方向为正对所述第一工作面的方向;
所述第一工作面垂直度为所有第一垂直度的集合,第一垂直度为相邻两个第一扫描点或相邻两个第二扫描点在标定坐标系X方向的垂直度,第一垂直度的计算公式为: 或/>;
所述第二工作面垂直度为所有第二垂直度的集合,第二垂直度为相邻两个第一扫描点在标定坐标系Y方向的垂直度,第二垂直度的计算公式如下:;
所述第三工作面垂直度为所有第三垂直度的集合,第三垂直度为相邻两个第二扫描点在标定坐标系Y方向的垂直度,第三垂直度的计算公式如下:;
其中,(XA1,YA1,ZA1)和(XA2,YA2,ZA2)表示相邻两个第一扫描点在标定坐标系内的坐标,(XB1,YB1,ZB1)和(XB2,YB2,ZB2)表示相邻两个第二扫描点在标定坐标系内的坐标。
2.根据权利要求1所述的一种电梯导轨参数测量装置,其特征在于,所述多组扫描点中包括顶面扫描点组,顶面扫描点组内的第一扫描点和第二扫描点还位于导轨的顶面上,所述导轨几何参数还包括导轨顶面距。
3.根据权利要求1所述的一种电梯导轨参数测量装置,其特征在于,所述导轨几何参数还包括导轨的对中性指标。
4.根据权利要求1所述的一种电梯导轨参数测量装置,其特征在于,所述装置还包括光靶、CCD相机和飞控模块,所述光靶和CCD相机搭载在无人机上,所述飞控模块与CCD相机通信连接;
所述光靶用于接收激光垂准仪发出的准直激光;
所述CCD相机用于对光靶进行成像,并将所述成像发送至飞控模块;
所述飞控模块用于对成像进行图像处理,图像处理后确定出无人机与准直激光在水平方向的第一偏差,并根据所述第一偏差对无人机的位置进行校正,校正后的无人机飞行路线为所述准直激光。
5.根据权利要求2所述的一种电梯导轨参数测量装置,其特征在于,所述标定坐标系的Z方向为竖直方向,标定坐标系的X方向为正对所述第一工作面的方向;所述导轨顶面距的计算公式为:,其中,(XA,YA,ZA) 、(XB,YB,ZB)为第一列导轨的顶面扫描点组在标定坐标系内的坐标,(XA’,YA’,ZA’)、(XB’,YB’,ZB’)为第二列导轨的顶面扫描点组在标定坐标系内的坐标。
6.根据权利要求3所述的一种电梯导轨参数测量装置,其特征在于,所述标定坐标系的Z方向为竖直方向,标定坐标系的X方向为正对所述第一工作面的方向;所述导轨的对中性指标的计算公式为: ,其中,(XA1,YA1,ZA1) 、(XB1,YB1,ZB1)表示第一列导轨的一组扫描点在标定坐标系内的坐标,(XA1’,YA1’,ZA1’)、(XB1’,YB1’,ZB1’)表示第二列导轨的一组扫描点在标定坐标系内的坐标,第一列导轨的该组扫描点与第二列导轨的该组扫描点通过结构光扫描模块在同一定点位置扫描得到。
7.如权利要求1-6中任一项所述电梯导轨参数测量装置的参数测量方法,其特征在于,包括:
在电梯井道底部或顶部安装激光垂准仪;
投放无人机;
无人机沿激光垂准仪发出的准直激光飞行;
无人机搭载的结构光扫描模块对导轨进行扫描测量后得到点云数据,并将点云数据经数据传输模块发送至数据重构模块;
数据重构模块对点云数据进行预处理,并根据预处理后的点云数据进行导轨重构和导轨几何参数计算,将计算得到的导轨几何参数与预设标准值进行比较,确定导轨的几何形态是否正常。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310936892.5A CN116659419B (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种电梯导轨参数测量装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310936892.5A CN116659419B (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种电梯导轨参数测量装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116659419A CN116659419A (zh) | 2023-08-29 |
CN116659419B true CN116659419B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=87724557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310936892.5A Active CN116659419B (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种电梯导轨参数测量装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116659419B (zh) |
Citations (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4490038A (en) * | 1981-02-12 | 1984-12-25 | Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. | Mobile apparatus for determining the lateral position of a railroad track |
WO2007029038A1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Sld Limited | Laser imaging apparatus and method |
CN102607467A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-25 | 上海交通大学 | 基于视觉测量的电梯导轨垂直度检测装置和检测方法 |
CN104661944A (zh) * | 2012-08-17 | 2015-05-27 | 通力股份公司 | 电梯相关数据管理方法 |
CN106152976A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-23 | 天津工业大学 | 一种基于角度测量的电梯导轨垂直度检测装置 |
CN107764200A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-03-06 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 超高层电梯井道的测量方法 |
CN108394789A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-14 | 沈阳建筑大学 | 基于计算机视觉的电梯导轨表面磨损程度检测方法及装置 |
CN110298103A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-01 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 基于无人机机载三维激光扫描仪的高陡危岩体调查方法 |
WO2020054132A1 (ja) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 株式会社日立ビルシステム | 計測システム、及び、計測方法 |
CN110954026A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-03 | 上海理工大学 | 测量钢轨几何轮廓的在线检测装置 |
CN111780678A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-10-16 | 西安九天孵化器科技有限公司 | 一种轨道板预埋套管直径的测量方法 |
CN112158693A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-01 | 福建省特种设备检验研究院泉州分院 | 一种电梯导轨参数的检测方法 |
CN112378475A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-19 | 哈尔滨工业大学 | 大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法 |
CN215373960U (zh) * | 2021-05-31 | 2021-12-31 | 西安科曼电梯自动化有限公司 | 一种基于激光扫描技术的电梯井道测量装置 |
CN113888693A (zh) * | 2021-08-17 | 2022-01-04 | 上海工程技术大学 | 一种高精度点云数据重构方法 |
CN114162169A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-11 | 北京自动化控制设备研究所 | 惯性及激光扫描仪联合在线标定方法 |
WO2022117411A1 (de) * | 2020-12-03 | 2022-06-09 | Inventio Ag | Verfahren zum steuern einer drohne entlang eines schachts |
CN114624727A (zh) * | 2020-12-11 | 2022-06-14 | 日立(中国)研究开发有限公司 | 电梯井道的自动测量装置以及自动测量系统 |
CN114705134A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-07-05 | 华侨大学 | 一种电梯导轨垂直度与平行度自动检测装置 |
CN217210824U (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-16 | 中熠(天津)电梯有限公司 | 一种电梯导轨安装精度检测装置 |
CN115345924A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-11-15 | 南京航空航天大学 | 一种基于多目相机线激光扫描的弯管测量方法 |
CN115371732A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-22 | 甘肃博程技术咨询服务有限公司 | 一种电梯井道高精度测量与数据处理方法 |
EP4095036A1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-11-30 | VERTLINER Private Company | An autonomous unmanned aerial vehicle for inspection of a vertical building passageway |
CN116337205A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-27 | 成都市特种设备检验检测研究院(成都市特种设备应急处置中心) | 一种无机房电梯噪声检测装置及方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT4766U3 (de) * | 2001-06-21 | 2002-05-27 | Plasser Bahnbaumasch Franz | Gleisbaumaschine und verfahren zur erfassung einer gleislage |
EP3336040B1 (en) * | 2016-12-19 | 2021-03-17 | KONE Corporation | Arrangement and method for aligning guide rails of an elevator |
US20200158822A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-05-21 | Airspace Systems, Inc. | Unmanned aerial vehicle radar detection |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202310936892.5A patent/CN116659419B/zh active Active
Patent Citations (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4490038A (en) * | 1981-02-12 | 1984-12-25 | Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. | Mobile apparatus for determining the lateral position of a railroad track |
WO2007029038A1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Sld Limited | Laser imaging apparatus and method |
CN102607467A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-25 | 上海交通大学 | 基于视觉测量的电梯导轨垂直度检测装置和检测方法 |
CN104661944A (zh) * | 2012-08-17 | 2015-05-27 | 通力股份公司 | 电梯相关数据管理方法 |
CN106152976A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-23 | 天津工业大学 | 一种基于角度测量的电梯导轨垂直度检测装置 |
CN107764200A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-03-06 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 超高层电梯井道的测量方法 |
CN108394789A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-14 | 沈阳建筑大学 | 基于计算机视觉的电梯导轨表面磨损程度检测方法及装置 |
WO2020054132A1 (ja) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 株式会社日立ビルシステム | 計測システム、及び、計測方法 |
CN110298103A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-01 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 基于无人机机载三维激光扫描仪的高陡危岩体调查方法 |
CN110954026A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-03 | 上海理工大学 | 测量钢轨几何轮廓的在线检测装置 |
CN111780678A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-10-16 | 西安九天孵化器科技有限公司 | 一种轨道板预埋套管直径的测量方法 |
CN112158693A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-01 | 福建省特种设备检验研究院泉州分院 | 一种电梯导轨参数的检测方法 |
CN112378475A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-19 | 哈尔滨工业大学 | 大长径比立式罐容积连续激光扫描内测装置及测量方法 |
WO2022117411A1 (de) * | 2020-12-03 | 2022-06-09 | Inventio Ag | Verfahren zum steuern einer drohne entlang eines schachts |
CN114624727A (zh) * | 2020-12-11 | 2022-06-14 | 日立(中国)研究开发有限公司 | 电梯井道的自动测量装置以及自动测量系统 |
EP4095036A1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-11-30 | VERTLINER Private Company | An autonomous unmanned aerial vehicle for inspection of a vertical building passageway |
CN215373960U (zh) * | 2021-05-31 | 2021-12-31 | 西安科曼电梯自动化有限公司 | 一种基于激光扫描技术的电梯井道测量装置 |
CN113888693A (zh) * | 2021-08-17 | 2022-01-04 | 上海工程技术大学 | 一种高精度点云数据重构方法 |
CN114162169A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-11 | 北京自动化控制设备研究所 | 惯性及激光扫描仪联合在线标定方法 |
CN114705134A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-07-05 | 华侨大学 | 一种电梯导轨垂直度与平行度自动检测装置 |
CN217210824U (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-16 | 中熠(天津)电梯有限公司 | 一种电梯导轨安装精度检测装置 |
CN115345924A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-11-15 | 南京航空航天大学 | 一种基于多目相机线激光扫描的弯管测量方法 |
CN115371732A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-22 | 甘肃博程技术咨询服务有限公司 | 一种电梯井道高精度测量与数据处理方法 |
CN116337205A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-27 | 成都市特种设备检验检测研究院(成都市特种设备应急处置中心) | 一种无机房电梯噪声检测装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
一种小行程导轨垂直度测量方法;王阳恩;光电子.激光;第24卷(第01期);119-122 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116659419A (zh) | 2023-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220018960A1 (en) | Method for coordinate error correction with a three-dimensional lidar scanner | |
US10684129B2 (en) | Method for checking and/or calibrating a horizontal axis of a rotating laser | |
CN104848785B (zh) | 一种汽车整车参数测试系统 | |
CN107883884B (zh) | 一种光学测量装置和方法 | |
CN107764213B (zh) | 一种激光轨道平顺度检测装置及方法 | |
CN110500978A (zh) | 点激光传感器的光束方向矢量和零点位置在线标定方法 | |
CN112357110B (zh) | 基于激光定位原理的飞机滑行灯安装角度校准系统及方法 | |
CN101832737B (zh) | 一种应用于飞机总装配的平显数字化校靶方法 | |
CN101464163B (zh) | 全站仪校验用平台标准点的平直度检定方法 | |
CN110360947A (zh) | 一种基于矢量图像测量的车辆轮廓测量方法 | |
CN110017823B (zh) | 基于全站仪免置平设站的轨道定位坐标计算方法及装置 | |
CN207907883U (zh) | 一种高效高精度的飞机水平测量系统 | |
CN108489382A (zh) | 一种基于空间多点约束的agv动态位姿测量方法 | |
CN110220454A (zh) | 一种三坐标定位机构的位姿标定方法 | |
CN110044326A (zh) | 山区高速公路应用三角高程测量方法 | |
CN109917433A (zh) | 一种可飞行的测量系统和飞行测量方法 | |
CN108731592A (zh) | 一种基于摄影测量的飞机制造工装的检定方法 | |
CN113865570A (zh) | 一种钢结构圆形立柱垂直度测量方法 | |
CN110211175B (zh) | 准直激光器光束空间位姿标定方法 | |
CN111044077B (zh) | 星敏感器测量坐标系与星敏感器立方镜坐标系间的标定方法 | |
CN111891176A (zh) | 基于轨道几何状态测量仪的轨道测量数据整体平差方法 | |
CN116659419B (zh) | 一种电梯导轨参数测量装置及方法 | |
CN111964612B (zh) | 基于高反光成像原理的钻孔法矢对准方法 | |
CN115371599A (zh) | 一种高精度地面平整度测量系统和方法 | |
CN107991684B (zh) | 大型飞行器中的gnc分系统设备姿态测量系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |