一种箱梁自动测量方法与流程

本申请涉及箱梁测量领域，特别涉及一种箱梁自动测量方法。

背景技术：

1、箱梁是桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘，类似箱子，因而得名。分单箱、多箱等。

2、目前，国内箱梁预制场对成品预制箱梁外形尺寸检测方式大多为人工手动测量的方式，偶尔有使用非接触式三维扫描仪进行扫描后拼接获得完整模型的方法。使用人工方式进行箱梁外形尺寸测量时，需至少8人进行配合，测量箱梁时间约为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。同时釆用非接触式三维扫描仪进行扫描的过程中，会因仪器误差、物体自身因素误差、测量误差和拼接误差等造成测量结果不准确，从而使扫描出的数据不够精确，并且想要拼接获得完整模型也需要对箱梁进行长时间扫描。

3、对此，我们提出了一种箱梁自动测量方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本申请目的在于节约人力成本，提高测量精度，提高人工安全系数，相比现有技术提供一种箱梁自动测量方法，包括以下步骤：

2、s1：人工在箱梁上标定多个特定标记点并在特定位置放置标靶球；

3、s2：通过扫描仪对标记完成后的箱体进行全方位的扫描，扫描信息发送至处理终端；

4、s3：处理终端接收扫描出的点云数据以及标靶坐标，并对点云数据以及标靶坐标进行处理与计算，计算内容包括端头部分和梁长部分；

5、s4：依照计算结果得到箱梁相关测量数据。

6、通过在大型箱梁上标记多个标记点，并放置多个标靶球，配合扫描仪对标记点和标靶球进行扫描将生成的点云数据进行计算，精确的得出箱梁的具体参数，减少了人工测量的繁琐，节约了成本，提高了测量效率的同时可以得到更加精准的数据，降低了人工测量会产生的误差。

7、进一步的，不同位置使用的不同颜色的标记点进行标记，所述标记点具有直径1毫米的中空圆心，同时配有不同形状尺寸的角码，可用于快速锚定标记点，使标记点能够准确的标定在箱梁外形线上。

8、进一步的，所述标靶球被放置于梁体内部底面、顶板、腹板上。

9、进一步的，s2包括以下步骤：

10、m1：扫描仪对点云数据进行截取；

11、m2：扫描仪获取标靶球坐标；

12、m3：导出点云数据与标靶球坐标。

13、进一步的，所述端头部分计算包括以下步骤：

14、a1：求取端头最大平面方程；

15、a2：将附近十公分的点云数据映射到最大平面上；

16、a3：对最大平面以及标靶球球心坐标进行转置；

17、a4：使用高低通滤波选出特定颜色的点；

18、a5：将固定颜色的点进行聚类，同时使用半径滤波对点进行进一步过滤；

19、a6：求取每簇点的圆心。

20、进一步的，端头最大平面方程采用ransac平面分割法计算，通过在数据中随机选取指定个数的点来求解方程参数，然后看所有数据中有多少数据满足所求解得到的方程，如果数量超过设定阈值，就完成拟合。

21、进一步的，所述圆心采用最小二乘法来进行拟合。最小二乘法的原理是依据最小化误差的平方和来确定一组数据的最佳函数匹配。

22、进一步的，所述梁长部分计算步骤如下：

23、b1：低通高通滤波组合使用选出固定颜色的点；

24、b2：将固定颜色的点进行聚类，同时使用半径滤波对点进行进一步过滤；

25、b3：求取每簇点的最大平面；

26、b4：求取两个平面间的距离。

27、相比于现有技术，本申请的优点在于：

28、(1)通过在大型箱梁上标记多个标记点，并放置多个标靶球，配合扫描仪对标记点和标靶球进行扫描将生成的点云数据进行计算，精确的得出箱梁的具体参数，减少了人工测量的繁琐，节约了成本，提高了测量效率的同时可以得到更加精准的数据，降低了人工测量会产生的误差。

29、(2)在处理终端中预先输入计算公式，对扫描的数据进行计算，可以提高计算效率，降低计算误差，改变计算公式可以对其他类型的梁体进行计算。

技术特征：

1.一种箱梁自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，不同位置使用的不同颜色的标记点进行标记，所述标记点具有直径1毫米的中空圆心，同时配有不同形状尺寸的角码。

3.根据权利要求1所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，所述标靶球被放置于梁体内部底面、顶板、腹板上。

4.根据权利要求1所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，s2包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，所述端头部分计算包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，端头最大平面方程采用ransac平面分割法计算。

7.根据权利要求5所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，所述圆心采用最小二乘法来进行拟合。

8.根据权利要求1所述的一种箱梁自动测量方法，其特征在于，所述梁长部分计算步骤如下：

技术总结
本发明提供了应用于箱梁测量领域的一种箱梁自动测量方法，包括以下步骤：S1：人工在箱梁上标定多个特定标记点并在特定位置放置标靶球；S2：通过扫描仪对标记完成后的箱体进行全方位的扫描，扫描信息发送至处理终端；S3：处理终端接收扫描出的点云数据以及标靶坐标，并对点云数据以及标靶坐标进行处理与计算，计算内容包括端头部分和梁长部分；S4：依照计算结果得到箱梁相关测量数据，通过在大型箱梁上标记多个标记点，并放置多个标靶球，配合扫描仪对标记点和标靶球进行扫描将生成的点云数据进行计算，精确的得出箱梁的具体参数，减少了人工测量的繁琐，提高了测量效率的同时可以得到更加精准的数据，降低了人工测量会产生的误差。

技术研发人员：胡松涛,李健,贺宏波,万兴权,赵龙飞,张国良,刘梦真,马晓东
受保护的技术使用者：中铁上海工程局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15