The invention belongs to the field of pipeline engineering, and relates to a method for group control of urban pipeline construction site. In order to solve the problem of lack of fast and accurate control method for pipeline group in construction site, this method uses space point measuring equipment to carry out on-site measurement, and obtains real on-site measurement data. The data are transmitted to PC through WIFI wireless communication, and the measured data are quickly calculated to obtain the accurate elbow angle and position, the size of transition tube and the shape of pipe mouth. Then the outer circle of the transition pipe mouth is drawn into a two-dimensional expansion map and printed out, which provides on-site guidance for guiding the cutting of the transition pipe. The invention simplifies the measuring process and improves the working efficiency of the pipeline group pair, thus having high practical value and good market application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种城市管道施工现场组对控制的方法
本专利技术属于管道工程领域,涉及一种城市管道施工现场组对控制的方法。
技术介绍
在城市管道工程建设中,待连接管道多会交叉,交叉连接处通过弯头、过渡管连接作业是管道全部贯通形成整体的重要环节。其中大口径管道连接施工受限条件较多,环境、地形、地质土壤状况以及气候等都是制约施工的重要因素,诸多因素导致已下沟管道的在位状态和设计图纸存在一定的偏差,致使现有管道轴线与连接弯头的轴线不重合,过渡管直口切割不能满足组对要求,需要对过渡管斜切,当斜切尺寸不准确或者现场切割方法不完备时,可能需要反复修改甚至重新切割。管道的连接需要相对精确的数据,仅参考施工图纸不能够满足精度的要求,需要一种基于现场测量数据的组对控制方法。针对弯管角度,传统简单测量方法是:在转角处沿现有两管道轴线方向各拉一条线,两条线的交叉点就是管道转角的中心点,用量角器或活动角尺测量两条线的夹角,就是管道弯头的角度。该方法偶然误差大,测量精度低。基于现场测量数据拟合出空间圆柱中心轴线,再计算其夹角进而确定弯头角度的方法能有效避免偶然测量误差,提高测量精度。圆柱拟合方法,CHAPERONT,GOULETTEF.Extractingcylindersinfull3DdatausingarandomsamplingmethodandtheGaussianimage:2001InternationalFallWorkshopVision,Modeling,andVisualization(VMV2001),Stuttgart,Germany,2001[C].等人采用随机抽样和高斯 ...
【技术保护点】
1.一种城市管道施工现场组对控制的方法,其特征在于,步骤如下:(1)利用空间坐标测量设备获取现有管道管壁和管口上测量点的三维坐标;测量点在管壁和管口上均为均匀分布;(2)依据空间圆柱面到中心轴线距离约束关系,构建圆柱参数模型;(3)基于现有管道管壁上的测量点坐标,采用雅可比迭代算法和圆柱参数模型进行拟合,迭代优化得到特征参数,包括圆柱轴线方向向量、端面与轴线交点坐标以及圆柱半径,将特征参数带入圆柱轴线方程,计算出弯头角度;通过建立圆柱轴线空间投影面,计算现有管道轴线空间相交和空间异面两种情况的弯头空间摆放位姿;(4)基于现有管道管口的测量点坐标,采用雅可比迭代算法和空间平面方程进行拟合,迭代优化得到现有管道管口的平面方程参数;利用弯头中心、角度以及长度确定弯头管口的平面方程参数;建立过渡管坐标系,将现有管道管口和弯头管口的平面方程进行统一坐标系转换,计算过渡管的尺寸及管口形状;(5)过渡管管口上与现有管道管口上测量点相对应的点作为参考点,选取一个参考点作为过渡管切割的入刀点,将步骤(4)中得到的过渡管的管口外圆形状展开成二维图形并打印,再将其缠绕在过渡管上用以标记过渡管的切割轨迹,作为 ...
【技术特征摘要】
1.一种城市管道施工现场组对控制的方法,其特征在于,步骤如下:(1)利用空间坐标测量设备获取现有管道管壁和管口上测量点的三维坐标;测量点在管壁和管口上均为均匀分布;(2)依据空间圆柱面到中心轴线距离约束关系,构建圆柱参数模型;(3)基于现有管道管壁上的测量点坐标,采用雅可比迭代算法和圆柱参数模型进行拟合,迭代优化得到特征参数,包括圆柱轴线方向向量、端面与轴线交点坐标以及圆柱半径,将特征参数带入圆柱轴线方程,计算出弯头角度;通过建立圆柱轴线空间投影面,计算现有管道轴线空间相交和空间异面两种情况的弯头空间摆放位姿;(4)基于现有管道管口的测量点坐标,采用雅可比迭代算法和空间平面方程进行拟合,迭代优化得到现有管道管口的平面方程参数;利用弯头中心、角度以及长度确定弯头管口的平面方程参数;建立过渡管坐标系,将现有管道管口和弯头管口的平面方程进行统一坐标系转换,计算过渡管的尺寸及管口形状;(5)过渡管管口上与现有管道管口上测量点相对应的点作为参考点,选取一个参考点作为过渡管切割的入刀点,将步骤(4)中得到的过渡管的管口外圆形状展开成二维图形并打印,再将其缠绕在过渡管上用以标记过渡管的切割轨迹,作为过渡管现场切割的指导方法;将切割完的过渡管安装在现有管道弯头之间,完成管道组对控制;所述的步骤(2)中,根据圆柱面到中心轴线的距离与半径的误差关系,构建圆柱参数模型如下:(A2+B2+C2)[(xi-x0)2+(yi-y0)2+(zi-z0)2]-[A(xi-x0)+B(yi-y0)+C(zi-z0)]2;=(A2+B2+C2)R2其中,(xi,yi,zi)分别表示测量点的x,y,z坐标,(x0,y0,z0)分别是圆柱中心轴线上一点的x,y,z坐标,A,B,C为圆柱中心轴线的方向向量,R是圆柱半径;所述的步骤(3)中,采用牛顿迭代法将非线性的圆柱参数模型线性化,构造雅可比矩阵,将现有管道管壁上的测量点坐标带入雅可比矩阵,采用雅可比迭代算法和圆柱参数模型拟合测量点坐标,在确定参数的迭代初值时,在现有管道管口外圆圆周上测量点坐标(xi,yi,zi),圆柱...
【专利技术属性】
技术研发人员:任同群,谯珊,娄俊勇,刘钰,王晓飞,钱志龙,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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