一种三维测量仪及测量方法技术

本发明专利技术公开了一种三维测量仪及测量方法，三维测量仪包括：架体，用于罩设在所述海底管道上；水平移动组件，设置在架体上；旋转组件，设置在水平移动组件上；探头，设置在旋转组件上，用于感应海底管道周向上待测量点的数据；水平位移传感器，设置在水平移动组件上，用于测量探头沿海底管道的轴向方向上的水平移动距离数据；垂直位移传感器，设置在旋转组件上，用于测量探头沿海底管道的径向方向上垂直移动距离数据；角度传感器，设置在旋转组件上，用于测量探头沿海底管道的周向方向的圆周角度数据；成像设备，根据水平移动距离数据、垂直移动距离数据、圆周角度数据得到海底管道的三维图形。本发明专利技术提高了海底管道测量的测量精度以及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维测量仪及测量方法
本专利技术涉及海底管道测量设备
，尤其涉及的是一种三维测量仪及测量方法。
技术介绍
海底管道是开发、运输海洋资源的重要工具，而各种海洋现象难以预料，这些海洋现象会对海底管道的安全掩埋产生一定的威胁。一旦海底管道出现破损时则需要进行精准测量，以为后期管线修复提供可靠依据。目前，测量海底管道通常具有三种方式：1、激光成像测量，利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据，具有不接触性，且能够高密度、高精度大量的采集空间点位信息，但其对环境要求高，需要洁净的空气或水，否则影响光线反射，不能精确测量，甚至无法测量；2、超声波成像测量，三维超声是将连续不同平面的二维图像进行计算机处理，得到一个重建的有立体感的图形，具有不接触性，且能够高密度、大量的采集空间点位信息，但其在水下环境声呐成像的误差较大，达不到精准测量要求；3、脱模式测量，通过制作一个密封模具将待测量管道包住，然后模具里加注注塑类的材料，待材料硬化成型后，将模具切割拆卸下来，脱模式测量能够完整的将管道外形测量出来，但在测量较长管路时，往模具里填充注塑材料时可能填充不满(特别是水下环境)，且没有可靠的水下注塑材料，在拆注塑模型时可能将模型损坏。因此，现有的海底管道的测量方式的可靠性较低、测量精度较差。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种三维测量仪及测量方法，以提高海底管道测量的测量精度以及可靠性。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供的一种三维测量仪，其用于测量海底管道，所述三维测量仪包括：架体，所述架体用于罩设在所述海底管道上；水平移动组件，所述水平移动组件设置在所述架体上；旋转组件，所述旋转组件设置在所述水平移动组件上；探头，所述探头设置在所述旋转组件上，用于感应所述海底管道周向上待测量点的数据；水平位移传感器，所述水平传感器设置在所述水平移动组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的轴向方向上的水平移动距离数据；垂直位移传感器，所述垂直位移传感器设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的径向方向上垂直移动距离数据；角度传感器，所述角度传感器设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的周向方向的圆周角度数据；成像设备，所述成像设备分别与所述水平位移传感器、所述垂直位移传感器、所述角度传感器、所述探头电连接，并根据所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据得到所述海底管道的三维图形。本专利技术的进一步设置，所述水平移动组件包括：滑轨，所述滑轨设置在所述架体上；安装座，所述安装座滑动连接在所述滑轨上；所述旋转组件与所述安装座连接；所述水平移动传感器安装在所述滑轨上。本专利技术的进一步设置，所述旋转组件包括：齿圈，所述齿圈设置在所述安装座上；第一齿轮，所述第一齿轮转动连接在所述齿圈上；第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述齿圈上并与所述第一齿轮啮合，用于驱动所述第一齿轮转动；安装支架，所述安装支架设置在所述第一齿轮上，并随着所述第一齿轮围绕所述海底管道转动；其中，所述角度传感器安装在所述第二齿轮上，所述探头设置在所述安装支架底部，所述垂直位移传感器设置在所述安装支架顶部。本专利技术的进一步设置，所述架体底部具有第一开口，所述齿圈对应所述第一开口的位置设置有第二开口。本专利技术的进一步设置，所述齿圈上设置有第一容置槽，所述第一齿轮设置在所述第一容置槽内；所述齿圈上间隔设置有若干第三开口，所述第二齿轮通过所述第三开口与所述第一齿轮啮合。本专利技术的进一步设置，所述三维测量仪还包括触针，所述触针设置在所述安装支架上并位于所述探头一侧，用于确定所述探头的位置。本专利技术的进一步设置，所述三维测量仪还包括姿态传感器，所述姿态传感器设置在所述滑轨上并与所述成像设备电连接，用于获取所述架体的三维位姿数据。本专利技术的进一步设置，所述三维测量仪还包括若干径向夹紧装置，所述径向夹紧装置沿所述架体周向间隔设置，并用于通过所述姿态传感器获取的三维位姿数据调节所述架体的三维位姿。本专利技术的进一步设置，所述三维测量仪还包括计数器，所述计数器设置在所述齿圈上并与所述成像设备电连接，用于记录所述探头转动的圈数。本专利技术的进一步设置，所述三维测量仪还包括若干防沉装置，若干所述防沉装置间隔设置在所述架体底部。基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种三维测量仪的测量方法，应用于上述的三维测量仪中，所述方法包括步骤：驱动所述旋转组件旋转，以驱动所述探头沿所述海底管道周向转动，并通过所述探头感应每个待测量点的数据，并将所述水平位移传感器、所述垂直位移传感器、所述角度传感器分别测得的所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据传递至所述成像设备；其中，所述探头测量时从零点开始共计测量10-30个点；当所述探头旋转一周后，驱动所述水平移动组件，以驱动所述旋转组件水平移动一段距离，其后反向驱动所述旋转组件旋转，以驱动所述探头沿所述海底管道周向转动，并通过所述探头感应每个待测量点的数据，并将所述水平位移传感器、所述垂直位移传感器、所述角度传感器分别测得的所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据传递至所述成像设备；所述成像设备根据所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据生成海底管道的三维图像。本专利技术所提供的一种三维测量仪及测量方法，所述三维测量仪用于测量海底管道，所述三维测量仪包括：架体，所述架体用于罩设在所述海底管道上；水平移动组件，所述水平移动组件设置在所述架体上；旋转组件，所述旋转组件设置在所述水平移动组件上；探头，所述探头设置在所述旋转组件上，用于感应所述海底管道周向上待测量点的数据；水平位移传感器，所述水平传感器设置在所述水平移动组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的轴向方向上的水平移动距离数据；垂直位移传感器，所述垂直位移传感器设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的径向方向上垂直移动距离数据；角度传感器，所述角度传感器设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的周向方向的圆周角度数据；成像设备，所述成像设备分别与所述水平位移传感器、所述垂直位移传感器、所述角度传感器、所述探头电连接，并根据所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据得到所述海底管道的三维图形。本专利技术提高了海底管道测量的测量精度以及可靠性。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维测量仪，用于测量海底管道，其特征在于，包括：/n架体，用于罩设在所述海底管道上；/n水平移动组件，设置在所述架体上；/n旋转组件，设置在所述水平移动组件上；/n探头，设置在所述旋转组件上，用于感应所述海底管道周向上待测量点的数据；/n水平位移传感器，设置在所述水平移动组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的轴向方向上的水平移动距离数据；/n垂直位移传感器，设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的径向方向上的垂直移动距离数据；/n角度传感器，设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的周向方向的圆周角度数据；/n成像设备，分别与所述水平位移传感器、所述垂直位移传感器、所述角度传感器、所述探头电连接，并根据所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据得到所述海底管道的三维图形。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维测量仪，用于测量海底管道，其特征在于，包括：
架体，用于罩设在所述海底管道上；
水平移动组件，设置在所述架体上；
旋转组件，设置在所述水平移动组件上；
探头，设置在所述旋转组件上，用于感应所述海底管道周向上待测量点的数据；
水平位移传感器，设置在所述水平移动组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的轴向方向上的水平移动距离数据；
垂直位移传感器，设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的径向方向上的垂直移动距离数据；
角度传感器，设置在所述旋转组件上，用于测量所述探头沿所述海底管道的周向方向的圆周角度数据；
成像设备，分别与所述水平位移传感器、所述垂直位移传感器、所述角度传感器、所述探头电连接，并根据所述水平移动距离数据、所述垂直移动距离数据、所述圆周角度数据得到所述海底管道的三维图形。


2.根据权利要求1所述的三维测量仪，其特征在于，所述水平移动组件包括：
滑轨，所述滑轨设置在所述架体上；
安装座，所述安装座滑动连接在所述滑轨上；
所述旋转组件与所述安装座连接；
所述水平移动传感器安装在所述滑轨上。


3.根据权利要求2所述的三维测量仪，其特征在于，所述旋转组件包括：
齿圈，所述齿圈设置在所述安装座上；
第一齿轮，所述第一齿轮转动连接在所述齿圈上；
第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述齿圈上并与所述第一齿轮啮合，用于驱动所述第一齿轮转动；
安装支架，所述安装支架设置在所述第一齿轮上，并随着所述第一齿轮围绕所述海底管道转动；
其中，所述角度传感器设置在所述第二齿轮上，所述探头设置在所述安装支架底部，所述垂直位移传感器设置在所述安装支架顶部。


4.根据权利要求3所述的三维测量仪，其特征在于，所述架体底部具有第一开口，所述齿圈对应所述第一开口的位置设置有第二开口。


5.根据权利要求4所述的三维测量仪，其特征在于，所述齿圈上设置有第一容置槽，所述第一齿轮设置在所述第一容置槽内；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万波，
申请(专利权)人：天津渤海万达海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12