基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法技术

本发明专利技术公开了基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，包括：将多个标靶安装在待测钢筋部品上；通过三维激光扫描仪对施工区域进行扫描，得到原始三维点云数据；对原始三维点云数据依次进行拼接和去噪处理，得到待测钢筋部品的三维点云数据；分别提取不同钢筋的圆心坐标并拟合得到对应钢筋的轴线；计算待测钢筋部品的关键尺寸；对钢筋部品节段的质量进行评价。本发明专利技术对由扫描仪获取的三维点云数据进行批量化拼接、去噪处理，并通过圆心、轴线提取的方法快速、自动计算得到待测钢筋部品的关键尺寸数据，再结合质量评价的方法清晰直观的判断钢筋部品的质量是否合格，极大提高了检测的精确度和工作效率。测的精确度和工作效率。测的精确度和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法


[0001]本专利技术涉及钢筋部品测量
更具体地说，本专利技术涉及基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法。

技术介绍

[0002]目前在桥塔施工中，钢筋部品绑扎完成后需要对关键尺寸进行测量验收。传统的方法是通过卷尺或全站仪抽样对钢筋间距、保护层厚度、角度等验收项目进行测量，存在测量误差大，工效低等缺点，尤其是对于3m以上节段的多边形大尺寸桥梁索塔钢筋网片进行验收时，采用人工测量的方法不仅劳动强度大，而且工效较低。另外，传统测量手段只能选取部分点位进行测量，不能完整反应整个钢筋部品的成型质量，测量结果的准确度无法得到保证。
[0003]为解决上述问题，需要设计一种基于三维激光扫描技术的钢筋部品质量自动化检测方法，在保证测量精确度的条件下提高测量效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供基于三维激光扫描技术的钢筋部品质量自动化检测方法，对由扫描仪获取的三维点云数据进行批量化拼接、去噪处理，并通过圆心、轴线提取的方法快速、自动计算得到待测钢筋部品的关键尺寸数据，再结合质量评价的方法清晰直观的判断钢筋部品的质量是否合格，极大提高了检测的精确度和工作效率。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，包括：
[0006]S1、将多个标靶安装在待测钢筋部品上；
[0007]S2、通过三维激光扫描仪对待测钢筋部品所在的施工区域从多个不同的方位进行扫描，得到原始三维点云数据；
[0008]S3、对原始三维点云数据依次进行拼接和去噪处理，得到待测钢筋部品的三维点云数据；
[0009]S4、从待测钢筋部品的三维点云数据中分别提取不同钢筋的圆心坐标并拟合得到对应钢筋的轴线；
[0010]S5、根据不同钢筋的圆心坐标和轴线自动计算待测钢筋部品的关键尺寸；
[0011]S6、分别计算待测钢筋部品中不同的钢筋部品节段在对接时的横向、纵向、径向偏差值，并根据计算结果对钢筋部品节段的质量进行评价。
[0012]优选的是，所述基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，S1中，所述多个标靶为至少三个标靶，任意三个标靶的中心不位于同一条直线上。
[0013]优选的是，所述基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，S3中，对原始三维点云数据进行拼接处理的方法包括：删除原始三维点云数据中的外部点云数据后，利用标靶对从不同的方位扫描得到的三维点云数据进行拼接，得到完整的待测钢筋部品的三
维点云数据。
[0014]优选的是，所述基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，S3中，对待测钢筋部品的三维点云数据进行去噪处理的方法包括：采用高斯滤波的方法对拼接后的三维点云数据进行自动去噪。
[0015]优选的是，所述基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，S4中，对任一钢筋的轴线进行拟合的方法包括：
[0016]S41、截取所述钢筋的三维点云数据，使用RANSAC算法从中提取得到圆心坐标；
[0017]S42、提取对应钢筋在每个截面的圆心坐标，然后基于最小二乘法拟合得到所述钢筋的轴线。
[0018]优选的是，所述基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，S5中，待测钢筋部品的关键尺寸包括：主筋间距、主筋端头长度、网面平面度、网面夹角。
[0019]优选的是，所述基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，S6中，所述横向偏差值为相邻的两个钢筋部品节段在对接时的横向错位距离，所述纵向偏差值为相邻的两个钢筋部品节段在对接时的纵向错位距离，所述径向偏差值为所述钢筋部品节段在对接时的径向错位距离；
[0020]对所述钢筋部品节段的质量进行评价的方法包括：
[0021]S61、以所述两个钢筋部品节段的第一根主筋对接的横向错位距离为基准错位值，计算其他主筋对接的横向错位距离，当其他主筋对接的横向错位距离中的最大值大于所述基准错位值时，所述两个钢筋部品节段的质量被评价为不合格；
[0022]S62、以所述两个钢筋部品节段的第一根主筋对接的纵向错位距离为基准错位值，计算其他主筋对接的纵向错位距离，当任意主筋对接的纵向错位距离大于所述基准错位值时，所述两个钢筋部品节段的质量被评价为不合格；
[0023]S63、以所述钢筋部品节段的第一根主筋的圆心到设定的理论安装线的径向距离为基准距离，计算其他主筋的圆心到所述理论安装线的径向距离，当其他主筋对应的径向距离中的最大值大于所述基准距离时，所述钢筋部品节段的质量被评价为不合格。
[0024]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0025]1、本专利技术通过扫描仪获取包含待测钢筋部品的原始点云数据，经过拼接、去噪等操作从复杂场景出提取出待测钢筋部品的点云数据，再通过特定的算法拟合得到每根钢筋的中轴线，基于钢筋线条拟合得到多边形网片的每个平面，自动计算得到钢筋部品关键尺寸，再通过质量评价的方法直观、快速、准确的对钢筋部品各节段的质量进行判断，解决了对大尺度桥塔钢筋部品关键尺寸测量时存在的人工劳动强度大、测量误差大、测量效率低的问题；
[0026]2、本专利技术改变了传统的桥塔施工钢筋质量测量方式，通过对三维点云数据的批量化自动处理能够快速得到主筋间距、主筋端头长度、网面平面度、网片夹角等关键尺寸指标，相比传统钢筋部品测量中只能进行有限点数测量的方法，极大提高了测量的准确度和工作效率，对钢筋绑扎质量的验收有更科学的量化指导意义，且能够广泛应用于在桥塔施工领域中不同钢筋部品的质量检测中，具有广阔的应用前景。
[0027]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一个实施例的基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法的流程示意图；
[0029]图2为上述实施例中所述待测钢筋部品的整体结构示意图；
[0030]图3为上述实施例中所述待测钢筋部品的平面结构示意图；
[0031]图4为上述实施例中所述待测钢筋部品的三维点云数据在去噪前的示意图；
[0032]图5为上述实施例中所述待测钢筋部品的三维点云数据在去噪后的示意图；
[0033]图6为上述实施例中所述S4中提取钢筋的圆心坐标的示意图；
[0034]图7为上述实施例中所述S4中拟合钢筋的轴线的示意图；
[0035]图8为上述实施例中所述S6中计算钢筋部品节段的横向偏差值的示意图；
[0036]图9为上述实施例中所述S6中计算钢筋部品节段的纵向偏差值的示意图；
[0037]图10为上述实施例中所述S6中计算钢筋部品节段的径向偏差值的示意图。
[0038]附图标记说明：
[0039]1、主筋；2、箍筋；3、主筋端头；4、钢筋网片节段一；5、钢筋网片节段二；6、理论安装位置一；7、理论安装位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，其特征在于，包括：S1、将多个标靶安装在待测钢筋部品上；S2、通过三维激光扫描仪对待测钢筋部品所在的施工区域从多个不同的方位进行扫描，得到原始三维点云数据；S3、对原始三维点云数据依次进行拼接和去噪处理，得到待测钢筋部品的三维点云数据；S4、从待测钢筋部品的三维点云数据中分别提取不同钢筋的圆心坐标并拟合得到对应钢筋的轴线；S5、根据不同钢筋的圆心坐标和轴线自动计算待测钢筋部品的关键尺寸；S6、分别计算待测钢筋部品中不同的钢筋部品节段在对接时的横向、纵向、径向偏差值，并根据计算结果对钢筋部品节段的质量进行评价。2.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，其特征在于，S1中，所述多个标靶为至少三个标靶，任意三个标靶的中心不位于同一条直线上。3.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，其特征在于，S3中，对原始三维点云数据进行拼接处理的方法包括：删除原始三维点云数据中的外部点云数据后，利用标靶对从不同的方位扫描得到的三维点云数据进行拼接，得到完整的待测钢筋部品的三维点云数据。4.如权利要求3所述的基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，其特征在于，S3中，对待测钢筋部品的三维点云数据进行去噪处理的方法包括：采用高斯滤波的方法对拼接后的三维点云数据进行自动去噪。5.如权利要求1所述的基于三维激光扫描的钢筋部品质量自动化检测方法，其特征在于，S4中，对任一钢筋的轴线进行拟合的方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬冬，朱明清，程茂林，吴中正，陈斌，张晓平，夏昊，涂同珩，黄剑，肖浩，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：