一种箱梁梁端结构尺寸检测方法技术

本发明专利技术提供了一种箱梁梁端结构尺寸检测方法，采用箱梁梁端结构尺寸检测装置对箱梁梁端结构尺寸进行检测，所述箱梁梁端结构尺寸检测装置包括相互间隔设置的尺寸检测摄影系统和标靶参考系统；箱梁梁端结构尺寸检测方法包括以下步骤：步骤一、安装箱梁梁端结构尺寸检测装置；步骤二、云端服务器通过无线输送模块向尺寸检测摄影系统发射拍摄指令，尺寸检测摄影系统对待检测箱梁的梁端结构进行图像的拍摄，并将所拍摄得到的图像数据传送至工控机中；步骤三、利用云端服务器对待检测箱梁梁端的图像数据进行处理，得到待检测箱梁梁端的结构尺寸；步骤四、云端服务器对所得到的待检测箱梁梁端的结构尺寸进行对比分析，并将分析结果进行反馈。果进行反馈。果进行反馈。

【技术实现步骤摘要】
一种箱梁梁端结构尺寸检测方法


[0001]本专利技术涉及尺寸检测
，特别是涉及一种箱梁梁端结构尺寸检测方法。

技术介绍

[0002]箱梁是桥梁工程中梁的一种，现有箱梁的结构一般为：内部为空心状，上部两侧设有翼缘，且分单箱或多箱等结构。箱梁在梁场制作完成之后，结构上不应有影响结构性能和使用功能的尺寸偏差，为避免此类尺寸偏差的发生，箱梁都需在出厂前需要进行结构检测，以确保尺寸精度要求。
[0003]箱梁梁端结构尺寸检测是箱梁尺寸检测工作中的一部分。传统的结构尺寸的检测方法采用钢卷尺直接接触式测量或全站仪、三维激光扫描仪等非接触式测量的方式进行检测，其中钢卷尺直接接触式测量，受施工环境影响大，检测大型箱梁结构尺寸还需多个人员之间进行有效配合，耗时，耗力，人员安全无法保证，检测效率不高且精度受人为因素影响，检测结果对比中，粗差占重较大。全站仪或三维激光扫描仪等非接触式测量方式相较于钢卷尺直接接触式测量，能够很大程度上的确保人员安全，精度有保证，并且检测效率有所提高，然而其仪器成本费用较高，前期准备程序较多，并且需现场施工人员的配合，在检测效率及检测方式上还有一定的补足空间。

技术实现思路

[0004]为解决现有箱梁尺寸检测存在的不足，本专利技术提供一种箱梁梁端结构尺寸检测方法，旨在实现箱梁梁端结构尺寸的云端检测，并实现流水线化处理。
[0005]本专利技术提供了一种箱梁梁端结构尺寸检测方法，采用箱梁梁端结构尺寸检测装置对箱梁梁端结构尺寸进行检测，所述箱梁梁端结构尺寸检测装置包括相互间隔设置的尺寸检测摄影系统和标靶参考系统；
[0006]箱梁梁端结构尺寸检测方法包括以下步骤：
[0007]步骤一、安装箱梁梁端结构尺寸检测装置；
[0008]步骤二、云端服务器通过无线输送模块向尺寸检测摄影系统发射拍摄指令，尺寸检测摄影系统对待检测箱梁的梁端结构进行图像的拍摄，并将所拍摄得到的图像数据传送至工控机中；
[0009]步骤三、利用云端服务器对待检测箱梁梁端的图像数据进行处理，得到待检测箱梁梁端的结构尺寸；
[0010]步骤四、云端服务器对所得到的待检测箱梁梁端的结构尺寸进行对比分析，并将分析结果进行反馈。
[0011]可选的，所述尺寸检测摄影系统包括CCD摄像机，所述标靶参考系统包括多个标靶面，所述多个标靶面的中心坐标数据分别通过测量仪进行测量得到；
[0012]可选的，所述步骤二中，所拍摄得到的图像数据包括待检测箱梁的左梁端图像数据和待检测箱梁的右梁端图像数据；
[0013]所述待检测箱梁的左梁端图像数据采用设置于待检测箱梁的左梁端侧的尺寸检测摄影系统拍摄而成；
[0014]所述待检测箱梁的右梁端图像数据采用设置于待检测箱梁的右梁端侧的尺寸检测摄影系统拍摄而成。
[0015]可选的，所述步骤三中，利用云端服务器对待检测箱梁梁端的图像数据进行处理的具体过程如下：
[0016](一)、将利用测量仪对多个标靶面的中心坐标数据进行测量得到多组标靶面的三维坐标数据分别录入云端服务器中；
[0017](二)、云端服务器从工控机中调取需处理的待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据；
[0018](三)、针对待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据，以标靶中心为控制点求由CCD摄像机所拍摄的各影像的像方坐标与控制坐标之间的转换参数1系数以及识别该图像数据中各检测点在由CCD摄像机所拍摄的各影像中的像点坐标数据；
[0019](四)、根据转换参数1系数和像点坐标数据，求得图像数据中各检测点在独立坐标系下的空间三维坐标数据；
[0020](五)、根据各检测点在独立坐标系下的空间三维坐标数据以及各检测点直接的空间对应关系，求得待检测箱梁梁端的结构实际尺寸。
[0021]可选的，云端服务器从工控机中调取需处理的图像数据的具体过程如下：
[0022]云端服务器通过无线输送模块与工控机相连，并将存储于工控机中的图像数据传输至云端服务器的数据库中；
[0023]云端服务器从数据库中提取出待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据，并从该图像数据中提取出分别由两组CCD摄像机针对该待检测箱梁的左梁端或右梁端所拍摄的两张图像。
[0024]可选的，识别待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据中各检测点在由尺寸检测摄影系统所拍摄的各影像中的像点坐标数据的具体过程如下：
[0025]待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据中各检测点的设置：当待检测箱梁梁端的尺寸段为直线段时，则将该直线段的两个端点均设置为检测点；当待检测箱梁梁端的尺寸段为圆弧段时，则将该圆弧段的两个端点以及圆心点均设置为检测点；
[0026]针对待检测箱梁梁端的尺寸段为两条直线交点进行识别时，通过拾取两条直线上的多个点拟合出两条直线方程，再通过将两条直线方程的方程式进行联立，求得两条直线交点的像点坐标数据(X
zx
，Y
zx
)；
[0027]拟合直线方程的公式如下：
[0028]y＝kx+b
[0029][0030][0031]其中：(x
i
，y
i
)为直线上第i个点的像点坐标数据，为所有像点坐标数据x坐标的平均值，为所有像点坐标数据y坐标的平均值，b为直线的截距，x为直线方程中的自变量，y为直线方程中的因变量，k为直线方程中的斜率，k不能为0；
[0032]针对待检测箱梁梁端的尺寸段为圆心的检测点，通过多次拾取圆弧段上的点，运用最小二乘法对圆心像点坐标进行拟合：
[0033]圆的方程为：R2＝(x
‑
X
yh
)2+(y
‑
Y
yh
)2[0034]令：
[0035][0036]B＝N∑x
i
y
i
‑
∑x
i
∑y
i
[0037][0038][0039][0040]解得：
[0041]a＝(E
·
B
‑
C
·
D)/(A
·
D
‑
B2)
[0042]b＝(E
·
A
‑
C
·
B)/(B2‑
D
·
A)
[0043][0044]得到X
yh
、Y
yh
的拟合值：
[0045][0046][0047]其中：A、B、C、D、E、a、b、c为设定参数，(x
i
，y
i
)为圆弧段上第i个点的像点坐标数据，N为用于拟合圆心的点的总个数，(X
yh
，Y
yh
)为拟合圆心的像点坐标数据；
[0048]针对待检测箱梁梁端尺寸段为直线与圆弧段切点的检测点，通过联立拟合的直线段方程与圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种箱梁梁端结构尺寸检测方法，其特征在于，采用箱梁梁端结构尺寸检测装置对箱梁梁端结构尺寸进行检测，所述箱梁梁端结构尺寸检测装置包括相互间隔设置的尺寸检测摄影系统(1)和标靶参考系统(2)；箱梁梁端结构尺寸检测方法包括以下步骤：步骤一、安装箱梁梁端结构尺寸检测装置；步骤二、云端服务器通过无线输送模块向尺寸检测摄影系统发射拍摄指令，尺寸检测摄影系统对待检测箱梁的梁端结构进行图像的拍摄，并将所拍摄得到的图像数据传送至工控机中；步骤三、利用云端服务器对待检测箱梁梁端的图像数据进行处理，得到待检测箱梁梁端的结构尺寸；步骤四、云端服务器对所得到的待检测箱梁梁端的结构尺寸进行对比分析，并将分析结果进行反馈。2.根据权利要求1所述的箱梁梁端结构尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤二中，所述尺寸检测摄影系统包括CCD摄像机，所述标靶参考系统(2)包括多个标靶面(2
‑2‑
1)，所述多个标靶面(2
‑2‑
1)的中心坐标数据分别通过测量仪进行测量得到；所拍摄得到的图像数据包括待检测箱梁的左梁端图像数据和待检测箱梁的右梁端图像数据；所述待检测箱梁的左梁端图像数据采用设置于待检测箱梁的左梁端侧的尺寸检测摄影系统拍摄而成；所述待检测箱梁的右梁端图像数据采用设置于待检测箱梁的右梁端侧的尺寸检测摄影系统拍摄而成。3.根据权利要求2所述的箱梁梁端结构尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤三中，利用云端服务器对待检测箱梁梁端的图像数据进行处理的具体过程如下：将利用测量仪对多个标靶面的中心坐标数据进行测量得到多组标靶面的三维坐标数据分别录入云端服务器中；云端服务器从工控机中调取需处理的待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据；针对待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据，以标靶中心为控制点求由CCD摄像机所拍摄的各影像的像方坐标与控制坐标之间的转换参数1系数以及识别该图像数据中各检测点在由CCD摄像机所拍摄的各影像中的像点坐标数据；根据转换参数1系数和像点坐标数据，求得图像数据中各检测点在独立坐标系下的空间三维坐标数据；根据各检测点在独立坐标系下的空间三维坐标数据以及各检测点直接的空间对应关系，求得待检测箱梁梁端的结构实际尺寸。4.根据权利要求3所述的箱梁梁端结构尺寸检测方法，其特征在于，云端服务器从工控机中调取需处理的图像数据的具体过程如下：云端服务器通过无线输送模块与工控机相连，并将存储于工控机中的图像数据传输至云端服务器的数据库中；云端服务器从数据库中提取出待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据，并从
该图像数据中提取出分别由两组CCD摄像机针对该待检测箱梁的左梁端或右梁端所拍摄的两张图像。5.根据权利要求4所述的箱梁梁端结构尺寸检测方法，其特征在于，识别待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据中各检测点在由尺寸检测摄影系统所拍摄的各影像中的像点坐标数据的具体过程如下：待检测箱梁的左梁端图像数据或右梁端图像数据中各检测点的设置：当待检测箱梁梁端的尺寸段为直线段时，则将该直线段的两个端点均设置为检测点；当待检测箱梁梁端的尺寸段为圆弧段时，则将该圆弧段的两个端点以及圆心点均设置为检测点；针对待检测箱梁梁端的尺寸段为两条直线交点进行识别时，通过拾取两条直线上的多个点拟合出两条直线方程，再通过将两条直线方程的方程式进行联立，求得两条直线交点的像点坐标数据(X
zx
，Y
zx
)；拟合直线方程的公式如下：y＝kx+by＝kx+b其中：(x
i
，y
i
)为直线上第i个点的像点坐标数据，为所有像点坐标数据x坐标的平均值，为所有像点坐标数据y坐标的平均值，b为直线的截距，x为直线方程中的自变量，y为直线方程中的因变量，k为直线方程中的斜率，k不能为0；针对待检测箱梁梁端的尺寸段为圆心的检测点，通过多次拾取圆弧段上的点，运用最小二乘法对圆心像点坐标进行拟合：圆的方程为：R2＝(x
‑
X
yh
)2+(y
‑
Y
yh
)2令：B＝N∑x
i
y
i
‑
∑x
i
∑y
iii
解得：a＝(E
·
B
‑
C
·
D)/(A
·
D
‑
B2)b＝(E
·
A
‑
C
·
B)/(B2‑
D
·
A)得到X
yh
、Y
yh
的拟合值：
其中：A、B、C、D、E、a、b、c为设定参数，(x
i
，y
i
)为圆弧段上第i个点的像点坐标数据，N为用于拟合圆心的点的总个数，(X
yh
，Y
yh
)为拟合圆心的像点坐标数据；针对待检测箱梁梁端尺寸段为直线与圆弧段切点的检测点，通过联立拟合的直线段方程与圆弧段方程，求得该检测点在影像坐标系下的坐标。6.根据权利要求5所述的箱梁梁端结构尺寸检测方法，其特征在于，求得待检测箱梁梁端的结构实际尺寸的计算过程如下：针对待检测箱梁梁端尺寸段为直线段时，根据直线段两端的检测点的坐标求得该直线段的结构尺寸，公式如下：其中：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：文言，曾雄鹰，吴勇生，杨承昆，王佳龙，朱艳，赵世民，
申请(专利权)人：湖南联智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：