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一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法及系统技术方案

技术编号:41870618 阅读:15 留言:0更新日期:2024-07-02 00:21
本发明专利技术公开一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法及系统,该方法包括:布设正交三维光标与图像采集装置,建立坐标系;在转体施工前获取三维正交光标的初始姿态图像,提取光束投影的成像信息,并确定初始姿态时各坐标系之间的变换关系;建立光束与光束投影之间的映射关系,采用变分原理和数值迭代法求解光标初始姿态;桥梁转体过程中连续采集桥梁不同时刻的姿态图像,求解不同时刻桥梁转体姿态;计算桥梁从初始姿态变换至任意时刻姿态的相对旋转矩阵,从中分离得到相对旋转欧拉角。该方法采用三维正交光标作为视觉输入,能够准确计算转体桥梁从初始姿态至任意姿态的相对转角,实现对桥梁转体全过程的实时监测,准确、高效、低成本、安全、无接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法及系统,属于桥梁转体施工监测。


技术介绍

1、随着我国基础建设的不断发展,立体交叉的线路数量大量增加,其伴随而来的跨线桥施工如何避免对既有线路造成干扰的问题成为工程界研究的热点。桥梁转体施工法作为一种无干扰的跨线桥施工方法,近年来逐渐受到重视并得以广泛应用。该方法已成功应用于全世界数百座桥梁,包括连续梁桥、拱桥、斜拉桥等。转体施工法的采用显著简化并加速了桥梁的施工,具有较高的经济性与时效性。

2、一方面,在桥梁的转动牵引过程中,若桥梁转体超过设计角度,则只能采用千斤顶顶推回位,因此对精准转体提出了较高的要求。另一方面,由于固定在上部结构的撑脚与滑道之间存在空隙,转体过程中梁体在绕竖轴转动的同时,还存在绕结构纵、横向的转动,导致转体结构的空间位姿在一定范围内变动。因此,要确保“转得准”,实现转体桥梁跨越障碍、穿越指定空间等精准动作,对桥梁转体施工过程进行监测成为关键研究问题。

3、目前主要使用传统接触式监测手段进行转体桥梁的转动监测,如转盘指针法、传感器技术等方法。转盘指针法的应用最本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:步骤S1中,三维正交光标由三个激光发射器相互垂直连接组成;所述三个激光发射器分别发射不同颜色的激光;

3.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:正交三维光标光束投影在成像平面的方向角和交点坐标按下述方法得到:

4.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:步骤S3中,根据成像原理,光束与光束投影的映射关系按下述方法得到:

5.如权利要求1所述的基于三...

【技术特征摘要】

1.一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:步骤s1中,三维正交光标由三个激光发射器相互垂直连接组成;所述三个激光发射器分别发射不同颜色的激光;

3.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:正交三维光标光束投影在成像平面的方向角和交点坐标按下述方法得到:

4.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:步骤s3中,根据成像原理,光束与光束投影的映射关系按下述方法得到:

5.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:步骤s3中,将三维正交光标光束与光束投影的映射关系以及光标坐标系与相机坐标系的变换关系联立方程,根据s2所得初始姿态时光束投影的方向角和交点坐标,采用数值迭代法对联立方程进行求解,得到初始姿态时三维正交光标在相机坐标系下对应的旋转欧拉角α、β、γ;

6.如权利要求1所述的基于三维正交光标的桥梁转体监测方法,其特征在于:步骤s3中,根据相机坐标系与光标坐标系的变换关系以及光标坐标系与...

【专利技术属性】
技术研发人员:柳蓓王宁波常柱刚陈志刚左勇健
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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