[发明专利]一种水火弯板加工现场钢板数据提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及船体外板加工领域，更具体地，涉及一种水火弯板加工现场钢板数据提取方法。

背景技术

水火弯板是指沿预定的加热线用氧-乙炔烘炬对板材进行局部线状加热，并用水跟踪冷却(或让其自然冷却)，使板产生局部塑性变形，从而将板材弯成所要求的曲面形状的一种弯板方法。有的国家称为线状加热法。水火弯板是目前大多数船舶制造，钢结构等重工企业弯制复杂曲度板和船体内部大型构件的主要工艺方法。

传统水火弯板过程中，依靠工人利用手工卡样板对钢板形状估计，对工人的技术性要求高。而且这种人为主观判断的测量方式准确性和稳定性不能得到有效保证。随着船舶制造的要求不断提高，与自动化装备相结合的水火弯板工艺是船舶外板加工的重要方向。加工过程中，利用三维激光扫描仪获取车间现场所有数据。钢板数据是钢板描述、成型评价等一系列加工步骤的前提。所以如何从全局数据中有效地提取钢板数据，是加工过程自动化的关键。

发明内容

本发明为克服传统水火弯板过程中，依靠工人主观判断的测量钢板形状的不准确性和不稳定等问题，提供一种能够准确、稳定、快速高效的提取钢板数据的水火弯板加工现场钢板数据提取方法，提高了数据处理效率，并且适用性强。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种水火弯板加工现场钢板数据提取方法，所述方法包括以下步骤：

S1：获取水火弯板加工现场所有点云数据；

S2：根据预设的提取参数从水火弯板加工现场所有点云数据中提取钢板及钢板周边的点云数据作为准钢板数据；

S3：将获得的准钢板数据按特征分成不同的类别；

S4：根据钢板数据的特点，从各个类别的数据中提取钢板数据。

在一种优选的方案中，步骤S1中，采用激光三维扫描仪对水火弯板加工现场进行扫描，从而获取水火弯板加工现场所有点云数据并传输到计算机进行后续处理。

在一种优选的方案中，步骤S2中，所述预设的提取参数包括原始点云数据(X₀,Y₀,Z₀)、水平面测量半径R、纵方向测量范围{Z_MIN,Z_MAX}、分块精度Dis。根据上述提取参数，从所有点云数据中提取钢板及钢板周边的点云数据作为准钢板数据，保留规定范围内的点云数据，输出一个容量更小，有效数据率更高的准钢板数据，能够有效减少数据处理量。

在一种优选的方案中，步骤S3中，将获得的准钢板数据按特征分成不同的类别，准钢板数据的类别包括地面数据、工人数据、弯板机数据和钢板数据，具体包括以下步骤：

S3.1：对准钢板数据作预处理，预处理包括对准钢板数据进行标准化；输入的准钢板数据形式可以是多样的，通过标准化为统一形式，使得实用性更强。

S3.2：依次检查准钢板数据的各个数据点，对各个数据点进行归类。

在一种优选的方案中，对各个数据点进行归类的方法包括以下步骤：

S3.2.1：选定一个数据点为基点，设置一个阈值，距离这个基点的距离小于阈值且特征相同的、区域联通的所有未标记的数据，标记为同一类数据；

S3.2.2：将每个已标记的数据点作为新的基点，距离这个新的基点的距离小于阈值且特征相同的、区域联通的所有未标记的数据，标记为同一类数据，

S3.2.3：循环步骤S3.2.2直到新的基点找不到同类的数据；

S3.2.4：重复步骤S3.2.1～S3.2.3，直到所有的数据点均已归类。

在已分类的数据点中可能两个数据块不相邻，但随着更多的新数据点的分类，其中一个新数据点能够作为纽带，连通不相邻的两个旧数据点，上述提及的三个数据点可以合并在一起，具有相同的性质。

在一种优选的方案中，步骤S3.2.2中将以基点为球心，以阈值为半径形成的球面上的已标记的数据点作为新的基点，距离这个新的基点的距离小于阈值且特征相同的、区域联通的所有未标记的数据，标记为同一类数据。采用递归的方法对各个数据点进行归类，因为每次递归时设置的阈值大小不变，所以只需将以基点为球心，以阈值为半径的球面上的点进行递归处理，不需要将每个已标记数据都进行递归处理，同样能够将所有数据搜索一遍，并且搜索时间更短，降低了数据运算量，提高数据处理效率。

在一种优选的方案中，步骤S4中，提取钢板数据的方法为：

S4.1：获取每个类的点云数据容量，容量最大的一类就是钢板数据；