[发明专利]基于空间三维测控网的船舶等大型工业制造检测、监测和智能搭载安装方法

说明书

本发明公开了一种基于空间三维测控网的船舶等大型工业制造智能检测、监测和安装方法，包括：在厂区、场地布设并施测空间三维测控网，根据三维激光扫描技术和近景摄影测量原理，采用任意设站非接触式方法，测量船舶制造过程中各部件、分段、总段、搭载体特征点的空间三维坐标，实现船舶等大型工业制造尺寸、形状的检测、监测；采用任意设站非接触式方法测量搭载体特征点的空间三维坐标，检测吊装过程中搭载体的变形；采用任意设站非接触式方法测量搭载体特征点的空间三维坐标，与安装位置对应点的空间三维坐标进行比较，实现大型工业搭载安装的智能化。本发明可以提高生产效率，同时实现船舶等大型制造、安装的可追溯性和可重复性。

技术领域

本发明涉及一种船舶等大型工业制造检测、监测和智能搭载安装方法，具体涉及一种基于空间三维测控网的船舶等大型工业制造检测、监测和智能搭载安装方法。

背景技术

船舶等大型工业制造安装行业对基于空间三维测量控制网在制造、检测、监测和智能搭载安装应用所展现的优势有着强烈的兴趣。现有的船舶装备制造、装备在厂区、场地没有布设、施测统一的测量控制网，只在搭载场地布设了格子网(基准线)，因此船舶制造、安装是以部件尺寸、距离的形式进行设计、制造和安装的，设计、制造、安装的特征点没有坐标的概念。

由于现有船舶制造、安装和制造过程没有赋予特征点坐标，因此制造、安装过程只是采用尺寸和距离的形式表示，所以现有船舶制造、安装各工艺过程是分散的，过程之间没有关联，因此现有制造、安装的精度检测只能采用下列四种方法，分别简述如下：

1.钢尺、卷尺等量具测量法

使用钢尺、卷尺、塞尺等量具直接量取零件、部件、组件、分段、总段、搭载等本身的尺寸或相互之间的间距。该方法是现有船舶制造、装备过程中尺寸较短的边长测量采用的主要方法，测量精度可以达到毫米级。测量过程如图1所示，用尺子2测量加工件1的长度。

其缺点是(1)接触式测量，测量精度受人为因素影响较大，且由于测量时其他工序必须停止作业，因此对船舶制造、装备过程影响较大；(2)由于钢尺、卷尺、塞尺、卡尺、样箱等量具量程的有限性，对大型被测目标体中长度较大的尺寸很难进行高精度的测量；(3)测量的特征点是有限的，对于形状复杂的被测目标体，测量的数据不可能完整的反映其形状；(4)每一个零件、部件、组件、分段、总段、搭载等本身的尺寸或相互之间的间距测量均是在各自的场地分别进行测量的，没有形成一个完整的检测、监控系统，测量的每一个特征点没有空间坐标，整个船舶制造、安装过程不可能实现智能化。

2.全站仪等仪器测量法

将激光测距仪、全站仪等仪器架设在被测目标体附近地面的临时固定控制点上，测量被测目标体各个特征点相对于地面临时控制点的空间坐标，计算出零件、部件、组件、分段、总段、搭载本身的尺寸或相互之间的间距。该方法是现有的船舶制造、装备过程中尺寸较长的边长测量的主要方法，测量精度可以达到毫米级。测量过程如图2所示，使用全站仪3测量被测目标体4的特征点5。

其缺点是(1)接触式测量，测量精度受人为因素影响较大，且由于测量时其他工序必须停止作业，因此对船舶制造、装备过程影响较大；(2)由于被测目标体附近地面的固定控制点是根据被测目标体的形状和尺寸临时布设的，地面控制点相互之间的相对精度和可靠性对被测目标体测量的精度和可靠性将产生很大的影响，降低了被测目标体测量的精度和可靠性；(3)测量的特征点是有限的，对于形状复杂的被测目标体，测量的数据不可能完整的反映其形状；(4)每一个零件、部件、组件、分段、总段、搭载等本身的尺寸或相互之间的间距测量均是在各自的场地分别进行测量的，没有形成一个完整的检测、监控系统，测量的每一个特征点只是在局部场地的相对空间坐标，整个船舶制造、安装过程不可能实现智能化。

3.近景摄影测量法