[发明专利]一种用于大跨桥梁空间线形三维激光扫描的辅助标靶套组

说明书

本发明公开了一种用于大跨桥梁空间线形三维激光扫描的辅助标靶套组，利用反光板、连接板组合件、调节连接件以及固定支架组成反射标靶，并利用连接板组合件连接杆上的环形槽及调节连接件上的调节螺栓实现反光板多方向多角度可调，以便调整直至与三维激光扫描仪发射激光角度垂直；辅助标靶采用倒置安装在大跨桥梁主梁底板检修车轨道梁工字钢的上翼缘板上，先利用螺栓将固定支架稳定在工字钢上，随后依次组装调节连接件、连接板组合件和反光板；发明可突破发射激光与被测物体面夹角的限制，极小角度下仍可实现超远距离的桥体底部三维激光扫描，且大幅提升其有效量程和识别准确度；本发明通过螺栓进行组装，可显著简化其安装与拆卸过程。

技术领域

本发明涉及桥梁工程，特别适用于基于三维激光扫描的大跨桥梁空间线形识别与测量，具体涉及一种用于大跨桥梁空间线形三维激光扫描的辅助标靶套组。

背景技术

三维激光扫描采用脉冲激光测距的工作方式，通过无接触式高速激光测量，以点云形式获取扫描物体表面阵列式几何图形的三维数据。通过两个同步反射镜快速而有序地旋转，将激光脉冲发射体发出的窄束激光脉冲依次扫过被测区域，测量每个激光脉冲从发出经被测物表面再返回仪器所经过的时间(或者相位差)来计算距离，最后计算出激光点在被测物体上的三维坐标。在桥梁工程中，利用三维激光扫描可以实现对桥梁几何形态的数字建模，现有三维激光扫描仪可以实现1km量程内的扫描任务，但在进行桥体主梁底部的扫描时，由于大桥过长且距水面高度有限，当采用在河岸上架设三维激光扫描仪的测量方案时，发射出的激光与主梁底部夹角过小，导致无法实现有效的反射，使得能采集到有效信息的量程仅为300m左右，大大降低扫描效率与准确度。如今桥梁建造跨度越来越大，采集精确三维信息的要求逐渐升高，在使用三维激光扫描仪对桥体底部进行扫描时这一技术难题越来越显著，亟待解决。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术不足，本发明提出一种用于大跨桥梁空间线形三维激光扫描的辅助标靶套组，解决现有技术中，一旦扫描距离过长，便会导致桥梁梁体底部几何形态三维数据无法采集的技术难题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于大跨桥梁空间线形三维激光扫描的辅助标靶套组，包括间隔分布的辅助标靶，每个辅助标靶包括反光板、连接板组合件、调节连接件和固定支架；所述连接板组合件一端与反光板的一角通过螺栓连接，而连接板组合件另一端与调节连接件通过螺钉相连；所述调节连接件通过螺栓与固定支架连接；所述固定支架通过螺栓及挡块与固定连接在大跨桥梁主梁底板检修车轨道梁的工字钢相连。

辅助标靶间隔安装(间隔距离一般10-20m，或根据需要确定)，等距放置在大跨桥梁主梁底板检修车轨道梁工字钢上，利用辅助标靶连接板组合件连接杆上的环形槽以及调节连接件上的四处调节螺栓组成的转动机制，反光板调整使其平面垂直于三维激光扫描仪发射的激光，由此实现大跨桥梁空间线形的采集，有效突破三维激光扫描识别大跨桥梁空间线形时发射激光与被测物体面夹角的限制，极小角度下仍可实现超远距离的桥体底部三维激光扫描，且大幅提升其有效量程和识别准确度。本发明采用倒置安装，通过螺栓固定在轨道梁工字钢的上翼缘板上，不仅显著简化安装与拆卸，而且不影响检修车的正常移动。

作为优选的，在本发明中，所述反光板为50x50cm或30x30cm的正方形铝板，双面均沿对角线平均分成四部分并交替喷漆黑色与白色。有利于后续针对采集到的三维激光点云的识别和拼接工作。

进一步的，在本发明中，所述连接板组合件一端为正方形钢组合件，通过四处螺栓与反光板相连，另一端设有环形槽通过螺钉与调节连接件相连。利用环形槽，反光板可以沿连接板组合件连接杆轴线方向较大幅度地旋转，进而实现对反光板方向与角度的调整。