[发明专利]一种附加约束条件的支铰轴中心扫描提取算法

说明书

本发明公布了一种附加约束条件的支铰轴中心扫描提取算法，所述提取算法包括4个步骤：S1、采用平面拟合算法对外业采集到的数据进行处理得到支铰轴端面拟合平面P的方程与支铰轴端面拟合平面P的法向量；S2、利用间接拟合法对外业采集到的数据与步骤S1得到的支铰轴端面拟合平面P的法向量进行处理得到支铰轴轴线L上一点的坐标;S3、利用支铰轴端面拟合平面P与轴线L获得支铰轴端面中心点；S4、将端面中心点进行平移获取支铰轴中心点;本发明无需工作人员通过高空放置标志点获取支铰轴中心，并且求解精度更高，有效的解决标志点放置的范围难以完全覆盖支铰圆周且安置的标志点存在误差，导致支铰轴中心求解不准确并且高空作业存在安全隐患的问题。

技术领域

本发明涉及水利工程弧形闸门支铰轴的安装与形位公差检测领域，特别是涉及一种附加约束条件的支铰轴中心扫描提取算法。

背景技术

弧形闸门具有启闭省力，运转可靠，闸墩的厚度较小、没有影响水流流态的门槽，泥沙多时工作状态好、启闭力较小、泄流条件好等等的优点,所以弧形闸门成为常用的水利设备，支铰轴是弧形闸重要组成部分，承受着水压力与弧门部分重力，对启门力及闸门工作的可靠性影响很大，其安装检测的参数主要有高程偏差、里程偏差、倾斜、支铰轴间距和同轴度等。如何获取支铰轴中心，是检测这些参数的基础。如附图图1所示，目前支铰轴中心的测量多是基于全站仪配合特制工装，通过人工绕边缘多点放置，拟合圆心获取。

现有方式具有以下弊端：(1)高空放置，标志点放置的范围难以完全覆盖支铰圆周，导致圆心拟合存在偏差，影响求解支铰轴中心的准确性；(2)由于铰轴端面存在倒角、人工安置存在人为误差，所以标志点的安置存在的误差，误差一般为1mm左右；(3)高空作业，人员安全隐患大。

因为现有技术中标志点放置的范围难以完全覆盖支铰圆周且安置的标志点存在误差，导致支铰轴中心求解不准确并且高空作业存在安全隐患的问题，所以开展扫描技术获取支铰轴中心的研究具有较强的实用价值。

因此本发明提供一种附加约束条件的支铰轴中心扫描提取算法来解决此问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请的目的是提供一种附加约束条件的支铰轴中心扫描提取算法，利用平面拟合算法与间接拟合法对外业采集到的数据进行处理，其中约束条件将支铰轴设计图纸的精准数据与采集到的数据相结合，从而保证所得到的支铰轴中心数据的准确性，解决了标志点放置的范围难以完全覆盖支铰圆周且安置的标志点存在误差，导致得出支铰轴中心存在偏差的问题，于此同时不需要高空放置标志点，解决了高空作业的安全隐患的问题，从而有效的解决现有技术中标志点放置的范围难以完全覆盖支铰圆周且安置的标志点存在误差，导致支铰轴中心求解不准确并且高空作业存在安全隐患的问题。

一种附加约束条件的支铰轴中心扫描提取算法，所述提取算法包括4个步骤：

S1、采用平面拟合算法对外业采集到的数据进行处理得到支铰轴端面拟合平面P的方程与支铰轴端面拟合平面P的法向量；

S2、利用间接拟合法对外业采集到的数据与步骤S1得到的支铰轴端面拟合平面P的法向量进行处理得到支铰轴轴线L上一点的坐标；

所述间接拟合法即利用柱面拟合算法、附加约束条件与参数平差对数据进行处理；

S3、利用支铰轴端面拟合平面P的方程与轴线L的方程获得支铰轴端面中心点；

S4、将端面中心点进行平移获取支铰轴中心点。

本发明所实现的有益效果：