一种圆柱形筒体的圆度测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种圆柱形筒体的圆度测量方法及装置，所述方法包括：获取圆柱形筒体的三维点云数据；对三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据；对预处理后的三维点云数据进行搬正使圆柱形筒体的中心轴线与目标轴平行，获得搬正后的三维点云数据；其中，所述目标轴是预设的；对搬正后的三维点云数据进行轴线拟合，获得圆柱形筒体的中心轴线方程；根据测量位置的坐标以及圆柱形筒体的中心轴线方程，获得测量位置所在截面的圆度；其中，测量位置为圆柱形筒体上的一点。所述装置用于执行上述方法。本发明专利技术实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法及装置，提高了圆柱形筒体的圆度测量的准确性。测量的准确性。测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱形筒体的圆度测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及测量
，具体涉及一种圆柱形筒体的圆度测量方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，罐式集装箱是一种安装于紧固外部框架内的不锈钢压力容器，通常用于化工、食品饮料、能源等物流领域，具备经济实惠、快捷安全的特点。
[0003]罐式集装箱为双壳体结构，如图1所示，罐式集装箱包括框架1、外筒体2、内筒3、真空绝热层4、阀门仪表箱5、支撑装置6等结构。其中内筒体外表面采用多层铝箔和玻璃纤维纸进行缠绕构成多层绝热层，内筒体与外筒体之间设置8个支撑装置，外筒体与内筒体之间为夹层，夹层采用真空技术处理成为高真空状态。罐式集装箱内筒体采用钢板卷圆成形焊接，因与外筒体进行套装，故对其圆度、直线度等工艺尺寸要求较高。内筒体和外筒体及封头的制造应严格符合GB150.4
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2011《压力容器第4部分制造、检验和验收》的规定，其中在外压容器组焊完成后，还应检查壳体的圆度。现有技术中，壳体圆度的检查多采用内弓形或外弓形样板，上述方法为人工测量方式，作业效率低、可靠性差且容易出错。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的问题，本专利技术实施例提供一种圆柱形筒体的圆度测量方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
[0005]一方面，本专利技术提出一种圆柱形筒体的圆度测量方法，包括：
[0006]获取圆柱形筒体的三维点云数据；
[0007]对所述三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据；
[0008]对预处理后的三维点云数据进行搬正使所述圆柱形筒体的中心轴线与目标轴平行，获得搬正后的三维点云数据；其中，所述目标轴是预设的；
[0009]对搬正后的三维点云数据进行轴线拟合，获得所述圆柱形筒体的中心轴线方程；
[0010]根据测量位置的坐标以及所述圆柱形筒体的中心轴线方程，获得所述测量位置所在待测截面的圆度；其中，所述测量位置为所述圆柱形筒体上的一点。
[0011]另一方面，本专利技术提供一种圆柱形筒体的圆度测量装置，包括：
[0012]获取单元，用于获取圆柱形筒体的三维点云数据；
[0013]预处理单元，用于对所述三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据；
[0014]搬正单元，用于对预处理后的三维点云数据进行搬正使所述圆柱形筒体的中心轴线与目标轴平行，获得搬正后的三维点云数据；其中，所述目标轴是预设的；
[0015]轴线拟合单元，用于对搬正后的三维点云数据进行轴线拟合，获得所述圆柱形筒体的中心轴线方程；
[0016]测量单元，用于根据测量位置的坐标以及所述圆柱形筒体的中心轴线方程，获得所述测量位置所在待测截面的圆度；其中，所述测量位置为所述圆柱形筒体上的一点。
[0017]再一方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例所述圆柱形筒体的圆度测量方法的步骤。
[0018]又一方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述圆柱形筒体的圆度测量方法的步骤。
[0019]本专利技术实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法及装置，能够获取圆柱形筒体的三维点云数据，对三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据，对预处理后的三维点云数据进行搬正使圆柱形筒体的中心轴线与目标轴平行，获得搬正后的三维点云数据，对搬正后的三维点云数据进行轴线拟合，获得圆柱形筒体的中心轴线方程，根据测量位置的坐标以及圆柱形筒体的中心轴线方程，获得测量位置所在截面的圆度，提高了圆柱形筒体的圆度测量的准确性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0021]图1是现有技术中罐式集装箱的结构示意图。
[0022]图2是本专利技术一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的流程示意图。
[0023]图3是本专利技术另一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的流程示意图。
[0024]图4是本专利技术一实施例提供的预处理后的三维点云数据示意图。
[0025]图5是本专利技术另一实施例提供的切片后的椭圆截面示意图。
[0026]图6是本专利技术再一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的流程示意图。
[0027]图7是本专利技术一实施例提供的圆柱形筒体的中心轴线示意图。
[0028]图8是本专利技术又一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的流程示意图。
[0029]图9是本专利技术一实施例提供的圆度计算的示意图。
[0030]图10是本专利技术还一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的流程示意图。
[0031]图11是本专利技术一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量装置的结构示意图。
[0032]图12是本专利技术另一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量装置的结构示意图。
[0033]图13是本专利技术再一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量装置的结构示意图。
[0034]图14是本专利技术又一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量装置的结构示意图。
[0035]图15是本专利技术还一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量装置的结构示意图。
[0036]图16是本专利技术一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0038]本专利技术实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的执行主体包括但不限于计算机。
[0039]图2是本专利技术一实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法的流程示意图，如图2所示，本专利技术实施例提供的圆柱形筒体的圆度测量方法，包括：
[0040]S201、获取圆柱形筒体的三维点云数据；
[0041]具体地，通过三维激光扫描仪对罐式集装箱的内筒体进行扫描，可以获得内筒体的三维点云数据。计算机可以获取内筒体的三维点云数据，作为圆柱形筒体的三维点云数据。
[0042]其中，将三维激光扫描仪正置于内筒体中心整体扫描或者间距设定距离进行多站扫描并依据内筒体的特征点进行拼接，从而获得内筒体的完整三维点云数据。三维点云数据为内筒体顶点三维坐标，能够复现内筒体的几何形态，内筒体的中轴线呈水平状态。预先设置扫描仪测量精度达到或优于10m处2mm；扫描时，扫描距离≥30m。
[0043]S202、对所述三维点云数据进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形筒体的圆度测量方法，其特征在于，包括：获取圆柱形筒体的三维点云数据；对所述三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据；对预处理后的三维点云数据进行搬正使所述圆柱形筒体的中心轴线与目标轴平行，获得搬正后的三维点云数据；其中，所述目标轴是预设的；对搬正后的三维点云数据进行轴线拟合，获得所述圆柱形筒体的中心轴线方程；根据测量位置的坐标以及所述圆柱形筒体的中心轴线方程，获得所述测量位置所在待测截面的圆度；其中，所述测量位置为所述圆柱形筒体上的一点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对预处理后的三维点云数据进行搬正使所述圆柱形筒体的中心轴线与目标轴平行包括：沿所述目标轴方向，垂直于所述目标轴对预处理后的三维点云数据进行切片，获得s个平行的椭圆截面；其中，s为大于等于2的正整数；对每个椭圆截面上的三维点云数据进行曲线拟合，获得对应的椭圆方程；根据每个椭圆截面对应的椭圆方程以及夹角计算公式，计算获得每个椭圆截面与所述目标轴的夹角；其中，所述夹角计算公式是预设的；计算各个椭圆截面与所述目标轴的夹角的平均值，作为目标夹角；基于所述目标夹角将所述预处理后的三维点云数据绕旋转轴旋转，获得搬正后的三维点云数据；其中，所述旋转轴是预设的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述沿所述目标轴方向，垂直于所述目标轴对预处理后的三维点云数据进行切片，获得s个平行的椭圆截面包括：沿所述目标轴方向，以预设间距垂直于所述目标轴对预处理后的三维点云数据进行切片，获得s个平行的椭圆截面。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对搬正后的三维点云数据进行轴线拟合，获得所述圆柱形筒体的中心轴线方程包括：沿所述目标轴方向，垂直于所述目标轴对搬正后的三维点云数据进行切片，获得m个平行的圆截面；其中，m为大于等于2的正整数；对每个圆截面上的三维点云数据进行曲线拟合，获得对应的圆方程；根据每个圆方程以及中心点计算公式，计算获得每个圆截面的几何中心坐标；其中，所述中心点计算公式是预设的；对各个圆截面的几何中心坐标进行轴线拟合，获得所述圆柱形筒体的中心轴线方程。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据包括：获取所述三维点云数据中每个数据点以及每个数据点的预设数量个邻近点，构成每个数据点的局部点云；根据每个数据点的局部点云，获得每个数据点的局部点云的协方差矩阵；并根据所述三维点云数据，获得所述三维点云数据的协方差矩阵；根据每个数据点的局部点云的协方差矩阵，获得每个数据点的局部点云对应的法向量；并根据所述三维点云数据的协方差矩阵，获得所述三维点云数据对应的法向量；根据每个数据点的局部点云对应的法向量和所述三维点云数据对应的法向量，计算获
得每个数据点的局部点云对应的法向量与所述三维点云数据对应的法向量的夹角；若判断获知所述数据点的局部点云对应的法向量与所述三维点云数据对应的法向量的夹角小于预设夹角，则删除所述数据点的局部点云。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据测量位置的坐标以及所述圆柱形筒体的中心轴线方程，获得所述测量位置所在截面的圆度包括：根据所述测量位置的坐标，获得所述测量位置所在待测截面上的三维点云数据；其中，所述测量位置所在待测截面与所述圆柱形筒体的中心轴线垂直；根据所述测量位置的坐标以及所述圆柱形筒体的中心轴线方程，获得所述测量位置所在待测截面的圆心坐标；根据所述测量位置所在待测截面上的三维点云数据中每个数据点的坐标和所述圆心坐标，计算获得每个数据点与圆心的距离；计算所述数据点与圆心的距离的最大值与最小值的差值，作为所述测量位置所在待测截面的圆度。7.一种圆柱形筒体的圆度测量装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取圆柱形筒体的三维点云数据；预处理单元，用于对所述三维点云数据进行预处理，获得预处理后的三维点云数据；搬正单元，用于对预处理后的三维点云数据进行搬正使所述圆柱形筒体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：武慧杰，邵学君，庞庆，张志鹏，齐超，周宝珑，郭有为，吴会军，刘亚强，刘云锴，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所，
类型：发明
国别省市：