【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机场道面变形检测，尤其涉及基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法和应用。
技术介绍
1、机场作为航空运输和城市的重要基础设施，是综合交通运输体系的重要组成部分，在现代社会承担着重要角色，在机场日常维护运营抢修过程中，机场道面的损伤往往是着重研究的部分。在实际使用过程中，机场道面在遇袭、冻胀、盐胀等作用下会发生隆起现象，同时隆起处会形成空腔，对飞行安全造成严重威胁。针对机场道面空腔的修复工作主要是划分隆起空腔区域道面板切割破碎，因此空腔范围边界标定工作的精确性和效率直接关系到修复工作能否快速、高效地展开，这直接影响民航机场的安全性和经济效益，因此研发一套完整的空腔标定方法的重要性不言而喻。然而，现有技术中并没有能够针对机场道面空腔进行标定的完整方法。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法和应用，利用全站仪的扫描功能，扫描空腔边界，得到一系列空腔边界标定点，同时结合数据初步采集装置的数据初步采集点，得到一系列闭合的空腔边界数据标定点，将这些标定点的三维数据传输给三维空腔标定车进行喷墨标定，最终得到道面空腔边界闭合图形。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，包括以下步骤：
4、s1：机场道面变形产生空腔之前，采集原始机场道面数据；
5、s2：使用空腔数据初步采集装置对机场道面空腔的边界数据进行初步采集，
6、s3：采用矩阵式扫描方法扩大边界初步数据点附近区域扫描点，并判断是否为空腔边界三维数据点；
7、s4：使用三维坐标追踪标定车对步骤s3中获取的空腔边界三维数据点进行标定，最终得到道面空腔边界闭合图形。
8、进一步的，步骤s2的具体操作包括以下步骤：
9、s201：确定空腔数据初步采集装置相对于机场坐标系的坐标(x0，y0，z0)和高程h0；
10、s202：使用空腔数据初步采集装置采集待测点相对于基础坐标系的三维坐标(x1，y1，z1)，以及高程h1；
11、s203：计算待测点相对于机场坐标系的三维坐标；
12、s204：将待测点相对于机场坐标系的三维坐标和高程与步骤s1中采集到的机场坐标系下机场道面的原始数据进行对比，即可得到机场道面变形情况，将这些点标定为机场道面空腔边界数据初步采集点。
13、进一步的，步骤s203中，待测点相对于机场坐标系的三维坐标表示为
14、x＝x0+x1
15、y＝y0+y1
16、z＝z0+z1
17、其中，x1＝s sinθsinα，y1＝s sinθcosα，z1＝s cosθ，s为空腔数据初步采集装置3的数据采集仪发出的激光的测量距离，α为数据采集仪平面水平角，θ为数据采集仪空间竖直角。
18、进一步的，步骤s3中矩阵式扫描方法的具体操作过程为：以步骤s2中的任一空腔边界数据初步采集点为矩阵中心点，在机场坐标系下设置扫描矩阵，扫描矩阵横向矩阵点数为γ，相邻横向矩阵点间距为a；竖向矩阵点数为λ，相邻竖向矩阵点间距为b，利用全站式扫描仪扫描区域为γ个列向量λ个行向量组成的扫描矩阵。
19、进一步的，所述三维坐标追踪标定车包括标定车外壳，所述标定车外壳的四角处均安装有驱动轮；
20、所述标定车外壳内安装有标定车计算机和自动调节喷墨装置；
21、所述标定车外壳的顶部还安装有全向棱镜。
22、进一步的，所述自动调节喷墨装置包括上轨道和下轨道；
23、所述上轨道上滑动连接有墨盒固定架和路面传感器；
24、所述下轨道上滑动连接有喷墨装置角度调整架，所述墨盒固定架与所述喷墨装置角度调整架之间活动连接有墨盒喷墨装置。
25、进一步的，所述上轨道上滑动连接有用于安装所述墨盒固定架的墨盒固定滑块，以及用于安装所述路面传感器的路面传感器固定滑块；
26、所述墨盒固定滑块与所述路面传感器固定滑块之间连接有滑块连接件。
27、进一步的，所述空腔数据初步采集装置包括数据采集装置中柱和两个延长臂采集系统；
28、所述数据采集装置中柱包括中柱主体，中柱主体上沿圆周设有一圈用于连接延长臂采集系统的延长臂轨道；
29、中柱主体的底部连接有调平平台，调平平台的底部设有三脚架和中柱接地装置，中柱接地装置外套设有配重块。
30、进一步的，所述延长臂采集系统包括固定段和多个延长段；
31、固定段与延长臂轨道连接；
32、最远离固定段的延长段底部活动设有能够360°转动的采集仪支架，采集仪支架上安装有数据采集仪。
33、进一步的，本专利技术还包括如前所述的空腔标定方法在机场道面变形检测、空腔标定、修复中的应用。
34、本专利技术的有益效果是：
35、1、本专利技术中基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，先利用全站仪的三维坐标扫描功能，对机场道面变形产生空腔之前的三维坐标数据进行采集，然后在机场道面变形产生空腔之后，先对空腔边界数据进行初步采集，机场道面空腔边界数据初步采集点，然后再采用矩阵式扫描方法进一步扩大边界初步数据点附近区域空腔边界三维数据点的数量，最终得到完整的一系列闭合空腔边界三维数据点，经过三维空腔标定车进行喷墨标定最终得到道面空腔边界闭合图形。该空腔标定方法实现了先扫描后标定的全新道面空腔标定方法，适用于空腔范围较大且空腔边界隆起较为明显的标定工作，且能够提高空腔标定的效率。
36、2、本专利技术中基于麦克纳姆轮驱动三维坐标追踪标定车，使三维坐标追踪标定车能够在机场道面上灵活快速移动以高效标定修复范围，且通过喷墨的方式可以在直接对空腔边缘进行直观的标定，以便于后续的修复工作，大大提高了检测和标定的效率，墨盒喷墨装置由上轨道、下轨道和路面传感器协同工作，实现标定车底部任意范围和角度的喷墨。
37、3、本专利技术中的空腔数据初步采集装置能够对机场道面的空腔进行初步扫描以获取空腔范围大致信息，通过采集空腔边界点相对于整个机场道面绝对坐标系的粗略坐标，同时可以初步判断空腔面积、空腔边界的大致形状，通过延长臂采集系统与数据采集装置中柱的转动连接，可以对空腔边界进行360度采集，进而获取机场道面空腔边界数据初步采集点，用于进一步的对空腔边界进行扩大标定点数量的基础；此外，空腔数据初步采集装置采集到的空腔边界初步数据还可以对空腔相对于机场绝对坐标的大致位置、空腔面积进行初步评估，方便安排抢修的设备、人员等。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，步骤S2的具体操作包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，步骤S203中，待测点相对于机场坐标系的三维坐标表示为
4.根据权利要求3所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，步骤S3中矩阵式扫描方法的具体操作过程为：以步骤S2中的任一空腔边界数据初步采集点为矩阵中心点，在机场坐标系下设置扫描矩阵，扫描矩阵横向矩阵点数为γ，相邻横向矩阵点间距为a；竖向矩阵点数为λ，相邻竖向矩阵点间距为b，利用全站式扫描仪扫描区域为γ个列向量λ个行向量组成的扫描矩阵。
5.根据权利要求1所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，所述三维坐标追踪标定车包括标定车外壳，所述标定车外壳的四角处均安装有驱动轮；
6.根据权利要求5所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于：所述自动调节喷墨装置包括上轨道和下
7.根据权利要求6所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于：所述上轨道上滑动连接有用于安装所述墨盒固定架的墨盒固定滑块，以及用于安装所述路面传感器的路面传感器固定滑块；
8.根据权利要求1所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于：所述空腔数据初步采集装置包括数据采集装置中柱和两个延长臂采集系统；
9.根据权利要求8所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于：所述延长臂采集系统包括固定段和多个延长段；
10.如权利要求1-9任一项所述的空腔标定方法在机场道面变形检测、空腔标定、修复中的应用。
...【技术特征摘要】
1.基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，步骤s2的具体操作包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，步骤s203中，待测点相对于机场坐标系的三维坐标表示为
4.根据权利要求3所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，步骤s3中矩阵式扫描方法的具体操作过程为：以步骤s2中的任一空腔边界数据初步采集点为矩阵中心点，在机场坐标系下设置扫描矩阵，扫描矩阵横向矩阵点数为γ，相邻横向矩阵点间距为a；竖向矩阵点数为λ，相邻竖向矩阵点间距为b，利用全站式扫描仪扫描区域为γ个列向量λ个行向量组成的扫描矩阵。
5.根据权利要求1所述的基于机场道面三维坐标扫描的空腔标定方法，其特征在于，所...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。