【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及悬索桥主缆线形测量。更具体地说，本专利技术涉及一种悬索桥主缆索股相对高差测量方法。
技术介绍
1、主缆是悬索桥的主要承力结构，每根主缆多由上百根平行钢丝束股构成，这些高强钢丝是根据设计按正六边形顺序排列而成。目前我国在大跨悬索桥的施工中主要采用的是柔性平行钢丝索股作为主缆，并通过预制成缆方式来进行施工。
2、为了保证各钢丝束股的相对位置关系与设计一致，需要测量各股钢索与基准钢索间的相对位置，而由于索股的平面位置可由索鞍的索槽固定，因此只需要测定每根索股与基准索股间的高差，再通过拉紧或放松索股来调整相对高差，使所有钢索都处于设计位置。
3、现有方法采用人工进行索股相对高差测量，首先利用“c”字形卡尺进行测量得到基准索股和待测索股的外侧最大高度差，然后游标卡尺测量两根索股的半径尺寸r1和r2，后利用角度尺测量索股的旋转角度α1和α2，从而计算得到索股的中心距高差。这种方法需两人配合照明、扶稳、观测，受测量人员主观判断的因素影响较大，精度不高、测量效率低，且人员站立于索股上或简易扶梯上进行高处测量，安全风险大。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、本专利技术还有一个目的是提供一种悬索桥主缆索股相对高差测量方法，以解决现有技术对索股相对高差测量受人工安装操作影响而测量难度大、精度低的技术问题。
3、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种悬索桥主缆索股相对高差
4、s1、在猫道门架上安装视觉监测设备，在跨中测量平面基准索股上设置基准光靶；
5、s2、在跨中测量平面待测索股上安装监测光靶，监测光靶与基准光靶分别采用非严格对称十字型光靶，光靶中心处具有一个长轴和一个短轴，其中长轴用于确定竖向偏转，短轴用于确定水平偏转，基准光靶和监测光靶分别通过磁吸式底座以垂直方向对齐连接于对应的基准索股或待测索股的一个侧面上，安装时，默认长轴与地面垂直、短轴与地面平行；
6、s3、利用视觉监测设备观测并计算基准光靶与监测光靶的实际中心距离ht；
7、s4、计算从视觉测量结果ht到待测索股与基准索股的中心距高差hs，
8、当索股不发生偏转时：hs＝ht-(h1+r1)+(h2+r2)，式中，
9、h1——监测光靶中心到待测索股安装面的距离，r1——待测索股半径，
10、h2——基准光靶中心到基准索股安装面的距离，r2——基准索股半径，
11、在索股发生偏转时，考虑圆心位置不变性，索股相对高差计算方法如下：
12、hs＝ht-(h1+r1)cosα+(h2+r2)cosβ，
13、式中：α为监测光靶与竖直方向的夹角，β为基准光靶与竖直方向的夹角。
14、优选的是，步骤s3中的ht通过如下方式计算，利用所述视觉监测设备求得所述监测光靶与所述基准光靶的中心距，然后乘以比例系数得到。
15、优选的是，所述监测光靶与所述基准光靶的中心距的获得方法包括如下步骤：
16、a1、利用所述视觉监测设备采集不同曝光下的光靶影像，通过人工标注方法建立初始样本库，对初始样本库进行二次扩增；
17、a2、使用扩增后的样本库训练光靶检测模型，根据实际使用场景对模型训练参数进行调优，并对光靶检测模型进行测试，根据测试结果对模型参数和样本库进行调优，再进行二次训练，以此循环迭代，获得优化后的检测模型；
18、a3、提取所述视觉监测设备的检测框中的光靶区域，提取光靶亚像素级中心坐标进行像素距离计算；
19、a4、构建坐标映射关系将像素坐标转换为世界坐标，计算世界坐标差值得到基准光靶与监测光靶的实际中心距离ht。
20、优选的是，采用陀螺仪实时测量猫道门架的横滚角，将横滚角的测量值随所述视觉监测设备采集的图像同步处理，根据实时测得的横滚角对图像进行反向旋转，以消除猫道发生横向偏转所产生的测量误差。
21、优选的是，获取所述监测光靶或所述基准光靶的旋转角度α或β时，对所述视觉监测设备获得的图像进行十字提取，再通过直线拟合算法，求取所述监测光靶或所述基准光靶对应的长轴及短轴的斜率并融合，得到所述监测光靶或所述基准光靶的旋转角度。
22、优选的是，所述磁吸式底座包括底板，底板的其中一对相对的两侧边平行设置且间距尺寸与所述基准索股或所述待测索股的半径相等，底板的一面对称连接有磁吸件，另一面中心处垂直连接有撑杆，撑杆的顶部连接有安装板，所述基准光靶或所述监测光靶固定在一个安装板上，所述磁吸式底座通过磁吸件临时固定在索股表面。
23、优选的是，所述磁吸式底座外侧还设置有限位架，限位架包括第一竖板和连接在第一竖板左右两侧的一对第二竖板，以在内侧围成c形槽板结构，c形槽板的槽口朝向所述待测索股或所述基准索股的延伸方向设置，第二竖板的底部向外连接有斜板，斜板的顶部朝向c形槽板的槽口内侧连接有第一滑块，在第一滑块的底部和两侧斜板的底部内侧，共同围成用于搁置在所述待测索股或所述基准索股上端的槽腔，在c形槽板的开口端部一侧还设置有c形套板，c形套板的两端分别用于沿所述待测索股或所述基准索股的延伸方向插套并贴合在第二竖板的端部外侧面，c形套板的面向第一竖板的一面与第二竖板的端板对应侧抵接且底部朝向第一竖板延伸设置有第二滑块，第一滑块与第二滑块的顶面平齐设置且高度与所述磁吸件的高度相等，第二竖板的端部外侧对应c形套板的顶部设置有挡条，在c形套板沿挡条插套在c形槽板的槽口处后，内侧围成在水平面内闭合的限位空间，限位空间的尺寸及形状与所述底板一致，所述底板的侧边与对应侧的第一竖板、第二竖板、c形套板滑动连接；
24、在通过所述磁吸式底座安装所述基准光靶或所述监测光靶时，先将限位架的c形槽板结构向下搁置并贴合在对应的所述待测索股或所述基准索股上，第一滑块位于索股的顶面，两侧的斜板分别位于索股顶面相邻的两侧面上，然后沿朝向第一竖板的方向插套c形套板，使第二竖板的端部抵接c形套板的内侧，c形套板的两端顶面一侧通过挡条限位，形成限位空间，然后向下将安装好的所述磁吸式底座插入限位空间内，直至磁吸连接固定在索股的顶面，沿水平方向抽出c形套板，然后沿索股的延伸方向滑动移出c形槽板，完成当前位置的所述磁吸式底座的安装。
25、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术将基准光靶及监测光靶设计为非严格对称十字型结构，对应分别设置在跨中测量平面基准索股及待测索股上，通过布置在猫道门架上的视觉监测设备采集基准光靶及监测光靶的图像信息，利用图像处理技术获得检测窗口内基准标靶、监测标靶的像素距离，融合十字型光靶识别测量索股在各种偏角下的旋转角度，以此建立了索股相对高差计算方法，与传统人工方法相比，本方法仅需将光靶通过磁吸式底座安装于索股上即可快速计算高差，测量效率显著提高，人员要求有所降低，且降低了人员的测量风险，从测量数据来看，测试结果准确，精本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求l所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，步骤S3中的HT通过如下方式计算，利用所述视觉监测设备求得所述监测光靶与所述基准光靶的中心距，然后乘以比例系数得到。
3.如权利要求2所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，所述监测光靶与所述基准光靶的中心距的获得方法包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，采用陀螺仪实时测量猫道门架的横滚角，将横滚角的测量值随所述视觉监测设备采集的图像同步处理，根据实时测得的横滚角对图像进行反向旋转，以消除猫道发生横向偏转所产生的测量误差。
5.如权利要求3所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，获取所述监测光靶或所述基准光靶的旋转角度α或β时，对所述视觉监测设备获得的图像进行十字提取，再通过直线拟合算法，求取所述监测光靶或所述基准光靶对应的长轴及短轴的斜率并融合，得到所述监测光靶或所述基准光靶的旋转角度。
6.如权利要求1所述的悬索桥主缆索股
7.如权利要求6所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，所述磁吸式底座外侧还设置有限位架，限位架包括第一竖板和连接在第一竖板左右两侧的一对第二竖板，以在内侧围成C形槽板结构，C形槽板的槽口朝向所述待测索股或所述基准索股的延伸方向设置，第二竖板的底部向外连接有斜板，斜板的顶部朝向C形槽板的槽口内侧连接有第一滑块，在第一滑块的底部和两侧斜板的底部内侧，共同围成用于搁置在所述待测索股或所述基准索股上端的槽腔，在C形槽板的开口端部一侧还设置有C形套板，C形套板的两端分别用于沿所述待测索股或所述基准索股的延伸方向插套并贴合在第二竖板的端部外侧面，C形套板的面向第一竖板的一面与第二竖板的端板对应侧抵接且底部朝向第一竖板延伸设置有第二滑块，第一滑块与第二滑块的顶面平齐设置且高度与所述磁吸件的高度相等，第二竖板的端部外侧对应C形套板的顶部设置有挡条，在C形套板沿挡条插套在C形槽板的槽口处后，内侧围成在水平面内闭合的限位空间，限位空间的尺寸及形状与所述底板一致，所述底板的侧边与对应侧的第一竖板、第二竖板、C形套板滑动连接；
...【技术特征摘要】
1.一种悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求l所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，步骤s3中的ht通过如下方式计算，利用所述视觉监测设备求得所述监测光靶与所述基准光靶的中心距，然后乘以比例系数得到。
3.如权利要求2所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，所述监测光靶与所述基准光靶的中心距的获得方法包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，采用陀螺仪实时测量猫道门架的横滚角，将横滚角的测量值随所述视觉监测设备采集的图像同步处理，根据实时测得的横滚角对图像进行反向旋转，以消除猫道发生横向偏转所产生的测量误差。
5.如权利要求3所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，获取所述监测光靶或所述基准光靶的旋转角度α或β时，对所述视觉监测设备获得的图像进行十字提取，再通过直线拟合算法，求取所述监测光靶或所述基准光靶对应的长轴及短轴的斜率并融合，得到所述监测光靶或所述基准光靶的旋转角度。
6.如权利要求1所述的悬索桥主缆索股相对高差测量方法，其特征在于，所述磁吸式底座包括底板，底板的其中一对相对的两侧边平行设置且间距尺寸与所述基准索股或所述待测索股的...
【专利技术属性】
技术研发人员：田唯，王永威，陈圆，朱浩，李浩，薛现凯，汪聪，杨华东，李焜耀，肖垚，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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