【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及容器测量，应用于非接触式测量和检测方法，具体地说，涉及一种检测容器形变量的方法。
技术介绍
1、大型立式油罐是储油的重要设备，在其服役过程中由于罐壁承压不均匀、罐基础下沉不均匀等原因，容易导致油罐出现不同程度的几何形变，这种形变进而会诱导油罐壁板承压不均匀，加速油罐变形，引发重大安全事故、造成人员伤亡和环境污染。目前，几何形体变形检测已被列为油罐年度检查的重要内容之一。
2、目前，常规的罐体形变检测方法有：对小容积金属储罐采用搭梯使用围尺法测量凹瘪等变形，但该方法无法准确测量出大变形的罐壁凹瘪容积。浮顶储罐安全检测通常使用光学参比法和光电法对储罐变形进行测量。光学参比法需要使用光学垂准仪、水平直尺、移动式磁性标尺仪等，但这种基于单点测量的方式在罐壁变形复杂时，会产生较大的测量误差。光电法测量储罐变形一般采用全站仪和gps等，该方法依然属于单点式测量，也就是只能以点观测而获取较少观测点的形变数据进而推断整体变形情况，无法获取局部和整体精确的变形细节，并且设备现场安装难度较大，测量时间比较长，因此对环境的稳定性要求很高，其测量精度和稳定性往往受到较大影响，因而检测效率和精度都无法得到有效保障，不能满足实际生产需求。另外，现有技术需要测量的几何参数多，操作复杂。
3、近年来，德国国家计量院(ptb)和美国trimble公司研发出trimble cx三维激光扫描仪的全新容积标定法，并获得德国国家计量院认证。该方法首先对罐体点云进行预处理，在此基础上构建相应于罐体的三角网状结构，然后每隔一个规定高程截
4、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种检测容器形变量的方法。
技术实现思路
1、针对目前现有技术的问题，本专利技术提供了一种检测容器形变量的方法，所述方法包含：
2、s1、依据待测容器的结构特征，对待测容器进行容器全周区域划分，得到待测容器的子区域划分结果；
3、s2、基于所述子区域划分结果，依次对每个子区域进行三维激光扫描，得到待测容器的三维点云模型；
4、s3、针对所述三维点云模型，分别进行形变发生区域的投影面积拟合以及凹陷深度测量，得到形变区域的投影面积参数与形变深度参数。
5、根据本专利技术的一个实施例，步骤s1包含：
6、获取待测容器的原始结构数据，以得到待测容器的所述结构特征；
7、记待测容器的直径为d，将待测容器沿圆周方向划分为m等份，满足其中，m为圆周方向划分系数；
8、记待测容器的高度为h，将待测容器沿高度方向划分为n等份，满足其中，n为高度方向划分系数；
9、通过圆周方向划分以及高度方向划分后，待测容器的筒体表面共划分为q个子区域，其中，q＝m×n；
10、在圆周方向按照顺时针的顺序对同一水平高度的子区域编号，在高度方向按照由下至上的顺序对同一竖直线的子区域编号，得到待测容器的子区域划分结果，其中，被测容器圆周表面的每个子区域编号为(mi，nk)，i＝1～m，k＝1～n。
11、根据本专利技术的一个实施例，步骤s1还包含，基于所述子区域划分结果，在各子区域的边界设置拼接识别点，其包含：
12、沿各子区域的圆周方向，每间隔第一距离设置一个拼接识别点，其中，第一距离q为标志点系数；
13、沿各子区域的高度方向，每间隔第二距离设置一个拼接识别点，其中，第二距离
14、在进行拼接识别点设置时，每两个相邻的子区域边界处仅需设置一组拼接识别点。
15、根据本专利技术的一个实施例，步骤s2包含：
16、基于所述子区域划分结果，依次对每个子区域进行三维激光扫描，得到待测容器的子区域点云数据集合；
17、依据所述子区域点云数据集合，结合所述拼接识别点，对待测容器进行全周动态拼接，得到待测容器的所述三维点云模型。
18、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤得到待测容器的所述子区域点云数据集合：
19、a、针对待扫描子区域，设置扫描设备，按照从下至上、从左至右的扫描顺序进行子区域扫描；
20、b、调整扫描视场与待扫描子区域表面的相对角度，并在每次调整后返回步骤a；
21、c、扫描结束后，得到待测容器的所述子区域点云数据集合。
22、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤进行全周动态拼接：
23、基于所述子区域点云数据集合，对各子区域的点云数据进行剪裁，减裁各子区域外的点云数据，得到各子区域的剪裁结果数据；
24、针对各子区域，对所述剪裁结果数据进行点云数据优化，得到各子区域的优化结果数据；
25、依据所述优化结果数据，结合所述拼接识别点，进行子区域间的点云数据动态拼接，拼接得到待测容器全周的所述三维点云模型。
26、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤得到各子区域的所述剪裁结果数据：
27、记当前子区域对应的点云数据集合为qall；
28、以当前子区域对应的拼接识别点为边界，标记边界以外的点云数据集合为qout，边界以内的点云数据集合为qin；
29、执行当前子区域的点云数据集运算qout＝qall-qin，减裁当前子区域外的点云数据，得到当前子区域对应的剪裁结果数据。
30、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤得到各子区域的得到优化结果数据：
31、记待测容器的中心轴为o，则待测容器在垂直于中心轴o的形变量为δd，其中，δd为待测容器的凸起高度或凹陷深度；
32、对于凸起形变情况，则距离中心轴o的最远垂直距离处的点云，其距离中心轴o的距离记为
33、记凸起尖端点云个数为r1，若r1满足公式：s为点云个数阈值，则认定范围内，以为半径范围内的数据为偶然出现点云数据并删除，k为半径系数；
34、对于凹陷形变情况，则距离中心轴o的最近垂直距离处的点云，其距离中心轴o的距离为
35、记凹陷尖端点云个数为r2，若r2满足公式：则认定范围内，以为半径范围内的数据为偶然出现点云数据并删除。
36、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤拼接得到待测容器全周的所述三维点云模型：
37、记子区域(mi，nk)与子区域(mi+1，nk)之间的每个周向拼接识别点处的拼接误差为δei，则两区域在周向方向的累计误差为
38、记子区域(mi，nk)与子区域(mi，nk+1)之间的每个高度拼接识别点处的拼接误差为δek，则两区域在高度方向的累计误差为
39、计算子区域(mi，nk)的拼接识别点累计误差为若δ为拼接误差阈值，则认为子区域(mi，nk)与相邻子区域拼接成功；
40、子区域(mi，n本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种检测容器形变量的方法，其特征在于，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤S1包含：
3.如权利要求2所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤S1还包含，基于所述子区域划分结果，在各子区域的边界设置拼接识别点，其包含：
4.如权利要求3所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤S2包含：
5.如权利要求4所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤得到待测容器的所述子区域点云数据集合：
6.如权利要求4或5所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤进行全周动态拼接：
7.如权利要求6所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤得到各子区域的所述剪裁结果数据：
8.如权利要求6或7所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤得到各子区域的得到优化结果数据：
9.如权利要求6-8中任一项所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤拼接得到待测容器全周的所述三维点云模型
10.如权利要求1-9中任一项所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤S3中，通过以下步骤进行形变发生区域的投影面积拟合：
11.如权利要求1-10中任一项所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤S3还包含：基于形变区域的所述投影面积参数，进行形变发生区域的位置识别，其包含：
12.如权利要求10-11中任一项所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤S3中，通过以下步骤进行形变发生区域的凹陷深度测量：
13.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求1-12中任一项所述的方法步骤的一系列指令。
14.一种检测容器形变量的装置，其特征在于，执行如权利要求1-12中任一项所述的方法，所述装置包含：
...【技术特征摘要】
1.一种检测容器形变量的方法，其特征在于，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤s1包含：
3.如权利要求2所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤s1还包含，基于所述子区域划分结果，在各子区域的边界设置拼接识别点，其包含：
4.如权利要求3所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，步骤s2包含：
5.如权利要求4所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤得到待测容器的所述子区域点云数据集合：
6.如权利要求4或5所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤进行全周动态拼接：
7.如权利要求6所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤得到各子区域的所述剪裁结果数据：
8.如权利要求6或7所述的一种检测容器形变量的方法，其特征在于，通过以下步骤得到各子区域的得到优...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘媛双，徐伟，陈闽东，申志远，屈定荣，陈文武，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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