[发明专利]一种管道内变形的数值处理方法

权利要求书

1.一种管道内变形的数值处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据管道内变形的三维检测数据，建立管道内的垂直于管道轴线的多个截面的离散数据点列；

步骤2：在步骤1中的离散数据点列的末尾增加一个附加点，得到每个截面的处理后的离散数据点列，使得上述处理后的离散数据点列能够构成封闭曲线，且该封闭曲线的首尾相接处能够保持较好的光滑性；

步骤3：采用三次样条拟合方法根据处理后的每个截面的离散数据点列得到每个截面的三次样条函数，通过求解所述三次样条函数得到管道截面的拟合一维闭曲线以及得到管道截面的椭圆度；

步骤4：将每个截面的离散数据点列集合构成管道三维点云数据基体，并根据三维点云数据集合建立管道的三维模型，完成管道内变形的数值处理；

所述步骤2包括如下步骤：

在步骤1中的离散数据点列{S_i,k}的结尾增加一个附加点(r_L+1,k,θ_L+1,k)，得到第k个截面的处理后的离散数据点列{P_i,k}，{P_i,k}＝{(r_1,k,θ_1,k),…,(r_i,k,θ_i,k),…,(r_L,k,θ_L,k),(r_L+1,k,θ_L+1,k)}；

r_L+1,k为第k个截面轮廓线上的第L+1个点到该截面圆心的距离，θ_L+1,k为第L+1个点与截面圆心的连线与竖直方向的夹角，且r_L+1,k＝r_1,k，θ_L+1,k＝θ_1,k+2π。

2.根据权利要求1所述的管道内变形的数值处理方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

按三维检测数据的采集时序将管道沿垂直于轴线的方向分为N个截面，每个截面有L个离散数据点，则第k个截面的离散数据点列表示为{S_i,k}，{S_i,k}＝{(r_1,k,θ_1,k),…,(r_i,k,θ_i,k),…,(r_L,k,θ_L,k)}；

k＝1,2,…,N，i＝1,…,L；r_1,k为第k个截面轮廓线上的第1个点到截面圆心的距离，θ_1,k为第1个点与截面圆心的连线与竖直方向的夹角；r_i,k为第k个截面轮廓线上的第i个点到该截面圆心的距离，θ_i,k为第i个点与截面圆心的连线与竖直方向的夹角；r_L,k为第k个截面轮廓线上的第L个点到该截面圆心的距离，θ_L,k为第L个点与截面圆心的连线与竖直方向的夹角。

3.根据权利要求1所述的管道内变形的数值处理方法，其特征在于，所述管道内变形的数值处理方法还包括步骤5：利用三次样条函数r(θ)对测量点Q进行插值加密，以得到足够多的数据点；

步骤6：将每个截面的加密后的离散数据点列集合构成加密后的管道三维点云数据基体，并根据加密后的三维点云数据集合建立管道的加密三维模型。

4.根据权利要求3所述的管道内变形的数值处理方法，其特征在于，所述步骤6包括如下步骤：将加密后的离散数据点列输入数据处理软件中进行管道曲面重构，得到管道的加密点云图；

将数据处理软件中存储的加密后的离散数据点列的数据格式写成通用的三角网格格式，并在三维建模软件中进行建模展示，得到管道的加密三维模型。