[发明专利]基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法

权利要求书

1.一种基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将测量工装塞入法兰螺栓孔进行现场布点；

S2：通过摄影装置进行近景摄影以采集管件及法兰的三维坐标；

S3：在数据库中提取法兰信息，并进行三维建模，生成现配管模型；

S4：将步骤S3中生成的现配管模型与实际合拢管标准进行比对判定，如果符合实际合拢管标准则输出加工图，如果不符合实际合拢管标准则进行手动调整，生成新的现配管模型直至使其符合实际合拢管标准；其中，所述实际合拢管标准的设置基于步骤S3中在数据库中提取的法兰信息；

S5：使用现配管工装制作成品管段，并现场安装。

2.根据权利要求1所述的基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法，其特征在于：步骤S3中，数据库的搭建包括构建零件标准及加工图统计，其中，所述零件标准包括法兰标准、弯头标准、合拢管标准，所述加工图统计包括设计数据库和物资编码库。

3.根据权利要求2所述的基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法，其特征在于：步骤S1中所述测量工装包括不同型号尺寸的基准球和基准杆、回光摄影标志和磁性编码点。

4.根据权利要求1所述的基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法，其特征在于：步骤S3中三维建模包括建立物方基准以及数据匹配，首先导入摄影测量照片，自动生成法兰螺栓孔的三维坐标，并依据该三维坐标生成基准法兰和终点法兰，然后完成参数化建模并生成现配管模型。

5.根据权利要求4所述的基于摄影测量的管件及法兰位姿还原的方法，其特征在于，建立物方基准为建立两点物方基准，根据最先测量的两个点建立物方基准：

以第一点作为坐标系原点，过第一点的铅垂线方向作为Z轴，第一点与第二点确定的铅垂面作为XZ平面，过第一点且与XZ平面正交的方向作为Y轴方向建立物方基准，其中，第二点的坐标为

6.根据权利要求4所述的基于摄影测量的管件及法兰姿态还原的方法，其特征在于，建立物方基准为建立三点物方基准，根据最先测量的三个点建立物方基准：

以第一点作为坐标系的原点，第二点与第一点的连线作为X轴，第三点与第一点的连线作为Y轴；

将最先测量的三个点确定的平面作为XY平面，以第一点作为坐标系原点，第一点和第二点的连线方向作为X轴，过第一点且与XY平面正交的方向作为Z轴建立坐标系，其中，第二点的坐标为：

第三点的坐标为：

其中，

7.根据权利要求4所述的基于摄影测量的管件及法兰姿态还原的方法，其特征在于，所述数据匹配采用分步转换模型：

平面坐标转换，坐标系O-XY为测量坐标系，坐标系A-XY为测站坐标系，两个坐标系之间的关系为

式中，为坐标平移量；κ为尺度转换因子；α为坐标轴的旋转角度；

公共点多于两个时，通过最小二乘法求解转换参数，得到转换的数学模型：

线性化处理得到误差方程：

令

记

得到误差方程V＝Bt-l (10)

进行高程转换

利用求得的转换参数和将A—xy中的点的坐标转换至O—XY坐标系中：