[发明专利]高空悬臂主拱节段的精准拼接方法

说明书

本发明公开了一种高空悬臂主拱节段的精准拼接方法，包括：S1.选取相邻的两段主拱，在两段主拱上分别设置第一标靶以及第二标靶；S2.主拱节段在地面预拼时，计算第一标靶对应的相机位姿A以及第二标靶对应的相机位姿B，并计算相机位姿A与相机位姿B之间的差值U；S3.主拱节段在高空拼接时，计算第一标靶对应的相机位姿A^′以及第二标靶对应的相机位姿B^′，并计算相机位姿A^′与相机位姿B^′之间的差值U^′；S4.若差值U^′与差值U不一致，则实时调整高空拼接的施工操作使得差值U^′与差值U一致；S5.按照步骤S1‑S4类推，完成所有主拱节段的拼接。本发明能够有效提高拼接效率和精度，减小拼接误差，缩短拼接周期。

技术领域

本发明涉及高空悬臂拼接领域，具体涉及一种高空悬臂主拱节段的精准拼接方法。

背景技术

随着交通基础设施建设的深入，山区桥梁成为常态。拱桥因其具有其他桥型无法比拟的优势，在交通路网建设中占据举足轻重的地位，成为山区桥梁建设的排头兵，应用日趋广泛。

大跨度拱桥一般采用斜拉扣挂的施工方式，其主拱节段的高空悬臂拼接是必然。而主拱节段拼接质量直接影响着主拱的线形、承载能力、美观和安全，因此，减少拼接误差对保证主拱线形极为重要。

目前，现有的主拱节段拼接控制方法，主要是通过设置水准基点以及观测点，测量观测点坐标，计算获取节段间相对位置。该方法存在拼接时间长，拼接中测量步骤繁琐，拼接精度较低，不能实时反馈结构状态等问题。

因此，需要一种新的主拱节段精准拼接方法，能够解决以上问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供高空悬臂主拱节段的精准拼接方法，能够有效提高拼接精度，减小了拼接误差，缩短了拼接周期。

本发明的高空悬臂主拱节段的精准拼接方法，包括如下步骤：

S1.选取处于预拼接状态的相邻的两段主拱，在两段主拱上分别设置第一标靶以及第二标靶；

S2.主拱节段在地面预拼时，使用相机对第一标靶以及第二标靶进行拍摄，计算得到第一标靶对应的相机位姿A以及第二标靶对应的相机位姿B，并计算得到相机位姿A与相机位姿B之间的差值U；

S3.主拱节段在高空拼接时，使用相机对第一标靶以及第二标靶进行拍摄，计算得到第一标靶对应的相机位姿A′以及第二标靶对应的相机位姿B′，并计算得到相机位姿A′与相机位姿B′之间的差值U′；

S4.判断所述差值U′与所述差值U是否一致，若否，则实时调整高空拼接的施工操作使得所述差值U′与所述差值U一致；若是，则不做调整；

S5.按照步骤S1-S4类推，完成所有主拱节段的拼接。

进一步，所述第一标靶为依次连接四个第一子标靶的中心而形成的封闭区域。

进一步，所述相机位姿A包括世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵R_A以及平移向量t_A。

进一步，根据如下公式确定相机位姿A：

wp＝KP^C＝K(R_A×P^W+t_A)；

其中，w为点在相机坐标系下的深度，p为点在像素坐标系下的坐标，K为相机的内参矩阵，P^C为点在相机坐标系下的坐标，P^W为点在世界坐标系下的坐标。

进一步，所述第二标靶为依次连接四个第二子标靶的中心而形成的封闭区域。