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大型工艺管线数字化测量与组对技术研究
| 论文题名： | 大型工艺管线数字化测量与组对技术研究 |
| 关键词： | 工艺管线;数字化测量;三维激光扫描仪;去噪处理;点云拟合 |
| 摘要： | 我国管道工程建设呈现大口径、长距离、网络化的趋势，而其整体上普遍存在自动化、数字化水平偏低的问题。管道工程建设的质量和速度关系到输送工程能否快速展开。而当前大型管线组对测量方法仍采用传统拉线测量方法，该方法效率低且精度差。因此本文提出一种基于三维激光扫描仪的管线组对测量技术。 (1)本文首先对大型工艺管线组对对接过程使用辊道设备进行三维图绘制、结构及原理分析，进行大型管线组对焊接过程中常见的对口缺陷分析。根据大型管线组对焊接方法及组对前测量需求提出基于三维激光扫描仪的管线数字化测量方法。 (2)然后针对大型管线组对测量需求进行大型工艺管线点云数据处理方法研究：包括点云的3D变换算法；拼接算法；基于特征的管线目标模型快速提取算法；基于半径约束的管线模型拟合算法；基于离散化的特征线拟合及直线度评判；基于最小区域法圆度误差评定的管口匹配度评判研究。 (3)对影响大型管线数字化测量精度的因素进行分析，建立基于三维激光扫描仪的大型管线数字化测量误差模型，进行大型管线数字化测量精度分析。 (4)根据建立的算法模型进行测量软件总体设计开发，实现了cloudcompare点云处理平台下目标管线快速提取，管线模型拟合，虚拟环境下对管线进行任意旋转，快速获得组对管线管口匹配度及任意位置直线度评判结果等功能。 (5)最后进行了基于三维激光扫描仪的大型管线数字化测量实验，对大型工艺管线数字化测量与组对技术进行验证。 本文开发的大型管线数字化测量与组对技术，对于提高大型管线组对过程中的测量精度和速度，从而促进管道工程建设的快速发展具有重要的理论及应用意义。 |
| 作者： | 张树璇 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王喆;卿文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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