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原文传递一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法

专利名称：	一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法
摘要：	本申请的一个目的是提供了一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法，通过根据建立的船体坐标系、所述船体的当地工程坐标信息及倾角信息确定坐标转换关系，根据所述坐标转换关系将激光扫描模块的安装位置在所述船体坐标系下的坐标信息转换为所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息；利用所述激光扫描模块多次获取多个水平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置及所述激光扫描模块的当地工程坐标信息确定多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息，以确定所述单管桩的桩管轴线垂直度。从而保证了数据准确性并节约了监测成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中交上海三航科学研究院有限公司
发明人：	杨三元;陈韬;夏显文;马振江;龚权华;杨安韬;徐天洋;程伟;陈曦
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910233812.3
公开号：	CN109914492A
代理机构：	上海百一领御专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王奎宇;甘章乖
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	200032 上海市徐汇区肇嘉浜路829号
主权项：	1.一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统，其中，所述系统包括：船体、双轴倾角计、激光扫描模块、定位模块、数据采集处理模块，其中，所述船体包括甲板和支撑部，所述支撑部垂直设置于所述甲板上；所述定位模块设置于所述甲板上，用于测量所述激光扫描模块的位置坐标；所述激光扫描模块位于所述支撑部上，用于获取单管桩的多个水平面轮廓的多个测点位置信息；所述双轴倾角计位于所述甲板上，用于测量所述船体的纵向倾角和横向倾角；所述数据采集处理模块，用于采集所述激光扫描模块、定位模块以及所述双轴倾角计获取到的数据信息，并对采集到的数据信息进行处理。 2.根据权利要求1所述的系统，所述定位模块包括第一定位模块、第二定位模块和第三定位模块，其中，所述第一定位模块和所述第三定位模块设置在所述船体的长边处并与所述船体的横向中心轴平行。 3.根据权利要求1所述的系统，所述激光扫描模块包括第一激光扫描模块和第二激光扫描模块，所述支撑部包括第一位置和第二位置，其中，所述第一激光扫描模块安装于所述第一位置，所述第二激光扫描模块安装于所述第二位置。 4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一位置和所述第二位置距离所述甲板所在水平面的高度不相同。 5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据采集处理模块包括：多串口卡、嵌入式工控机、集线器，所述嵌入式工控机与所述多串口卡连接，所述多串口卡分别与所述定位模块以及所述双轴倾角计连接；所述嵌入式工控机与所述集线器连接，所述集线器用于接收所述激光扫描模块采集的数据。 6.一种使用如权利要求1至5中任一项所述的单管桩轴线垂直度实时监测的系统的方法，其中，所述方法包括：基于所述船体建立船体坐标系，确定所述激光扫描模块的安装位置在所述船体坐标系下的坐标信息；利用所述定位模块获取所述船体的当地工程坐标信息，以及利用所述双轴倾角计获取所述船体的倾角信息；根据所述船体坐标系、所述船体的当地工程坐标信息以及所述船体的倾角信息确定所述船体坐标系与所述当地工程坐标系下的坐标转换关系，根据所述坐标转换关系将所述激光扫描模块的安装位置在所述船体坐标系下的坐标信息转换为所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息；利用所述激光扫描模块多次获取多个水平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置及所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息确定多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息；根据所述多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息确定所述单管桩的桩管轴线垂直度。 7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置及所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息确定多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息，包括：根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置确定所述多个单管桩桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息；根据所述坐标变换关系、所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息将所述多个单管桩桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息转换为所述多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息。 8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法包括：基于船体的纵向中轴线为第一坐标轴，利用右手定则建立坐标系。 9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述激光扫描模块包括第一激光扫描模块和第二激光扫描模块，利用所述激光扫描模块多次获取多个水平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置包括：利用所述第一激光扫描模块多次获取所述第一位置所处平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置，利用所述第二激光扫描模块多次获取所述第二位置所处平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置。 10.根据权利要求7或9所述的方法，其中，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置确定所述多个单管桩桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息包括：从所述第一激光扫描模块多次获取到的多个测点位置中选取多组第一样本点，从所述第二激光扫描模块多次获取到的多个测点位置中选取多组第二样本点；根据所述多组第一样本点确定多个所述单管桩在第一位置所处平面的外形曲线，根据所述多组第二样本点确定多个所述单管桩在第二位置所处平面的外形曲线；根据所述第一位置所处平面的外形曲线确定所述单管桩的上桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息，根据所述单管桩在第二位置所处平面的外形曲线确定所述单管桩的下桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息。 11.根据权利要求10所述的方法，其中，根据所述多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息确定所述单管桩的桩管轴线垂直度，包括：将所述单管桩的上桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息通过所述坐标转换关系转化为所述上桩芯的当地工程坐标信息，将所述单管桩的下桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息通过所述坐标转换关系转化为所述下桩芯的当地工程坐标信息；根据所述上桩芯的当地工程坐标信息和所述下桩芯的当地工程坐标信息确定所述单管桩的桩管轴线垂直度。 12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述根据所述多组第一样本点确定多个所述单管桩在第一位置所处平面的外形曲线，根据所述多组第二样本点确定多个所述单管桩在第二位置所处平面的外形曲线之后包括：根据所述多组第一样本点确定多个所述单管桩在第一位置所处平面的外形曲线，确定所有单管桩在第一位置所处平面的外形曲线对应的中心坐标，从所述多个中心坐标中筛选出第一目标中心坐标；根据所述多组第二样本点确定多个所述单管桩在第二位置所处平面的外形曲线，确定所有单管桩在第二位置所处平面的外形曲线对应的中心坐标，从所述多个中心坐标中筛选出第二目标中心坐标。 13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法包括：将所述第一目标中心坐标作为所述单管桩的上桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息，将所述第二目标外形曲线作为所述单管桩的下桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息。 14.根据权利要求12所述的方法，其中，从所述多个中心坐标中筛选出第一目标中心坐标包括：确定所述单管桩在第一位置所处平面的外形曲线上满足预设阈值的剩余点的数量信息；根据所述剩余点的数量信息从多个所述单管桩在第一位置所处平面的外形曲线对应的中心坐标中筛选出第一目标中心坐标。 15.根据权利要求12所述的方法，其中，从所述多个中心坐标中筛选出第二目标中心坐标包括：确定所述单管桩在第二位置所处平面的外形曲线上满足预设阈值的剩余点的数量信息；根据所述剩余点的数量信息从多个所述单管桩在第二位置所处平面的外形曲线对应的中心坐标中筛选出第二目标中心坐标。
所属类别：	发明专利