申请/专利权人：福建省高速公路科技创新研究院有限公司;福州机场复线高速公路有限公司;清华大学

申请日：2023-12-27

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN117705004A

主分类号：G01B11/25

分类号：G01B11/25

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.02#实质审查的生效;2024.03.15#公开

摘要：本发明涉及工程填筑压实质量测量技术领域，尤其为一种填筑土层压实高精度测量及标定方法，其中，用于压实高精度测量的测量设备包括压实机械、相机、激光器、车载工控机、GPS定位装置；在压实机械车轮一侧设置相机，在相机对应位置设置激光器，相机与激光器的射线在填筑土层面聚焦形成闭环的三角形；在压实机械上设置车载工控机和GPS定位装置。本发明，结合测量设备，设计填筑土层压实高精度测量及标定方法，实现三维表面测量技术；最终达到对10mm‑50mm等不同高度精确测量，且测量精度误差控制在0.1mm以下；通过对于激光线上不同位置相对变形的测量，实现精准检测工程填筑压实质量微小变形的优点。

主权项：1.填筑土层压实高精度测量及标定方法，其特征在于：包括以下步骤：测量设备的设置：所述测量设备包括压实机械（3）、设置在压实机械（3）车轮一侧的相机（1）、位于相机（1）对应位置的激光器（2）以及车载工控机（4）和GPS定位装置（5），所述车载工控机（4）和GPS定位装置（5）均设置在压实机械（3）上，所述相机（1）与激光器（2）的射线在填筑土层面聚焦形成闭环的三角形；相机（1）结合激光器（2）的标定：相机（1）在同一位置拍摄两张照片，一张为标定相机（1）平移旋转矩阵，另一张用来拍摄激光器（2）提取中心线，并用提取的中心线坐标进行直线拟合，两条不相交直线用于平面拟合，用两组图片即四张图片完成平面方程的确定，查看标定稳定性并提高精度；提取激光线中心线坐标，利用标定好的平面方程参数以及相机（1）的内参、外参，进行坐标转换2D转3D，得到中心线坐标即完成测量；基于直角三角形标定板的相机（1）标定：分析经典的张正友平面标定方法，并给出基于直角三角形标定模板的相机标定动作，建立描述像点位置和空间物点位置的相互对应关系的标定函数，利用直线的投影不变性，构造优化函数，求解相机（1）的畸变系数；提取中心线：基于窗口的二维动态阈值灰度重心提取激光条纹中心线；中心线拟合直线：根据提取的中心线坐标，采用随机一致性RANSAC算法拟和2D直线，通过直线拟合，最终每条中心线只用到拟合的两个点坐标代表直线进行平面方程参数标定；将相机坐标系中测量值转为激光平面坐标系中表示，具体操作为：首先，建立激光平面坐标系，x轴选为激光平面法线方向，即扫描前进方向；z轴与相机（1）y坐标轴和激光平面法线都正交，激光平面坐标系的y轴由z轴与x轴按右手法则确定；其次，激光平面z轴向量；第三，激光平面y轴向量；激光平面坐标系向相机（1）坐标系旋转的矩阵R为： ； ,；其中c代表相机坐标系，l代表激光平面坐标系；对于激光条上点的测量坐标，其中x分量为0，另两个分量为： ； ；上述变换其实是激光平面上的点坐标从相机（1）坐标系到激光平面坐标系；其中，yz平面坐标系的z轴一般并不沿垂向；因此需要坐标系旋转，旋转角度，其中，其中、为两个坐标点分别在y轴方向、z轴方向之间的距离，取直线上相距较远的两点坐标差；将按光平面方程计算的测量点坐标，按下式变换后输出最终测量结果： ；其中，y、z为变换完的坐标，、为变换前的激光平面坐标，为激光线夹角；计算效率高的做法是变换激光平面方程系数： ； ； ；然后测量时按下式输出结果： ； ；其中，a，b，c为三个点位的平面方程系数，、、为三个点位旋转后的平面方程系数；完成标定操作。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 福建省高速公路科技创新研究院有限公司;福州机场复线高速公路有限公司;清华大学 填筑土层压实高精度测量及标定方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD