一种35kV模块化变电站构架组装施工监测方法及系统与流程

本发明涉及变电站构架施工测量及工业视觉测量，具体为一种35kv模块化变电站构架组装施工监测方法及系统。

背景技术：

1、35kv模块化变电站构架通常由立柱、横梁及连接构件组成。施工过程包括构件吊装、临时固定、节点连接和位置调整。构件安装位置和轴线对准状态属于组装施工中的主要测量内容。现有施工测量多采用全站仪、经纬仪等设备获取构件位置。部分技术采用工业相机、双目视觉设备或其他光学采集装置进行视觉检测。工业视觉系统识别构件边缘、视觉标记或预设测量特征，获得测量位置的空间坐标。测量系统根据多个空间坐标确定构件的几何位置、姿态或实测轴线，再将实测结果与设计位置、设计模型或设计基准轴线进行比较，得到位置偏移量、方向偏差角等参数。施工人员依据测量结果复核构架位置，并对构件安装状态进行调整。

2、构架处于吊装、临时固定和节点连接阶段时，不同受力状态会引起构件暂态弯曲，使视觉测量特征的空间位置发生变化。现有方法通常根据当前视觉测量结果直接确定构件实测轴线，暂态弯曲产生的轴线扰动会被计入安装轴线偏差，导致所得实测轴线难以准确表征构件真实安装方向，影响轴线准直检测结果的准确性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种35kv模块化变电站构架组装施工监测方法及系统，该发明要解决的技术问题是：如何通过双端工业视觉测量、双向轴线闭合偏差分析及跨状态轴线扰动校正，解决暂态弯曲导致实测轴线难以准确表征构件真实安装方向的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种35kv模块化变电站构架组装施工监测方法，包括：

3、s1.获取待监测构架构件的设计基准轴线，并确定所述待监测构架构件第一连接端和第二连接端的端部参照截面；在同一次构架组装荷载转移前后的第一施工受力状态和第二施工受力状态下，利用工业视觉测量装置分别获取所述第一连接端和所述第二连接端在同一视觉测量坐标系中的视觉测量特征，所述构架组装荷载转移期间不对所述待监测构架构件实施安装调姿；

4、s2.根据所述视觉测量特征分别确定第一连接端和第二连接端在各施工受力状态下的局部实测轴线，以及各局部实测轴线在对应端部参照截面上的本端实测轴点；将第一连接端和第二连接端的局部实测轴线分别延伸至另一连接端的端部参照截面，获得对应的对端预测轴点，根据各对端预测轴点与所在连接端的本端实测轴点之间的空间偏差确定双向轴线闭合偏差；

5、s3.分别确定所述双向轴线闭合偏差在第一施工受力状态与第二施工受力状态之间的跨状态变化量，比较所述双向轴线闭合偏差对应的两个跨状态变化量的方向和幅值，根据比较结果确定构架组装荷载转移引起的状态相关轴线扰动；根据所述状态相关轴线扰动校正第二施工受力状态下第一连接端和第二连接端的本端实测轴点，并根据校正后的两个本端实测轴点确定所述待监测构架构件的安装校正轴线；

6、s4.根据所述安装校正轴线与所述设计基准轴线的空间关系，确定所述待监测构架构件的轴线准直偏差参数；

7、s5.根据所述轴线准直偏差参数确定所述待监测构架构件的轴线准直检测结果。

8、优选的，所述视觉测量特征包括多个视觉测量标记的空间位置，所述多个视觉测量标记设置于所述第一连接端和所述第二连接端，并沿所述待监测构架构件的轴向分布，同一轴向位置设置至少三个不共线的视觉测量标记。

9、优选的，所述局部实测轴线的确定方式为：针对所述第一连接端和所述第二连接端中的任一连接端，沿所述待监测构架构件的轴向确定至少两个相互间隔的测量位置，根据各测量位置处的视觉测量特征分别确定对应的截面中心，并对至少两个所述截面中心进行直线拟合，得到所述局部实测轴线。

10、优选的，所述双向轴线闭合偏差包括前向轴线闭合偏差和反向轴线闭合偏差，所述前向轴线闭合偏差为第二连接端的端部参照截面内由第二连接端的本端实测轴点指向位于所述端部参照截面内的对端预测轴点的空间向量，所述反向轴线闭合偏差为第一连接端的端部参照截面内由第一连接端的本端实测轴点指向位于所述端部参照截面内的对端预测轴点的空间向量。

11、优选的，所述跨状态变化量包括前向跨状态变化量和反向跨状态变化量，所述前向跨状态变化量由第二施工受力状态下的前向轴线闭合偏差减去第一施工受力状态下的前向轴线闭合偏差得到，所述反向跨状态变化量由第二施工受力状态下的反向轴线闭合偏差减去第一施工受力状态下的反向轴线闭合偏差得到。

12、优选的，所述状态相关轴线扰动包括第一端扰动分量和第二端扰动分量；对所述反向跨状态变化量进行向量取反，得到方向转换后的反向跨状态变化量，将所述前向跨状态变化量与所述方向转换后的反向跨状态变化量的向量平均值确定为双端共同变化分量，将所述方向转换后的反向跨状态变化量与所述双端共同变化分量之间的差向量确定为第一端扰动分量，将所述前向跨状态变化量与所述双端共同变化分量之间的差向量确定为第二端扰动分量。

13、优选的，所述安装校正轴线为连接第一端校正轴点和第二端校正轴点形成的直线，所述第一端校正轴点由第二施工受力状态下第一连接端的本端实测轴点减去所述第一端扰动分量得到，所述第二端校正轴点由第二施工受力状态下第二连接端的本端实测轴点减去所述第二端扰动分量得到。

14、一种35kv模块化变电站构架组装施工监测系统，包括：

15、视觉测量模块，所述视觉测量模块用于获取待监测构架构件的设计基准轴线，并确定所述待监测构架构件第一连接端和第二连接端的端部参照截面；利用工业视觉测量装置获取同一次构架组装荷载转移前后的第一施工受力状态和第二施工受力状态下所述第一连接端和所述第二连接端在同一视觉测量坐标系中的视觉测量特征，所述构架组装荷载转移期间不对所述待监测构架构件实施安装调姿；

16、轴线闭合确定模块，所述轴线闭合确定模块用于根据所述视觉测量特征确定第一连接端和第二连接端在各施工受力状态下的局部实测轴线，以及各局部实测轴线在对应端部参照截面上的本端实测轴点；将第一连接端和第二连接端的局部实测轴线分别延伸至另一连接端的端部参照截面，获得对应的对端预测轴点，并根据各对端预测轴点与所在连接端的本端实测轴点之间的空间偏差确定双向轴线闭合偏差；

17、轴线扰动校正模块，所述轴线扰动校正模块用于确定所述双向轴线闭合偏差在第一施工受力状态与第二施工受力状态之间的跨状态变化量，比较所述双向轴线闭合偏差对应的两个跨状态变化量的方向和幅值，根据比较结果确定构架组装荷载转移引起的状态相关轴线扰动；根据所述状态相关轴线扰动校正第二施工受力状态下第一连接端和第二连接端的本端实测轴点，并根据校正后的两个本端实测轴点确定所述待监测构架构件的安装校正轴线；

18、准直偏差确定模块，所述准直偏差确定模块用于根据所述安装校正轴线与所述设计基准轴线确定所述待监测构架构件的轴线准直偏差参数；

19、准直检测模块，所述准直检测模块用于根据所述轴线准直偏差参数确定所述待监测构架构件的轴线准直检测结果。

20、本发明提供了一种35kv模块化变电站构架组装施工监测方法及系统。具备以下有益效果：

21、该35kv模块化变电站构架组装施工监测方法及系统，通过获取同一次构架组装荷载转移前后两个施工受力状态下的双端视觉测量特征，确定两端局部实测轴线，并利用两端局部实测轴线相互延伸形成双向轴线闭合偏差，根据双向轴线闭合偏差的跨状态变化确定状态相关轴线扰动，实现对本端实测轴点的校正以及安装校正轴线的确定，使所得安装校正轴线更准确地表征构架构件的安装方向。

22、采用双向轴线闭合关系与跨施工受力状态比较相结合的方式，将构架组装荷载转移引起的暂态弯曲影响从安装轴线确定过程中进行校正，减少暂态弯曲造成的轴线扰动被计入安装轴线偏差的情况，提高轴线准直偏差参数及轴线准直检测结果的准确性。