本發(fā)明涉及電梯，特別是一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法。

背景技術(shù)：

1、電梯是一種專門運(yùn)載人員或貨物的特種設(shè)備，與普通的工業(yè)機(jī)電產(chǎn)品不同，產(chǎn)品需要在用戶的工地現(xiàn)場完成總裝，驗收合格后才能交付使用，因此一臺電梯的性能質(zhì)量不僅取決于工廠的制造質(zhì)量，更取決于工地現(xiàn)場的安裝質(zhì)量。傳統(tǒng)井道內(nèi)安裝電梯一般采需要通過搭設(shè)樣板架設(shè)置安裝基準(zhǔn)，通常以機(jī)房門廳基面線為基準(zhǔn)，完成樣線的放置和位置標(biāo)記，再在相應(yīng)位置懸掛鉛錘指導(dǎo)后續(xù)施工，這種安裝工藝在施工中需要放置鉛垂線獲得垂直方向的基準(zhǔn)，并以此來確定導(dǎo)軌的垂直度，但鉛垂線受外部干擾會產(chǎn)生極其輕微的擺動，然而隨著建筑高度的增加，在末端極易產(chǎn)生較大的水平位移，這不可避免的影響了電梯的安裝精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，能夠解決傳統(tǒng)安裝中放樣基準(zhǔn)漂移、安裝誤差大的難題，保證了復(fù)雜惡劣工況下電梯的高質(zhì)量安裝。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，所述方法包括如下步驟：

3、步驟s1、將深度相機(jī)、旋轉(zhuǎn)云臺和高精度水平儀固定在升降臺上，在升降系統(tǒng)驅(qū)動下，深度相機(jī)沿井道垂直方向運(yùn)動，同時旋轉(zhuǎn)云臺旋轉(zhuǎn)，深度相機(jī)對電梯井道四周進(jìn)行全方面掃描；

4、步驟s2、針對井道內(nèi)靜態(tài)紋理稀缺的問題，利用地圖點(diǎn)之間的相關(guān)性，分割不具有運(yùn)動一致性的地圖點(diǎn)，采用靜態(tài)的地圖點(diǎn)，來進(jìn)行位姿估計與靜態(tài)地圖構(gòu)建，獲得電梯井道空間高精度三維模型；

5、步驟s3、以電梯井道高精度三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行樣線的放置和位置標(biāo)記，并以高精度水平儀為基準(zhǔn)，根據(jù)電梯安裝要求，確立放樣基準(zhǔn)相對電梯井道模型的空間位置與姿態(tài)；

6、步驟s4、將電梯導(dǎo)軌支架安裝孔投影到三維模型表面，獲得電梯導(dǎo)軌支架安裝孔表面精確的安裝位置信息，實現(xiàn)井道全數(shù)字化放樣。

7、進(jìn)一步的，所述步驟s1中的“深度相機(jī)對電梯井道四周進(jìn)行全方面掃描”進(jìn)一步為：深度相機(jī)通過云臺實現(xiàn)360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，讓深度相機(jī)下降對電梯井道四周進(jìn)行全方面掃描。

8、進(jìn)一步的，所述深度相機(jī)的下降速度v小于深度相機(jī)視場垂直方向高度h*云臺角速度w/360。

9、進(jìn)一步的，所述步驟s2中的地圖點(diǎn)為深度相機(jī)測量到的點(diǎn)云。

10、進(jìn)一步的，所述步驟s2中的“利用地圖點(diǎn)之間的相關(guān)性，分割不具有運(yùn)動一致性的地圖點(diǎn)，”進(jìn)一步為：深度相機(jī)連續(xù)掃描到的點(diǎn)云，同一個區(qū)域會被多次掃描到，即不同時刻的點(diǎn)云數(shù)據(jù)會有重疊，從不同時刻采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中去掉重復(fù)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s2中的“進(jìn)行位姿估計與靜態(tài)地圖構(gòu)建，獲得電梯井道空間高精度三維模型”進(jìn)一步為：通過點(diǎn)云的icp配準(zhǔn)算法，將不同時刻的點(diǎn)云數(shù)據(jù)變換到同一個基準(zhǔn)坐標(biāo)系下，配準(zhǔn)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡后，采用三角面片進(jìn)行擬合獲得三維曲面，從而得到電梯井道空間高精度三維模型。

12、進(jìn)一步的，所述步驟s3中的“根據(jù)電梯安裝要求，確立放樣基準(zhǔn)相對電梯井道模型的空間位置與姿態(tài)”進(jìn)一步為：投影儀和深度相機(jī)固連到同一個基準(zhǔn)上，利用深度相機(jī)掃描井道表面，將掃描到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與井道三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)，獲得投影儀和深度相機(jī)安裝基準(zhǔn)的位置和姿態(tài)信息，據(jù)此調(diào)整投影圖案位置，保證投影圖案與施工位置一致。

13、進(jìn)一步的，所述步驟s3中的“進(jìn)行樣線的放置和位置標(biāo)記”進(jìn)一步為：采用投影儀，將樣線的放置和位置標(biāo)記投影到井道表面上

14、本發(fā)明的有益效果：電梯井道放樣基準(zhǔn)精度和電梯導(dǎo)軌支架、層門門檻門框安裝孔位置準(zhǔn)確性是實現(xiàn)電梯高質(zhì)量安裝的關(guān)鍵。本發(fā)明結(jié)合深度相機(jī)獲取井道高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建電梯井道空間的三維數(shù)字模型?；谠撊S數(shù)字模型進(jìn)一步建立垂直放樣基準(zhǔn)，并獲得其相對電梯井道模型的空間位置與姿態(tài)，以此作為電梯安裝的基準(zhǔn)。此外，通過深度相機(jī)掃描局部井道點(diǎn)云數(shù)據(jù)，結(jié)合局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)與井道數(shù)字模型的融合匹配算法，為電梯導(dǎo)軌支架和層門門檻門框安裝孔的施工提供精確的位置信息。從根本上解決傳統(tǒng)放樣基準(zhǔn)漂移、安裝誤差大的難題，保證了復(fù)雜惡劣工況下電梯的高質(zhì)量安裝。

技術(shù)特征：

1.一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于：所述步驟s1中的“深度相機(jī)對電梯井道四周進(jìn)行全方面掃描”進(jìn)一步為：深度相機(jī)通過云臺實現(xiàn)360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，讓深度相機(jī)下降對電梯井道四周進(jìn)行全方面掃描。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于：所述深度相機(jī)的下降速度的值v小于深度相機(jī)視場垂直方向高度h*(云臺角速度w/360)的值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于：所述步驟s2中的地圖點(diǎn)為深度相機(jī)測量到的點(diǎn)云。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于，所述步驟s2中的“利用地圖點(diǎn)之間的相關(guān)性，分割不具有運(yùn)動一致性的地圖點(diǎn)，”進(jìn)一步為：深度相機(jī)連續(xù)掃描到的點(diǎn)云，同一個區(qū)域會被多次掃描到，即不同時刻的點(diǎn)云數(shù)據(jù)會有重疊，從不同時刻采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中去掉重復(fù)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于，所述步驟s2中的“進(jìn)行位姿估計與靜態(tài)地圖構(gòu)建，獲得電梯井道空間高精度三維模型”進(jìn)一步為：通過點(diǎn)云的icp配準(zhǔn)算法，將不同時刻的點(diǎn)云數(shù)據(jù)變換到同一個基準(zhǔn)坐標(biāo)系下，配準(zhǔn)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡后，采用三角面片進(jìn)行擬合獲得三維曲面，從而得到電梯井道空間高精度三維模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于：所述步驟s3中的“根據(jù)電梯安裝要求，確立放樣基準(zhǔn)相對電梯井道模型的空間位置與姿態(tài)”進(jìn)一步為：投影儀和深度相機(jī)固連到同一個基準(zhǔn)上，利用深度相機(jī)掃描井道表面，將掃描到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與井道三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)，獲得投影儀和深度相機(jī)安裝基準(zhǔn)的位置和姿態(tài)信息，據(jù)此調(diào)整投影圖案位置，保證投影圖案與施工位置一致。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于slam技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，其特征在于：所述步驟s3中的“進(jìn)行樣線的放置和位置標(biāo)記”進(jìn)一步為：采用投影儀，將樣線的放置和位置標(biāo)記投影到井道表面上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于SLAM技術(shù)的電梯井道空間數(shù)字化建模和放樣方法，包括深度相機(jī)沿井道垂直方向運(yùn)動，同時旋轉(zhuǎn)云臺旋轉(zhuǎn)，深度相機(jī)對電梯井道四周進(jìn)行全方面掃描；利用地圖點(diǎn)之間的相關(guān)性，分割不具有運(yùn)動一致性的地圖點(diǎn)，采用靜態(tài)的地圖點(diǎn)，來進(jìn)行位姿估計與靜態(tài)地圖構(gòu)建，獲得電梯井道空間高精度三維模型；將電梯導(dǎo)軌支架安裝孔投影到三維模型表面，獲得電梯導(dǎo)軌支架安裝孔表面精確的安裝位置信息；以電梯井道高精度三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行樣線的放置和位置標(biāo)記，并以高精度水平儀為基準(zhǔn)，根據(jù)電梯安裝要求，確立放樣基準(zhǔn)相對電梯井道模型的空間位置與姿態(tài)，實現(xiàn)井道全數(shù)字化放樣。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)放樣基準(zhǔn)漂移造成的安裝誤差的解決。

技術(shù)研發(fā)人員：陳潔,林堯,吳城汀,鄭強(qiáng),陳永陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建省特種設(shè)備檢驗研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6