本發(fā)明涉及建筑施工，尤其涉及一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法。

背景技術(shù)：

1、如圖1所示，在鋼筋網(wǎng)片焊接中，需要對橫筋1和縱筋2的交叉點進行點焊焊接，從而實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊接工作。

2、在焊接工作前，首先需要確定焊點的位置，然后由計算機控制焊槍對上述焊點進行焊接。在小型鋼筋網(wǎng)片中，由于鋼筋直徑較小，在鋼筋矯正設(shè)備的作用下，鋼筋點的實際位置和設(shè)計位置一致，焊點位置規(guī)律性強，容易確定。而對于大型地墻鋼筋籠的鋼筋網(wǎng)片而言，鋼筋的直徑較大，對鋼筋進行矯正并實現(xiàn)鋼筋擺放整齊較為困難，使得擺放后的焊點位置與設(shè)計位置有較大差異，實際焊點的位置規(guī)律性差，無法通過簡單控制方法實現(xiàn)焊點自動定位。

3、為了應(yīng)對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用基于相對定位技術(shù)的機械式焊點定位方法。如圖1所示，底座5上分別設(shè)置了觸碰開關(guān)3和焊槍4。在焊槍前進方向上(如圖1中箭頭所示)，觸碰開關(guān)3在焊槍4的前方，當觸碰開關(guān)3碰到縱筋2時，觸碰開關(guān)3發(fā)出觸發(fā)信號，由于觸碰開關(guān)3與焊槍5的距離為固定值，計算機控制系統(tǒng)在收到觸碰開關(guān)3觸發(fā)信號后，驅(qū)動底座5按箭頭方向移動上述固定值距離，使得焊槍5位于焊點位置，從而實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片焊點的機械式定位。

4、然而，上述機械式焊點定位方法需要逐點進行定位，即每個點都要觸碰開關(guān)3發(fā)出信號，然后移動焊槍4固定偏移量，最后進行焊接作業(yè)，使得定位的效率很低。對于焊接大型鋼筋網(wǎng)片而言，由于焊點的數(shù)量數(shù)以萬計，上述識別過程效率低，焊接速度慢，已經(jīng)影響了焊接機器人的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，能夠高效精準地實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊點定位及焊接作業(yè)。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋和縱筋的交叉點位，其包括：

4、步驟一、建立三維坐標系，并獲取鋼筋網(wǎng)片的三維點云數(shù)據(jù)集合；

5、步驟二、對三維點云數(shù)據(jù)集合中的三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，并得到預(yù)處理點集；

6、步驟三、對預(yù)處理點集中的每個點，依次求取相鄰兩個點之間連線的斜率值，并根據(jù)斜率值的變化得到橫筋和縱筋的交叉點位的信息；

7、步驟四、在交叉點位基礎(chǔ)上偏移固定距離即為焊接點位，將焊接裝置的焊接輸出端移動至焊接點位處實現(xiàn)焊接。

8、可選地，在步驟一中，以橫筋的端部圓心為坐標原點，以橫筋的徑向方向為x軸方向，以橫筋的軸線方向為y軸方向，以垂直于x軸方向和y軸方向的橫筋的徑向方向為z軸方向建立三維坐標系。

9、可選地，在步驟二中，對三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理包括：分別在x軸和z軸上設(shè)定第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間，并將位于第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間之外的三維點云數(shù)據(jù)進行排除，以得到預(yù)處理點集。

10、可選地，在步驟三中，對預(yù)處理點集按照y軸方向依序遍歷，對應(yīng)每一個y軸坐標，篩選在z軸方向坐標最大的坐標點以形成第一點集。

11、可選地，按照y軸方向?qū)Φ谝稽c集依次進行遍歷，對于遍歷后的第一點集，求取每相鄰兩個點之間連線的斜率值，當?shù)谝稽c集中的部分點沿y軸方向與其相鄰的上一個點和下一個點所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負數(shù)時，定義這些部分點為橫筋和縱筋的交叉點位。

12、可選地，在步驟二中，對三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理包括：在x軸上設(shè)定第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間，以篩選x軸坐標位于第三取值區(qū)間或第四取值區(qū)間的預(yù)處理點集，并在z軸方向上設(shè)定第五取值區(qū)間，將位于第五取值區(qū)間之外的三維點云數(shù)據(jù)進行排除，以得到分別對應(yīng)第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間的兩組預(yù)處理點集。

13、可選地，在步驟三中，對兩組預(yù)處理點集分別按照y軸方向依次遍歷，對于兩組預(yù)處理點集中的每一個y軸坐標，篩選在z軸方向坐標最大的坐標以形成第二點集和第三點集。

14、可選地，按照y軸方向分別對第二點集和第三點集依次進行遍歷，對于遍歷后的第二點集，求取每相鄰兩個點之間連線的斜率值，當?shù)诙c集中的部分點沿y軸方向與其相鄰的上一個點和下一個點所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負數(shù)時，將這些部分點按照y軸方向依次定義為第一序列；對于遍歷后的第三點集，求取每相鄰兩個點之間連線的斜率值，當?shù)谌c集中部分的點沿y軸方向與其相鄰的上一個點和下一個點所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負數(shù)時，將這些部分點按照y軸方向依次定義為第二序列，按照y軸方向依次求取第一序列和第二序列的平均值以得到橫筋和縱筋的交叉點位。

15、可選地，在步驟四中，通過焊接裝置定位交叉點位的x軸坐標和z軸坐標。

16、可選地，在步驟一中，通過激光對鋼筋網(wǎng)片進行掃描，并接收鋼筋網(wǎng)片反射的點信號以形成三維點云數(shù)據(jù)集合。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提供一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋和縱筋的交叉點位，首先建立三維坐標系，并獲取鋼筋網(wǎng)片的三維點云數(shù)據(jù)集合，進而全面反映鋼筋網(wǎng)片的實際形態(tài)，包括橫筋、縱筋及其交叉點位的詳細位置信息。然后對三維點云數(shù)據(jù)集合中的三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，并得到預(yù)處理點集，確保后續(xù)分析處理的準確性和可靠性。之后對預(yù)處理點集中的每個點，依次求取相鄰兩個點之間連線的斜率值，以反映鋼筋走向的變化趨勢，斜率值的突變點往往對應(yīng)著橫筋與縱筋的交叉點位的位置，使得作業(yè)人員能夠根據(jù)斜率值的變化得到橫筋和縱筋的交叉點位的信息，不僅提高了焊點定位的精度，還避免了傳統(tǒng)機械式定位方法中繁瑣的逐點觸碰過程，顯著提升了定位效率。最后在交叉點位基礎(chǔ)上偏移固定距離即為焊接點位，將焊接裝置的焊接輸出端移動至焊接點位處實現(xiàn)焊接，從而提高了焊接作業(yè)的準確性和穩(wěn)定性。通過上述設(shè)置，本申請的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法能夠高效精準地實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊點定位及焊接作業(yè)。

技術(shù)特征：

1.地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋(1)和縱筋(2)的交叉點位(6)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟一中，以橫筋(1)的端部圓心為坐標原點，以橫筋(1)的徑向方向為x軸方向，以橫筋(1)的軸線方向為y軸方向，以垂直于x軸方向和y軸方向的橫筋(1)的徑向方向為z軸方向建立三維坐標系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟二中，對三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理包括：分別在x軸和z軸上設(shè)定第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間，并將位于第一取值區(qū)間和第二取值區(qū)間之外的三維點云數(shù)據(jù)進行排除，以得到預(yù)處理點集。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟三中，對預(yù)處理點集按照y軸方向依序遍歷，對應(yīng)每一個y軸坐標，篩選在z軸方向坐標最大的坐標點以形成第一點集(8)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，按照y軸方向?qū)Φ谝稽c集(8)依次進行遍歷，對于遍歷后的第一點集(8)，求取每相鄰兩個點之間連線的斜率值，當?shù)谝稽c集(8)中的部分點沿y軸方向與其相鄰的上一個點和下一個點所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負數(shù)時，定義這些部分點為橫筋(1)和縱筋(2)的交叉點位(6)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟二中，對三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理包括：在x軸上設(shè)定第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間，以篩選x軸坐標位于第三取值區(qū)間或第四取值區(qū)間的預(yù)處理點集，并在z軸方向上設(shè)定第五取值區(qū)間，將位于第五取值區(qū)間之外的三維點云數(shù)據(jù)進行排除，以得到分別對應(yīng)第三取值區(qū)間和第四取值區(qū)間的兩組預(yù)處理點集。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟三中，對兩組預(yù)處理點集分別按照y軸方向依次遍歷，對于兩組預(yù)處理點集中的每一個y軸坐標，篩選在z軸方向坐標最大的坐標以形成第二點集(9)和第三點集(10)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，按照y軸方向分別對第二點集(9)和第三點集(10)依次進行遍歷，對于遍歷后的第二點集(9)，求取每相鄰兩個點之間連線的斜率值，當?shù)诙c集(9)中的部分點沿y軸方向與其相鄰的上一個點和下一個點所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負數(shù)時，將這些部分點按照y軸方向依次定義為第一序列；對于遍歷后的第三點集(10)，求取每相鄰兩個點之間連線的斜率值，當?shù)谌c集(10)中的部分點沿y軸方向與其相鄰的上一個點和下一個點所在連線的斜率值分別為正數(shù)和負數(shù)時，將這些部分點按照y軸方向依次定義為第二序列，按照y軸方向依次求取第一序列和第二序列的平均值以得到橫筋(1)和縱筋(2)的交叉點位(6)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟四中，通過焊接裝置定位交叉點位(6)的x軸坐標和z軸坐標。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，其特征在于，在步驟一中，通過激光對鋼筋網(wǎng)片進行掃描，并接收鋼筋網(wǎng)片反射的點信號以形成三維點云數(shù)據(jù)集合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法，用于定位鋼筋網(wǎng)片中橫筋和縱筋的交叉點位，首先建立三維坐標系，并獲取鋼筋網(wǎng)片的三維點云數(shù)據(jù)集合。然后對三維點云數(shù)據(jù)集合中的三維點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，并得到預(yù)處理點集。之后對預(yù)處理點集中的每個點，依次求取相鄰兩個點之間連線的斜率值，并根據(jù)斜率值的變化得到橫筋和縱筋的交叉點位的信息。最后在交叉點位基礎(chǔ)上偏移固定距離即為焊接點位，將焊接裝置的焊接輸出端移動至焊接點位處實現(xiàn)焊接。通過上述設(shè)置，本申請的地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片焊點定位方法能夠高效精準地實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片的焊點定位及焊接作業(yè)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳旭陽,王濤,錢良,陳曉明,滕延鋒,金晶,賈寶榮,季偉,王博陽,李冀清,蔣玲玲,沈佳青
受保護的技術(shù)使用者：上海市機械施工集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9