海洋石油平台导管架错位高精度摄影测量

船舶海工

项目概况

这一领域里的近景工业摄影测量技术,其工作方式大体如下:先对目标进行摄影,再对所得图像做处理,继而借以掌握被测目标的形状、尺寸乃至运动状态。只要某个物体的影像能够被拍摄下来,它就可以进入近景摄影测量的视野,据此求得该物体上点群的三维空间坐标,连同这些坐标所支撑起的长度、面积、体积等各项要素。若论它的长处,非接触量测是其中突出的一条,被测对象不会被触碰,还同时兼备信息容量大、易留存、精度高、速度快、数据可反复取用等特质。这些优点,令它在点位繁多、又需避开危险环境并同摄影对象保持距离的测量使命中,特别能派得上用场。

案例详情

项目简介

这个导管架项目来自公司的一位客户,合拢完成后的整体高度约50米。经过合拢作业,其上下总段拼合到位,但三根主立管的合拢缝处却出现了错边;针对这一错边区域,修补不可避免。否则,金属材料的疲劳寿命会被大幅拉低,风险随之悄然埋入工程之中。

此时工程已近收尾,采用切割重做的办法明显不切实际。因此将思路转向三维扫描:先采集错位区域的结构数据,再借助精密机加工,制造一批与现场形状完全吻合的覆板,以之完成对错位处的修复。

又因交付节点、场地占用等问题接踵而至,客户对构件扫描尽早完工寄予了极高的期望。

现场情况

香月的工程师们闻讯即动,第一时间抵达现场。在对项目细节逐步掌握的过程中,他们也注意到,实际情况远比看上去复杂。

第一处棘手点,在于错缝与地面之间的高差超过40米;周边又仅有一圈极为逼仄的脚手架,扫描设备根本找不到安放之处。

再叠加高度与临江的双重因素,错缝处风势往往异常猛烈,6级甚至7级的风时常出现。作业人员在高处走动十分吃力,测量进度首当其冲受到拖累。

导管架全貌

合拢错边处

项目难点总结:

1、高空环境作业,人员移动存在很大困难。

2、现场空间局促且风大,仪器缺乏架设的余地。

3、被测物体轮廓并不规整,同时精度要求相当苛刻。

4、上下被测处依赖汽车吊接送,测量窗口期短促。

5、被测件为直径较大的圆柱体,需对整体做完整测量。

6、体积庞大的设备根本无法运进现场。

经多方反复论证与研究,最终一致认定,摄影测量手段与本项目的现实更为贴合。一方面精度得以充分保障,另一方面,在导管架上活动不便等一连串困扰也随之中和。

近景摄影测量的主要特点:

1、相片中承载的信息十分丰富、容量可观,用于测量形状不规则的物体尤其合适。

2、目标尺度、摄影距离、精度指标、动静状态等在各个场合各不相同;只要合理挑选摄影仪器与方式,并妥善布设控制,科研与生产中的诸多复杂难题都能迎刃而解。

3、成百上千个点可在一瞬间被定格,大量物点空间坐标亦能在量测仪器上得出,这点是传统测量手段所难企及的。

4、摄影相片能够长期保存,为日后的核查、比对与研判提供了便利。

5、相对传统的大地测量与工程测量而言,外业工作量得以压缩、劳动强度也显著下降,经济效益自然更高。

6、借助数字化仪器从图像解算出的最终三维坐标,可用来搭建三维立体景观,向各类用途的用户提供可信而精准的技术服务。

测量实景展示

采用专用工业相机对错缝处进行拍摄

借助软件分析得出点位数据

通过逆向建模,生成机加工所需的模型,供覆板的加工使用

客户反馈

覆板安装现场照片

客户评价效果很好

总结

这个项目把近景工业摄影测量的优势发挥到了极致,此前扫描仪、手持扫描、石膏靠模等方案久攻不下的难题,在此迎刃而解。全程使用的软件均由我方自主开发,测量所得数据可直接移交机加工厂家,逆向建模也一并协助完成;如今客户的工程已经圆满收尾,整个过程令各个相关方都深感满意。

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