本发明涉及大尺寸绝缘子形位参数测量，更具体地说，它涉及一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法。
背景技术：
1、绝缘子是电力系统中用量极大的一种装置性材料，绝缘子的性能对电网的安全稳定运行有着及其重要的作用；近几年来，国家电网公司、南方电网公司等电网单位均对绝缘子产品质量抽检工作高度重视并提出了明确的要求，绝缘子产品的检测涉及到形位尺寸、力学性能、材料性能、电学性能等多项技术指标；其中结构高度、盘径、轴向偏差、径向偏差等形位参数的测量是普遍开展的重要测试项目，目前，在生产实际中一般均采用传统方法分别以来卡尺、直尺、百分表等仪器仪表，采用传统测量方式进行检测；此类方法存在测量误差大，测量过程受人员技术水平影响程度高、劳动强度大，测试时间长，自动化程度低等问题。尤其是在涉及到高电压等级复合绝缘子以及大吨位悬式绝缘子检测工作时，由于受到测量仪器测量范围、人员体力等多方面限制，导致测量工作在精度、效率、劳动强度等方面存在极大不足。因此对能够实现准确、便捷、自动化程度高的自动化绝缘子形位尺寸检测方法有着较为迫切的需求。
2、有鉴于此，特提出此申请。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，解决传统测量方式中面对超长、超高、超重绝缘子测量时仪表测量范围不足、工作效率低下、测量精度低、测量工作受人为因素影响大以及劳动强度大的问题；实现同时具备结构高度、盘径、轴向偏差、径向偏差、爬距等多个形位参数测量能力的综合性检测方法及自动化测量装置，满足任意长度、盘径尺寸以及包含悬式复合、悬式盘形、支柱绝缘子等各种类型绝缘子形位尺寸参数的快捷自动测量，且能保证较高的测量精度，实现提高绝缘子检测工作效率，降低检测人员劳动强度。
2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、第一方面，本技术提供了一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，包括以下具体步骤：
4、利用完成标定的手持式扫描仪对位于标定辅助装置中待测绝缘子的外壁进行覆盖式扫描，并获得待测绝缘子的点云数据，以及位于标定辅助装置中辅助标识的标识参数；
5、基于点云数据建立与待测绝缘子对应的结构模型，并利用标识参数对结构模型进行补偿校正，得到待测绝缘子对应的三维模型；
6、对三维模型进行参数测量，得到待测绝缘子的形位参数数据，参数测量包括直线距离测量、沿面距离测量、圆度偏差测量和平行度测量。
7、本发明的有益效果是：本方案中，在非接触的条件下，通过激光扫描测量的方法实现对被测对象三维空间坐标数据的采集，从而快速建立被测目标的三维点云数据，并根据点云数据进行三维重构形成目标的三维影像模型，最后通过三维影像模型实现大型绝缘子的伞径、偏差、电弧距离、爬电距离等形位参数的有效测量，其中，由于激光扫描测量对具有深孔和曲折复杂结构的被测物体时往往无能为力，并会导致部分表面空间数据的丢失，对此采用具有多方向光束的激光扫描装置来最大限度降低扫描时被遮挡的可能性；同时采用了适应不同类型绝缘子的标定辅助装置，以及位于标定辅助装置内的辅助标识，从而手持式扫描仪即可在标定辅助装置和辅助标识的配合下有效采集绝缘子表面空间数据，最终形成可靠的三维结构影像。
8、本方案中，利用激光扫描的方式获取三维点云数据，并利用三维点云数据建立了三维模型，通过测量模型来实现对大型绝缘子的形位参数测量，解决了传统测量方式中面对超长、超高、超重绝缘子测量时仪表测量范围不足、工作效率低下、测量精度低、测量工作受人为因素影响大以及劳动强度大的问题；实现同时具备结构高度、盘径、轴向偏差、径向偏差、爬距等多个形位参数测量能力的综合性检测方法及自动化测量装置，满足任意长度、盘径尺寸以及包含悬式复合、悬式盘形、支柱绝缘子等各种类型绝缘子形位尺寸参数的快捷自动测量，且能保证较高的测量精度，实现提高绝缘子检测工作效率，降低检测人员劳动强度。
9、本方案中，采用手持的方式通过激光扫描来获取三维点云数据，相比于通过机械手臂通过激光扫描获取三维点云数据，手持的方式仅需操作人员沿被试绝缘子进行三维成像，无需反复搬移试品，且面对较大的绝缘子时，机械手臂则存在移动范围有限，导致不能够对绝缘子进行全面扫描的问题，而操作人员手持的方式则可以轻松的解决此问题，在实际使用时更加的便捷和灵活。
10、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
11、进一步，上述标定辅助装置包括由两条条形板组合形成的v型结构放置部。
12、采用上述进一步方案的有益效果是：v形开口及两侧边宽度满足常见各类型绝缘子伞裙测量要求，且放置于v型结构放置部内的待测绝缘子的稳定性强。
13、进一步，上述标定辅助装置还包括使v型结构放置部呈水平状态或竖直状态的基座。
14、采用上述进一步方案的有益效果是：带基座的v型结构放置部既可以作为被试绝缘子的承重底座又可以实现扫描标定。
15、进一步，上述v型结构放置部的夹角为100°。
16、采用上述进一步方案的有益效果是：便于与被测试品配合且在垂直及水平两种配合方式下便于稳定放置。
17、进一步，上述条形板的宽度为120mm或240mm或320mm。
18、进一步，上述条形板的长度为600mm。
19、进一步，上述辅助标识为按预置间距并沿标定辅助装置的长度方向粘贴的多组标定记号，且多组标定记号位于同个条形板的内壁。
20、进一步，上述辅助标识包括夹持件和标定杆，夹持件用于将于标定杆夹持在条形板上，标定杆在夹持件的夹持下用于伸入待测绝缘子的伞裙内。
21、采用上述进一步方案的有益效果是：对于部分伞裙深度极大，结构特殊的绝缘子测量时，v形辅助结构和标定记号的设置可能无法满足测量工作需求，因此，在v型辅助标定装置两侧边边沿设置夹持件和标定杆；该夹持件用于配合夹持标定杆的固定并实现防止锋利边沿伤及操作人员，实际测量时，将标定杆夹持固定在v型辅助标定装置边沿，并翻转连杆将标定杆深入绝缘子伞裙间隙内部实现标定作用，标定杆可以采用1mm以下易于弯折的金属丝制作，以方便弯折，实现在测试现场任意调节标定点位置。
22、第二方面，本技术提供了一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量系统，应用于第一方面中的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，包括：
23、第一模块，用于利用完成标定的手持式扫描仪对位于标定辅助装置中待测绝缘子的外壁进行覆盖式扫描，并获得待测绝缘子的点云数据，以及位于标定辅助装置中辅助标识的标识参数；
24、第二模块，用于基于点云数据建立与待测绝缘子对应的结构模型，并利用标识参数对结构模型进行补偿校正，得到待测绝缘子对应的三维模型；
25、第三模块，用于对三维模型进行参数测量，得到待测绝缘子的形位参数数据，参数测量包括直线距离测量、沿面距离测量、圆度偏差测量和平行度测量。
26、第三方面，本技术提供了如第一方面中任一项的标定辅助装置和辅助标识在测量大尺寸绝缘子的形位参数数据中的应用。
27、与现有技术相比，本发明至少具有以下的有益效果：
28、本技术中，在非接触的条件下，通过激光扫描测量的方法实现对被测对象三维空间坐标数据的采集，从而快速建立被测目标的三维点云数据，并根据点云数据进行三维重构形成目标的三维影像模型，最后通过三维影像模型实现大型绝缘子的伞径、偏差、电弧距离、爬电距离等形位参数的有效测量，其中，由于激光扫描测量对具有深孔和曲折复杂结构的被测物体时往往无能为力，并会导致部分表面空间数据的丢失，对此采用具有多方向光束的激光扫描装置来最大限度降低扫描时被遮挡的可能性；同时采用了适应不同类型绝缘子的标定辅助装置，以及位于标定辅助装置内的辅助标识，从而手持式扫描仪即可在标定辅助装置和辅助标识的配合下有效采集绝缘子表面空间数据，最终形成可靠的三维结构影像。
29、本技术中，利用激光扫描的方式获取三维点云数据，并利用三维点云数据建立了三维模型，通过测量模型来实现对大型绝缘子的形位参数测量，解决了传统测量方式中面对超长、超高、超重绝缘子测量时仪表测量范围不足、工作效率低下、测量精度低、测量工作受人为因素影响大以及劳动强度大的问题；实现同时具备结构高度、盘径、轴向偏差、径向偏差、爬距等多个形位参数测量能力的综合性检测方法及自动化测量装置，满足任意长度、盘径尺寸以及包含悬式复合、悬式盘形、支柱绝缘子等各种类型绝缘子形位尺寸参数的快捷自动测量，且能保证较高的测量精度，实现提高绝缘子检测工作效率，降低检测人员劳动强度。
30、本技术中，v形开口及两侧边宽度满足常见各类型绝缘子伞裙测量要求，且放置于v型结构放置部内的待测绝缘子的稳定性强；带基座的v型结构放置部既可以作为被试绝缘子的承重底座又可以实现扫描标定；v型结构放置部的夹角为100°便于与被测试品配合且在垂直及水平两种配合方式下便于稳定放置；其中，对于部分伞裙深度极大，结构特殊的绝缘子测量时，v形辅助结构和标定记号的设置可能无法满足测量工作需求，因此，在v型辅助标定装置两侧边边沿设置夹持件和标定杆；该夹持件用于配合夹持标定杆的固定并实现防止锋利边沿伤及操作人员，实际测量时，将标定杆夹持固定在v型辅助标定装置边沿，并翻转连杆将标定杆深入绝缘子伞裙间隙内部实现标定作用，标定杆可以采用1mm以下易于弯折的金属丝制作，以方便弯折，实现在测试现场任意调节标定点位置。
31、本技术中，采用手持的方式通过激光扫描来获取三维点云数据，相比于通过机械手臂通过激光扫描获取三维点云数据，手持的方式仅需操作人员沿被试绝缘子进行三维成像，无需反复搬移试品，且面对较大的绝缘子时，机械手臂则存在移动范围有限，导致不能够对绝缘子进行全面扫描的问题，而操作人员手持的方式则可以轻松的解决此问题，在实际使用时更加的便捷和灵活。
1.一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述标定辅助装置包括由两条条形板组合形成的v型结构放置部。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述标定辅助装置还包括使v型结构放置部呈水平状态或竖直状态的基座。
4.根据权利要求2所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述v型结构放置部的夹角为90°-130°。
5.根据权利要求2所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述条形板的宽度为120-320mm。
6.根据权利要求2所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述条形板的长度400mm-800mm。
7.根据权利要求2所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述辅助标识为按预置间距并沿标定辅助装置的长度方向粘贴的多组标定记号，且多组所述标定记号位于同个条形板的内壁。
8.根据权利要求2所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，其特征在于，所述辅助标识包括夹持件和标定杆，所述夹持件用于将于标定杆夹持在条形板上，所述标定杆在夹持件的夹持下用于伸入待测绝缘子的伞裙内。
9.一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量系统，应用于权利要求1中所述的一种基于三维成像技术的大尺寸绝缘子形位参数测量方法，包括：
10.如权利要求1-8中任一项的标定辅助装置和辅助标识在测量大尺寸绝缘子的形位参数数据中的应用。
