海洋大型油气模块非滑道建造对接技术研究

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1、天津大学硕士学位论文海洋大型油气模块非滑道建造对接技术研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｎｎｅｃｔｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏｉｎｇｇｙＮｏｎ－ＳｌｉｄｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＬａｒｅＭａｒｉｎｅｇＯｉｌａｎｄＧａｓＭｏｄｕｌｅ学科专业：机械工程研宄生：谢削指导教师：陈永亮副教授天津大学机械工程学院２０１７年１２月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作和取得的研宄成果，论文中不包含其他人己经发表，除了文中特别加以标注和致谢之处外或

2、撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证一书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研宂所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。７、签字曰期学位论文作者签名才》：年＂月分曰ｊ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、、索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适

3、用本授权说明）：学位论文作者签名：；矣ｊ导师签名＇丫签字曰期：＞〇炯／签字曰期：年月曰丨异相／如＾＂７摘要近年来海洋工程装备制造发展迅速，滑道资源几乎枯竭，而非滑道建造备受重视。由于地基承载力的限制，非滑道建造过程需要对海洋油气平台进行模块化分割一，分模块建造后的对接精度成为其中的关键问题之。本文对基于三维激光扫描仪的对接精度监测方法进行研宄：，主要内容如下（１）本文针对钢结构模块对接与框架式结构分层建造对接的关键技术标准进行研究，并分析不同类型连接方式的特点，设计不同截面类型梁柱构件的

4、特征提取方案。２对地面三维激光扫描仪的原理与数据获取误差因素进行分析，分析三维（）激光扫描仪检校方法，指导钢结构点云的获取。（３）对分测站点云进行基于标靶的配准平差以及误差分析，研宄基于属性信息的标靶中心坐标提取方法；研宄基于统计滤波与半径滤波的点云降噪处理方法，以及使用体素栅格下采样对点云进行精简的算法。（４）钢结构点云数据处理算法与特征提取方法研宄，包括：基于Ｋ邻域的点云法线估计、基于法线特征提取平面与圆柱算法、聚类分割算法，以及基于关键特征的点云与设计模型对齐方法。并对钢结构立柱垂直度

5、、挠度以及关键尺寸信息的提取方法进行研宄。５基于设计模型的钢结构端口特征。（）自动提取算法研宄与对接匹配算法研宄通过设计模型确定端口域，提取域内点云，并聚类分割端口特征，通过特征的拟合与相交求解特征点；将对接端口点云投影至二维平面，使用ＩＣＰ算法进行待对接端口的整体匹配以求解对接的较优位置一口，并与单端的匹配对比，分析对接偏差。６选择ＣｌｏｕｄＣｏｍａｒｅ二，、、（）ｐ软件作为次开发平台实现拼接降噪与下采样特征自动提取与误差分析的功能以及对接结构端口点云自动匹配功能，设计后台数据库。并且通过

6、钢结构模块ＳｌｕＣａｔｃｈｅｒ进行实例仿真ｇ，对系统功能进行验证。通过基于三维激光扫描的钢结构对接技术进行研宄，完成了关键算法的研宄与软件开发工作，实现了钢结构模块建造过程中数据处理功能，提髙了钢结构对接监测的效率与精度。关键词：钢结构测量，三维激光扫描，特征提取，误差分析，对接匹配ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｍａｒｉｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｌ－ｒａｄ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔｓｌｉｄｅ

7、ｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｒｅａｌｍｏｓｔｅｘｈａｕｓｔｅｄａｎｄｎｏｎｓｌｉｄｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｙ，，ｒｅｃｅｉｖｅｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｃａａｃｉｔａｎｏｆｆｓｈｏｒｅ，ｇｇｐｙｏｉｌｌｉｌｉｉｔｈ－ｌｉｔｒｔｉａｎｄａｓａｔｆｏｒｍｒｅｕｒｅｓａｍｏｄｕａｒｓｅｍｅｎｔａｔｏｎｄｕｒｎｅｎｏｎｓｄｅｃｏｎｓｕｃｏｎｇｐｑｇｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉｎａｃ

8、ｃｕｒａｃｃｏｎｔｒｏｌａｆｔｅｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｕｂ－ｍｏｄｕｌｅｈａｓ，ｇｙｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓ．Ｔｈｉｓａｅｒｒｅｓｅｎｔａｋｉｎｇｏｆｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｔ