双护盾硬岩隧道掘进机位姿测量系统

作     者：杨文辉 林嘉睿 高扬 邾继贵 Yang Wenhui;Lin Jiarui;Gao Yang;Zhu Jigui

作者机构：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 

基　　金：国家自然科学基金(51305297) 高等学校博士学科点专项科研基金(20130032120067) 天津市应用基础与前沿技术研究计划(15JCQNJC04600) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2015年第35卷第11期

页      码：139-147页

摘      要：针对隧道施工中双护盾硬岩隧道掘进机位姿的精密测量需求,设计了一种组合式位姿测量系统。系统把单目视觉和激光标靶相结合,在利用激光标靶和全站仪完成掘进机后盾体位姿测量基础上,通过所设计的光学特征点空间分布模型,实现特征点的准确识别,根据特征点之间已知的几何约束关系和摄像机的透视投影模型,进行实时的图像处理和位姿解算,实现掘进机前盾体相对后盾体位姿的非接触式测量。系统建立了光学特征点、智能视觉传感器、激光标靶和全站仪之间的坐标转换关系,搭建了模拟双护盾硬岩隧道掘进机位姿变化的实验平台,并利用全站仪进行精度验证,最终完成掘进机全方位的实时位姿测量。实验结果表明:在30 m×3 m测量范围内,系统测量精度优于5 mm。测量系统具有精度高、抗噪声能力强和实时性好等优点,可满足隧道施工中双护盾硬岩隧道掘进机位姿的精密自动测量要求。

主 题 词：机器视觉 双护盾掘进机 位姿测量 单目视觉 激光标靶 全站仪 

学科分类：08[工学] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/aos201535.1112005

馆 藏 号：203182214...