The present invention provides a driving machine positioning system, three point laser marking based on image includes: wireless camera, wireless base station, computer, laser marking machine, double triangular point laser marking device, the wireless camera installed in the machine, the triangular laser marker is uniformly arranged on the circumference of camera on the wireless camera and the wireless base station wireless connection, the wireless base station with the computer via a cable connection, the two laser marking device is installed in the roadway on the ground. The positioning method of the positioning system is also provided. Compared with the prior art, the invention has the advantages of compact structure, simple and convenient operation, accurate positioning, etc., and provides the support condition for the unmanned remote visual remote operation of the roadheader.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及掘进机的定位系统设计及工程机器人定位控制领域,具体地,涉及一种基于三激光标记点图像的掘进机定位系统及定位方法。
技术介绍
目前多种定位技术应用于掘进机定位系统中,包括基于全站仪的定位系统、基于捷联式惯性系统的定位技术、基于激光导向的定位系统、基于视觉测量的掘进机导向和定位系统。全站仪称为全站型电子测速仪,基于全站仪的定位导向技术多年前就被用于盾构掘进机隧道掘进时的导向。它是一种可以同时进行角度测量、距离测量和数据处理的测量仪器,通过激光测距传感器和两个角位移传感器获取空间点坐标。全站仪及其配套的接收装置均属于精密测绘仪器,对工作环境要求苛刻,其使用,维护成本也比较高。捷联式惯性系统不采用实体平台,把加速度计和陀螺仪直接安装在载体上。从陀螺仪和加速度计构成的惯性系统中获得掘进机三轴方向的加速度和角速度信号,解算求的车体实时位置信息,从车体实时位置信息获得车体的实时航向,俯仰角,横滚角,从位移传感器信号得到机械臂的伸缩、旋转量,二者共同决定了掘进机的姿态信息。但是由于导向定位信息是经过时间积分而产生,定位误差会随时间而增大,并且惯性系统在开始导向定位之前需要进行初始化。基于激光导向仪的导向定位系统,包括激光指向测距仪和光侧角仪。激光接收器安装在掘进机机身上,其基准轴线与机身基准轴线平行,通过接收导向激光,以测出机身与导向激光束间的水平角和俯仰角差值。但是其存在现场光侧角仪对激光能否可靠接受及跟踪的问题,掘进过程中,巷道会出现随机性的俯仰角变化,会导致指向激光束在机组的落点位置无法固定,造成求解困难。视觉定位是通过摄像机获取周围景物的图像,利用一 ...
【技术保护点】
一种基于三激光标记点图像的掘进机定位系统,其特征在于,包括:无线摄像仪、无线基站、计算机终端、三角激光标记器、两点激光标记器;计算机终端通过无线基站接收无线摄像仪采集的掘进巷道参照面的图像;三角激光标记器与掘进巷道的相对位置固定,并在掘进巷道参照面上投射出3个亮点,分别记为点C、点D、点E;两点激光标记器中的激光发射器在无线摄像仪的周向上均匀布置,并在掘进巷道参照面上投射出2个亮点,分别记为点A、点B;无线摄像仪紧固连接在掘进机上。
【技术特征摘要】
1.一种基于三激光标记点图像的掘进机定位系统,其特征在于,包括:无线摄像仪、无线基站、计算机终端、三角激光标记器、两点激光标记器;计算机终端通过无线基站接收无线摄像仪采集的掘进巷道参照面的图像;三角激光标记器与掘进巷道的相对位置固定,并在掘进巷道参照面上投射出3个亮点,分别记为点C、点D、点E;两点激光标记器中的激光发射器在无线摄像仪的周向上均匀布置,并在掘进巷道参照面上投射出2个亮点,分别记为点A、点B;无线摄像仪紧固连接在掘进机上。2.根据权利要求1所述的基于三激光标记点图像的掘进机定位系统,其特征在于,三角激光标记器安装在掘进巷道的底面、侧壁或者顶板上,且正对位于掘进巷道终点处的掘进巷道参照面;点C、点D、点E位于同一个正三角形的3个顶点处;且点C、点D、点E所在平面垂直于水平面。3.根据权利要求2所述的基于三激光标记点图像的掘进机定位系统,其特征在于,经过两点激光标记器投射出的点A、点B的直线平行于无线摄像仪的镜头平面。4.根据权利要求3所述的基于三激光标记点图像的掘进机定位系统,其特征在于,直线垂直于水平面。5.一种基于权利要求1至4中任一项所述的基于三激光标记点图像的掘进机定位系统的定位方法,其特征在于,包括:根据掘进巷道参照面的图像中点A与点B之间的像素距离,确认掘进机到掘进巷道参照面的距离,计算公式为: d = l f × d p × k p ]]>其中,d为掘进机到掘进巷道参照面的距离;l为已知的点A与点B的实际距离;f为无线摄像仪的焦距;dp为实时拍摄的掘进巷道参照面的图像中点A与点B之间的像素距离;kp为点A与点B之间在图像中的像素距离和已知的点A与...
【专利技术属性】
技术研发人员:王坤东,陈冰,孙强,张佃龙,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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