一种拱架位姿测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种拱架位姿测量方法及系统，方法包括：通过第一定位装置将拱架定位在预设位置处，在拱架上设置有反射片，反射片具有至少四个在以拱架建立的坐标系中位置已知的标记点；控制第二定位装置朝向拱架扫描，依次扫描出反射片的各个标记点，获得各个标记点在大地坐标系中的位置；根据各个标记点在以拱架建立的坐标系中的位置坐标和各个标记点在大地坐标系中的位置坐标，计算出将各个标记点的位置坐标从以拱架建立的坐标系转换到大地坐标系所使用的转换参数，以得到的转换参数描述拱架的当前位姿。本发明专利技术拱架位姿测量方法及系统，能够较为精确地测量出拱架的位姿。

【技术实现步骤摘要】
一种拱架位姿测量方法及系统
本专利技术涉及智能机器
，特别是涉及一种拱架位姿测量方法及系统。
技术介绍
随着科学技术的发展，在各个领域智能化成为一种发展趋势。隧道掘进机(TunnelBoringMachine，TBM)是一种集光、机、电、液、传感、控制等多技术于一体的大型施工装备，具有施工进度快、方向准和安全性高的特点，广泛应用于铁路、水电、交通、矿山、市政等隧洞或者隧道工程。高效和安全已成为采用隧道掘进机开展隧道施工的核心竞争优势，隧道掘进机的大范围推广，为提升我国隧道施工水平、建设速度、建设质量以及环境保护做出了重大贡献。在隧道掘进机施工过程中，为了保证围岩稳定，会采用刚性拱架配合钢筋网进行加强支护，目前其中很多的施工工序由人工操作，而由于施工环境恶劣、劳动强度大、操作依赖人工经验等因素限制，人工参与操作容易导致支护不及时或者支护效果不稳定。因此实现智能化拼装拱架是隧道施工领域的一种发展趋势，而实现智能化拼装拱架，如何较为精确地测量拱架位姿是首先需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种拱架位姿测量方法及系统，能够较为精确地测量拱架的位姿。为实现上述目的，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拱架位姿测量方法，其特征在于，包括：通过第一定位装置将拱架定位在预设位置处，在所述拱架上设置有反射片，所述反射片具有至少四个在以拱架建立的坐标系中位置已知的标记点；控制第二定位装置朝向所述拱架扫描，依次扫描出所述反射片的各个标记点，获得各个标记点在大地坐标系中的位置；根据各个标记点在以拱架建立的坐标系中的位置坐标和各个标记点在大地坐标系中的位置坐标，计算出将各个标记点的位置坐标从以拱架建立的坐标系转换到大地坐标系所使用的转换参数，以得到的转换参数描述所述拱架的当前位姿。

【技术特征摘要】
1.一种拱架位姿测量方法，其特征在于，包括：通过第一定位装置将拱架定位在预设位置处，在所述拱架上设置有反射片，所述反射片具有至少四个在以拱架建立的坐标系中位置已知的标记点；控制第二定位装置朝向所述拱架扫描，依次扫描出所述反射片的各个标记点，获得各个标记点在大地坐标系中的位置；根据各个标记点在以拱架建立的坐标系中的位置坐标和各个标记点在大地坐标系中的位置坐标，计算出将各个标记点的位置坐标从以拱架建立的坐标系转换到大地坐标系所使用的转换参数，以得到的转换参数描述所述拱架的当前位姿。2.根据权利要求1所述的拱架位姿测量方法，其特征在于，所述第一定位装置为激光测距仪、机械限位装置或者接近开关，通过第一定位装置将拱架定位在预设位置处包括：在所述预设位置的一端位置点设置所述第一定位装置，通过所述第一定位装置识别出所述拱架的一端，而将所述拱架定位在所述预设位置处。3.根据权利要求1所述的拱架位姿测量方法，其特征在于，所述第一定位装置为角度传感器，通过第一定位装置将拱架定位在预设位置处包括：将所述拱架从初始位置沿其弧度方向旋转至预设位置处，此时所述的第一定位装置的角度的变化量表述为预设角度，拱架定位时所述第一定位装置与所述拱架的相对位置固定且所述第一定位装置随所述拱架转动，当所述第一定位装置测量的角度变化量等于所述预设角度时表明所述拱架旋转到所述预设位置处。4.根据权利要求1所述的拱架位姿测量方法，其特征在于，控制第二定位装置朝向所述拱架扫描，依次扫描出所述反射片的各个标记点包括：控制所述第二定位装置以预设方位角朝向所述拱架扫描，扫描出第一个标记点并获得第一个标记点在大地坐标系中的位置；控制所述第二定位装置以预设方位角朝向所述拱架扫描，依次对以所述第一个标记点为圆心、以所述第一个标记点到其它各个标记点的距离为半径的圆弧路径扫描，扫描出第二个标记点并获得第二个标记点在大地坐标系中的位置，如此依次进行多次扫描，每次扫描时对以前一次扫描出的标记点为圆心、以该标记点到其它各个标记点的距离为半径的圆弧路径扫描，直至扫描出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，蔡杰，徐震，徐福宇，宋志友，陶柳明，胡超，王晓伟，袁泽，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43