一种基于机器视觉的顶管机导向方法技术

本发明专利技术提供了基于机器视觉的顶管机导向方法，采用装置包括工业PC机、成像相机、测量标志点，所述测量标志点包括固定测量标志点P和动态测量标志点，所述成像相机通过对测量标志点成像，并将成像数据传输至工业PC机进行解析处理以获得并控制顶管机的实时姿态。本发明专利技术与现有技术相比，采用常规的工业相机作为测量工具，从而实现了成本低，关键部件突破国外进口封锁限制并极大地减轻了现场工作强度；本发明专利技术管节上成像相机和测量标志点安装方便，能轻松实现节点转换，不再占用顶管掘进时间，提高了顶管施工效率；并且也能达到实现亚厘米级测量精度，施工有保障，且无需大量的系统附件，系统简练，维护保障大大简化。

A guiding method of pipe jacking machine based on machine vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的顶管机导向方法
本专利技术涉及顶管机导向
，尤其涉及一种基于机器视觉的顶管机导向方法。
技术介绍
现有的顶管机导向方法，由于顶管工法的特殊性，顶进的管节是动态移动的，每次测定顶管机的位置姿态均需在工作井口开始，依次延伸测量到作业面上的顶管机头。短距离的直线顶管测量时,目前主要在工作井口安置激光指向仪实现顶管导向。长距离的曲线顶管测量时,目前大多采用人工测量方法，从工作井口的控制点延伸导线传递坐标和方位至作业面，测量强度大，易发生测量差错，并且需停止顶管作业，不能实现实时测量，影响导向质量和施工工效。虽然出现有部分进行自动导向的顶管机作业方式，但其大都为使用多台自动全站仪和自动安平基座依次延伸导线传递坐标和方位至工作面的导向方式，这种导向方式使得整个系统过于复杂，设备故障率也因此居高不小，并且由于自动全站仪及自动安平基座成本非常高，使用多台全站仪及自动安平基座导致整体成本大幅度提高，甚至自动导向系统的成本超过顶管机本体的成本，难以接受。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足之处，本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的顶管机导向方法，其特征在于，采用装置包括工业PC机、成像相机、测量标志点，所述测量标志点包括固定测量标志点P和动态测量标志点，所述成像相机通过对测量标志点成像，并将成像数据传输至工业PC机进行解析处理以获得并控制顶管机的实时姿态，操作步骤如下：/nA、在顶管机头安装0#成像相机,并在工作井口安装一组固定测量标志点P；/nB、通过0#成像相机对固定测量标志点P的成像，工业PC机解算出0#成像相机的6个外方位元素，包括相机三维坐标X、Y、Z,相机的三个角元素俯仰角α、方位角Φ，扭转角k，计算公式为摄影测量的后方交会；/nC、将0#成像相机的外方位元素与人工测量的顶管机的位置坐...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的顶管机导向方法，其特征在于，采用装置包括工业PC机、成像相机、测量标志点，所述测量标志点包括固定测量标志点P和动态测量标志点，所述成像相机通过对测量标志点成像，并将成像数据传输至工业PC机进行解析处理以获得并控制顶管机的实时姿态，操作步骤如下：
A、在顶管机头安装0#成像相机,并在工作井口安装一组固定测量标志点P；
B、通过0#成像相机对固定测量标志点P的成像，工业PC机解算出0#成像相机的6个外方位元素，包括相机三维坐标X、Y、Z,相机的三个角元素俯仰角α、方位角Φ，扭转角k，计算公式为摄影测量的后方交会；
C、将0#成像相机的外方位元素与人工测量的顶管机的位置坐标包括方位角，扭转角，俯仰角进行比较，建立0#成像相机与顶管机头的位置相对关系；
D、顶进时，每顶进一段距离L置入一组动态测量标志点和一个动态成像相机，所述动态成像相机需确保能拍到本节顶进管节上的这组动态测量标志点n-1以及相邻的工作井口一侧的另一组测量标志点n；
E、工业PC机根据共线条件方程的光束法平差原理，以固定测量标志点P为起点依次计算出各组动态测量标志点的三维坐标和各成像相机的外方位元素从而实现长距离的顶管导向。

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【专利技术属性】
技术研发人员：彭国新，刘辉，彭家茗，肖德时，胡安邦，李笑，赵健为，
申请(专利权)人：广州鑫唐夏信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44