一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法及系统，一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法包括：采集双线激光返回图像获取双线激光目标特征线交点；利用双线激光目标特征线交点得到盾构机盾尾间隙距离，根据两条激光线在盾尾壳体和管片上的投影关系，计算提取关键点，实现非接触式盾尾间隙实时自动化测量，在盾尾间隙测量中精度更稳定可靠，可以实时动态监测盾尾间隙变化，能够及时发现测量异常值，为盾构机管片拼装提供数据。数据。数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及盾构机的盾尾间隙动态实时测量领域，具体涉及一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法及系统。

技术介绍

[0002]盾尾间隙测量是盾构施工中一项非常重要的工作，盾尾间隙是施工控制的重要参数之一，可以为管片选型、盾构姿态控制提供重要数据依据，盾尾间隙超出范围时，将造成盾尾刷磨损较快或者管片被压裂等现象，甚至发生事故，所以需要对盾尾间隙进行实时测量，指导盾构司机及时调整盾构机的推进姿态。当前盾构施工大多数采用人工测量方式作业，存在测量费时、费力、精度低、数据无法自动保存及管理难等问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法，包括：采集双线激光返回图像获取双线激光目标特征线交点；利用双线激光目标特征线交点得到盾构机盾尾间隙距离。
[0004]优选的，所述采集双线激光返回图像获取双线激光目标特征线交点包括：利用双线激光返回图像提取双线激光返回图像像素点数据；利用双线激光返回图像像素点数据基于Hough直线拟合算法计算双线激光返回图像直线方程；利用双线激光返回图像直线方程计算得到双线激光目标特征线交点；其中，双线激光返回图像包括第一管片线、第二管片线、第一盾壳线与第二盾壳线，双线激光目标特征线交点包括第一双线激光目标特征线交点和第二双线激光目标特征线交点。
[0005]进一步的，利用双线激光返回图像像素点数据基于Hough直线拟合算法计算双线激光返回图像直线方程的计算式如下：其中，y为双线激光返回图像像素点数据y轴坐标值，x为双线激光返回图像像素点数据x轴坐标值，k1为第一管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b1为第一管片线激光返回图像像素点的直线参数，k2为第二管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b2为第二管片
线激光返回图像像素点的直线参数，k3为第一盾壳线激光返回图像像素点的直线斜率，b3为第一盾壳线激光返回图像像素点的直线参数，k4为第二盾壳线激光返回图像像素点的直线斜率，b4为第二盾壳线激光返回图像像素点的直线参数。
[0006]进一步的，所述利用双线激光返回图像直线方程计算得到双线激光目标特征线交点的计算式：其中，（x
t1
，y
t1
）为第一双线激光目标特征线交点，（x
t2
，y
t2
）为第二双线激光目标特征线交点，k1为第一管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b1为第一管片线激光返回图像像素点的直线参数，k2为第二管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b2为第二管片线激光返回图像像素点的直线参数，k3为第一盾壳线激光返回图像像素点的直线斜率，b3为第一盾壳线激光返回图像像素点的直线参数，k4为第二盾壳线激光返回图像像素点的直线斜率，b4为第二盾壳线激光返回图像像素点的直线参数。
[0007]优选的，所述利用双线激光目标特征线交点得到盾构机盾尾间隙距离包括：利用双线激光目标特征线交点提取双线激光管片线端点；利用双线激光管片线端点计算激光结构线像素距离；利用激光结构线像素距离基于双线激光结构标尺计算相对标尺；利用双线激光管片线端点与双线激光目标特征线交点计算第二像素距离；利用第二像素距离计算盾构机盾尾间隙距离；其中，双线激光管片线端点包括第一管片线上端点、第一管片线下端点、第二管片线上端点与第二管片线下端点，双线激光结构标尺为双线激光平行共面时的线距离。
[0008]进一步的，所述利用双线激光管片线端点计算激光结构线像素距离包括：其中，L为激光结构线像素距离，（x
m1
，y
m1
）为第一管片线上端点，（x
m2
，y
m2
）为第一管片线下端点，（x
n1
，y
n1
）为第二管片线上端点，（x
n2
，y
n2
）为第二管片线下端点，k1为第一管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b1为第一管片线激光返回图像像素点的直线参数，k2为
第二管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b2为第二管片线激光返回图像像素点的直线参数。
[0009]进一步的，所述利用激光结构线像素距离基于双线激光结构标尺计算相对标尺的计算式如下：其中，R
z
为相对标尺，L为激光结构线像素距离，R为双线激光结构标尺。
[0010]进一步的，所述利用双线激光管片线端点与双线激光目标特征线交点计算第二像素距离的计算式如下：其中，L1为第二像素距离，（x
m1
，y
m1
）为第一管片线上端点，（x
n1
，y
n1
）为第二管片线上端点，（x
t1
，y
t1
）为第一双线激光目标特征线交点，（x
t2
，y
t2
）为第二双线激光目标特征线交点。
[0011]进一步的，所述利用第二像素距离计算盾构机盾尾间隙距离的计算式如下：其中，P为盾构机盾尾间隙距离，L1为第二像素距离，R
z
为相对标尺。
[0012]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量系统，包括：采集模块，用于采集双线激光返回图像获取双线激光目标特征线交点；获取模块，用于利用双线激光目标特征线交点得到盾构机盾尾间隙距离。
[0013]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：实现非接触式盾尾间隙的实时自动化测量；该测量方法精度更稳定可靠，能够实时动态监测盾尾间隙变化，及时发现测量异常值，为盾构机管片拼装调向提供数据参考，为盾构机自动化施工提供技术保障。
附图说明
[0014]图1是本专利技术提供的一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法流程图；图2是本专利技术提供的一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量系统流程图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0016]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]实施例1：本专利技术提供了一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法，如图1所示，包
括：步骤一：采集双线激光返回图像获取双线激光目标特征线交点；步骤二：利用双线激光目标特征线交点得到盾构机盾尾间隙距离。
[0018]步骤一具体包括：1
‑
1：利用利用双线激光返回图像提取双线激光返回图像像素点数据；1
‑
2：利用双线激光返回图像像素点数据基于Hough直线拟合算法计算双线激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法，其特征在于，包括：采集双线激光返回图像获取双线激光目标特征线交点；利用双线激光目标特征线交点得到盾构机盾尾间隙距离；利用双线激光返回图像提取双线激光返回图像像素点数据；利用双线激光返回图像像素点数据基于Hough直线拟合算法计算双线激光返回图像直线方程；利用双线激光返回图像直线方程计算得到双线激光目标特征线交点；其中，双线激光返回图像包括第一管片线、第二管片线、第一盾壳线与第二盾壳线，双线激光目标特征线交点包括第一双线激光目标特征线交点和第二双线激光目标特征线交点；利用双线激光目标特征线交点提取双线激光管片线端点；利用双线激光管片线端点计算激光结构线像素距离；利用激光结构线像素距离基于双线激光结构标尺计算相对标尺；利用双线激光管片线端点与双线激光目标特征线交点计算第二像素距离；利用第二像素距离计算盾构机盾尾间隙距离；其中，双线激光管片线端点包括第一管片线上端点、第一管片线下端点、第二管片线上端点与第二管片线下端点，双线激光结构标尺为双线激光平行共面时的线距离。2.如权利要求1所述的基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法，其特征在于，利用双线激光返回图像像素点数据基于Hough直线拟合算法计算双线激光返回图像直线方程的计算式如下：其中，y为双线激光返回图像像素点数据y轴坐标值，x为双线激光返回图像像素点数据x轴坐标值，k1为第一管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b1为第一管片线激光返回图像像素点的直线参数，k2为第二管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b2为第二管片线激光返回图像像素点的直线参数，k3为第一盾壳线激光返回图像像素点的直线斜率，b3为第一盾壳线激光返回图像像素点的直线参数，k4为第二盾壳线激光返回图像像素点的直线斜率，b4为第二盾壳线激光返回图像像素点的直线参数。3.如权利要求1所述的基于双线激光视觉的盾构机盾尾间隙测量方法，其特征在于，所述利用双线激光返回图像直线方程计算得到双线激光目标特征线交点的计算式：
其中，（x
t1
，y
t1
）为第一双线激光目标特征线交点，（x
t2
，y
t2
）为第二双线激光目标特征线交点，k1为第一管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b1为第一管片线激光返回图像像素点的直线参数，k2为第二管片线激光返回图像像素点的直线斜率，b2为第二管片线激光返回图像像素点的直线参数，k3为第一盾壳线激光返回图像像...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵震宇，戴璐璐，马鹏亮，杜文阳，张晓日，
申请(专利权)人：力信测量上海有限公司，
类型：发明
国别省市：